專利名稱：使用柔性壓力元件來密封電子部件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用密封劑來部分密封具有連接的電子部件的載體組件的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求6前序部分的采用本方法的裝置。
背景技術(shù)：
借助于密封劑來密封安裝在載體上的電子部件是一種通用技術(shù)。在這里，具有尚未被密封的電子部件的載體通常以下述方式被夾持在兩個模具部件之間，使得在用于密封的電子部件(特別是，但不是排他地，半導(dǎo)體器件)周圍形成模具腔。然后，已加熱的(液態(tài))密封劑借助于柱塞系統(tǒng)，通過澆口以通常的方式被輸送到模具腔，使得模具腔被密封劑填充。在至少部分固化密封劑之后，所述模具部件將被移開，使得具有現(xiàn)在已被密封劑覆蓋的電子部件的載體可以從模具部件取出。這樣一種工藝也被稱為轉(zhuǎn)移模鑄。
還存在這樣的需求借助于轉(zhuǎn)移模鑄來實現(xiàn)置于載體上的電子部件的僅部分密封，即，將其嵌入到密封劑中，使得電子部件的一部分仍然保持不密封。由此，有可能例如僅部分地密封電子部件，其中，保持不密封的電子部件部分形成傳感器(例如，對光、壓力、溫度和/或化學(xué)物質(zhì)敏感的傳感器)，形成熱交換器，或者可以用于光學(xué)數(shù)據(jù)的輸入或輸出。在專利文獻WO 03/028086中，公開了一種用密封劑來密封芯片的方法與裝置，所述芯片表面的一部分必須保持沒有密封劑。所述芯片必須保持沒有密封劑的表面部分被一種材料覆蓋，在已經(jīng)合攏所述模具之后，所述材料將被夾持在芯片的所述部分和模具的一部分之間。這種部分覆蓋所述芯片表面的材料最好由一種相當(dāng)軟的耐熱材料制成。通過施加于與部分覆蓋所述表面的材料相接觸的側(cè)面的相反芯片側(cè)面的密封劑，獲得用于實現(xiàn)從所述芯片到部分覆蓋所述表面的材料的適當(dāng)壓力的壓力。所公開的方法的問題在于，它僅為必須保留自由的芯片表面相反的側(cè)面上用密封劑覆蓋的芯片提供解決方案。然而，這種類型的產(chǎn)品并不是經(jīng)常被市場需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是以簡單的方式來提供一種方法與裝置，用于使具有連接的電子部件的載體組件保留部分無密封劑，其中，遠離電子部件的側(cè)面保留無密封劑。
為此目的，本發(fā)明提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。使用這樣一種方法，對位于所述載體上的電子部件進行密封，而所述表面的一部分保留不密封，同時，所述載體遠離電子部件的側(cè)面仍然保留沒有密封劑。由于電子部件與壓力分布體的連接是通過容納在所述部件和所述載體之間的密封劑部分地實現(xiàn)的，所以這是可能的。施加于密封劑上的壓力仍然可以被用于電子部件與壓力分布體的適應(yīng)性連接力，而沒有通常不希望出現(xiàn)在封裝的最終產(chǎn)品中的載體遠離電子部件的側(cè)面上的密封劑。電子部件與載體之間的空間例如以所謂的“倒裝芯片”出現(xiàn)。在這樣的倒裝芯片中，電子部件(芯片)經(jīng)由焊料突塊置于載體(板，引線框)上。在這里，焊料突塊提供載體和電子部件之間的電連接，并且因此是重要的。當(dāng)太大的載荷被施加到倒裝芯片遠離載體的側(cè)面時，所述焊料突塊將變形，并且這是不希望的/不可接受的?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的方法在輸送密封劑之前，提供一種可能性，將倒裝芯片上的壓力限制在焊料突塊不(或難以)發(fā)生變形的水平，同時在輸送密封劑期間，由于密封劑也施加到壓力分布體上的壓力，仍然防止在電子部件和載體之間流動的密封劑所施加的壓力將電子部件從載體脫開(或受到擠壓)。
壓力分布體被理解為表示一個由可變形介質(zhì)制成的物體，例如也被稱為凝膠體，例如，市售的一種品牌為“Gel-Pak[注冊商標]”。這樣一種例如由凝膠層(或凝膠膜)制成的材料具有非常重要的優(yōu)點，即，局部施加于電子部件和/或載體上的載荷可以因此保持受限。更具體地說，在開始向模具腔輸送密封劑之前，該載荷可以保持受限。在位移模具部件的同時，柔性壓力分布體可以壓向電子部件遠離載體的側(cè)面。使用一個或多個壓力分布體(至少一個壓力分布體)的顯著優(yōu)點在于，用于密封的電子部件和/或在其上安裝電子部件的載體的尺寸變化可以(并且將)由壓力分布體來補償。用于密封的電子部件和載體組件因此將獲得良好的連接(施加于電子部件和載體組件的閉合力具有均勻分布)，其中，各部件(載體和電子部件二者)尺寸的相對大變化將不會導(dǎo)致干擾。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選變化中，柔性壓力分布體經(jīng)由柔性材料層壓向具有安裝于其上的電子部件的載體組件。在這里，例如由塑料制成的薄片可以形成保護性中間層。由此可以避免具有安裝于其上的電子部件的載體組件和壓力分布體之間出現(xiàn)不希望的接觸，以便防止例如對電子部件和/或載體產(chǎn)生負面影響，和/或延長壓力分布體的使用期限。
必要時，柔性壓力分布體可以可釋放地放置在相對模具部件中。這可以通過把個別的壓力分布體放置在模具中，也可以排列放置在薄片上的壓力分布體，或者其中“薄片”全部或部分地被提供“凝膠層”或“凝膠體”。為了將壓力分布體放置在模具中，例如可以利用已知的用于薄片材料的自動輸送器。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個應(yīng)用變化中，柔性壓力分布體至少部分地壓向組件載體，例如壓向載體遠離電子部件的側(cè)面。本方法的這種應(yīng)用提供了一種用于制造上述“無引線封裝”的解決方案，不需要在其中使用覆蓋薄片。取代在以上所述中使用的覆蓋薄片，現(xiàn)在使用一個或多個柔性壓力分布體，能使載體上的所需部分保持干凈。
本發(fā)明還提供根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，它用密封劑來密封安裝在載體上的電子部件。這種裝置與現(xiàn)有密封裝置僅有輕微的不同，因此，可以用十分簡單的方法來實現(xiàn)將現(xiàn)有裝置轉(zhuǎn)換/修改為根據(jù)本發(fā)明的裝置。采用根據(jù)本發(fā)明的裝置，就能實現(xiàn)前面參照根據(jù)本發(fā)明的方法已經(jīng)描述過的優(yōu)點。在本裝置的一個優(yōu)選實施例中，在凹陷于模具腔壁中的空間中，至少部分地形成用于容納柔性壓力分布體的夾持部件。這樣一來，可以用簡單的方法來固定壓力分布體的位置。還可以向本裝置提供位于模具部件的側(cè)面的用于壓力分布體和/或薄片材料的供應(yīng)部件和取出部件。如上所述，分別借助于這種供應(yīng)和取出部件，可以將壓力分布體放置到模具部件之間以及從模具部件中取出。


下面將參照在附圖中所表示的非限制性實施例來進一步說明本發(fā)明，這里圖1A示出具有在模具中放置的倒裝芯片的載體的截面，其中，在輸送密封劑之前，由壓力分布體來接合所述倒裝芯片。
圖1B表示在輸送密封劑過程中，對應(yīng)于圖1A所示部分的截面。
圖1C示出具有在模具中放置的倒裝芯片的載體的截面，其中，在輸送密封劑之前，由壓力分布體的一個可替代的實施例變化來接合倒裝芯片。
圖2表示具有4個芯片的載體的頂視圖，上述芯片被密封，使得所述芯片的一部分被保留沒有密封劑。
圖3A是與根據(jù)本發(fā)明的方法配合使用的壓力分布體的透視圖。
圖3B是具有塑料薄片層的壓力分布體的可替代的實施例變化的透視圖。
圖3C表示由塑料薄片層包覆的壓力分布體的第二可替代的實施例變化的截面圖。
圖3D是具有多個壓力分布體的薄片層的透視圖。
具體實施例方式
圖1A表示(倒裝的)芯片1，它經(jīng)由焊料突塊2連接到載體3。載體3被放置在模具部件4中，使得載體3的一個平面完全被模具部件4支撐。被放置連接到模具部件4上的是相對模具部件5，它明顯地形成一個包圍芯片1的模具腔6。凝膠體7(壓力分布體)放置在相對模具部件5和芯片1之間，使得凝膠體7在芯片1上施加壓力，然而，所述壓力受限，使得在凝膠體7所施加的壓力的影響下，焊料突塊2基本上不變形。在相對模具部件5中設(shè)置了一個凹陷8，用于定位凝膠體。
在圖1B中，由模具部件4和相對模具部件5圍成的模具腔6被填充液態(tài)密封劑9。密封劑9上的相對高的壓力也出現(xiàn)在也在其中設(shè)置了焊料突塊2的芯片1和載體3之間的空間10中。然而，相同的壓力也通過密封劑9施加到凝膠體7上，因此，在芯片1上仍然導(dǎo)致壓力差(在直接朝向相對模具部件5的芯片1的側(cè)面和與空間10毗連的芯片1的側(cè)面之間)，所述壓力差的大小在理論上與圖1A所示情形中的壓力差相同。雖然這個壓力差將不準確地保持一樣大，但是它所導(dǎo)致的有利效果是，即使芯片1在圖1A所示情形受到有限的壓力，在圖1B所示的情形中，所述芯片1仍然通過足夠大的合力而壓向載體2。存在于模具腔6中的密封劑9包覆芯片1，使得芯片1保持沒有密封劑9的側(cè)面被定位于與固化密封劑9遠離載體3的側(cè)面差不多相同的水平上。在施加密封劑之后，就可以用簡單的方式將例如一種冷卻元件(未示出)固定到芯片1上。
圖1C表示(倒裝的)芯片1，它經(jīng)由焊料突塊2連接到載體3，如同在前面的附圖中所示。載體3被放置在模具部件4中。被放置連接到模具部件4的是相對模具部件25，它明顯地形成一個包圍芯片1的模具腔26。不同于在圖1A和1B中所示的模具腔6和凝膠體7，在圖1C中，模具腔26和凝膠體27被這樣形成，使得凝膠體27不僅僅接合芯片1的一個側(cè)面。凝膠體27接合到芯片1上，使得稍后施加的密封劑不僅使芯片1的一個側(cè)面保留無密封劑，而且芯片1還將突出于密封劑之外。
圖2表示載體12的頂視圖，該載體12部分地被密封劑11覆蓋，并且在其上安裝了4個部分地不被覆蓋的芯片13。例如，在后繼操作中，各芯片13可以被鋸下來。
圖3A表示應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法的凝膠體15。圖3B表示凝膠體16，在其一個側(cè)面上設(shè)置了薄片層17，用于將凝膠材料18保護于周圍區(qū)域(的一部分)。圖3C的截面表示凝膠體19，它的凝膠材料20在所有側(cè)面上都用保護性薄片21包覆。取代凝膠材料20，在這個凝膠體19變化的實施例中，可以應(yīng)用一種材料，它在把所述材料保持在一起的方面滿足較不苛刻的要求。因此，可以用一種(可選地黏稠性)液體來取代凝膠材料20。圖3D表示薄片層22，它例如可以用現(xiàn)有方法(在圖中沒有示出)容易地被放進模具中，并且從模具中取出。多個凝膠體23被放置在薄片層22上。
權(quán)利要求
1.用密封劑來部分密封具有連接的電子部件的載體組件的方法，包括下列各步驟A)在模具部件和相對模具部件之間，包圍載體的至少一部分和在其上安裝的電子部件，使得形成至少一個包圍所述電子部件的模具腔，B)把液態(tài)密封劑引入模具腔中，以及C)在至少部分固化密封劑之后，從模具部件中取出具有密封的電子部件的載體，其中，在根據(jù)工藝步驟B)向模具腔輸送液態(tài)密封劑之前，將柔性壓力分布體壓向電子部件遠離載體的側(cè)面，其特征在于，載體遠離電子部件的側(cè)面被放置靠近模具部件，第二相對模具部件被壓向載體承載電子部件的側(cè)面，以及至少在工藝步驟B)中，位于載體和電子部件之間的空間被填充密封劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述柔性壓力分布體被夾持在電子部件遠離載體的側(cè)面和相對模具部件之間。
3.根據(jù)前述各項權(quán)利要求所述方法，其特征在于，所述柔性壓力分布體經(jīng)由柔性材料層壓向在其上安裝有電子部件的載體組件。
4.根據(jù)前述各項權(quán)利要求中任何一項所述方法，其特征在于，所述柔性壓力分布體被可釋放地放置在相對模具部件中。
5.根據(jù)前述各項權(quán)利要求中任何一項所述方法，其特征在于，所述柔性壓力分布體被至少部分地壓向載體遠離電子部件的側(cè)面。
6.用密封劑來部分密封安裝在載體上的電子部件的裝置，包括-可互相置換并且適于在各模具部件之間至少部分地容納載體的多個模具部件，其中，第一模具部件具有連通到載體上的至少一個模具腔，以及-連接到模具腔的密封劑供應(yīng)部件，以及-位于模具腔中的夾持部件，用于容納柔性壓力分布體，其特征在于，所述裝置具有第二模具部件，它適于承載載體遠離電子部件的側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述用于容納柔性壓力分布體的夾持部件至少部分地形成于凹陷到模具腔壁中的空間內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述裝置，其特征在于，所述裝置還具有位于模具部件的側(cè)面的薄片材料供應(yīng)部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任何一項所述裝置，其特征在于，所述裝置還具有位于模具部件的側(cè)面的薄片材料取出部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任何一項所述裝置，其特征在于，所述裝置還具有壓力分布體供應(yīng)部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用密封劑來部分地密封具有連接的電子部件的載體組件的方法，包括下列各步驟A)在模具部件和相對模具部件之間，包圍載體的至少一部分和在其上安裝的電子部件，B)把液態(tài)密封劑引入模具腔中，以及C)在至少部分固化密封劑之后，從模具部件中取出具有密封的電子部件的載體。本發(fā)明還涉及一種采用這種方法的裝置。
文檔編號B29C45/14GK1868048SQ200480029813
公開日2006年11月22日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者弗朗西絲卡斯·B.·A.·德·維拉伊斯, 亨德拉卡斯·J.·B.·彼得斯 申請人:菲科公司