專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有板形框架的壓力機(jī)和操作這種板式壓力機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用封裝材料來(lái)封裝電子元件的壓力機(jī)，其包括兩個(gè)相對(duì)的彼此 可移動(dòng)的模具部件，封裝材料用的進(jìn)料裝置和連接到至少一個(gè)模具部件上的驅(qū)動(dòng)裝置，該 驅(qū)動(dòng)裝置具有連接到可移動(dòng)的模具部件一側(cè)上的流化床，并且第一液體供給部連接到流化 床上。本發(fā)明還涉及到利用這種壓力機(jī)采用封裝材料來(lái)封裝電子元件的方法。
背景技術(shù)：
在封裝安裝在載體上的電子器件過(guò)程中，特別是封裝半導(dǎo)體(芯片)，使用已知的 帶有兩個(gè)模具部件的封裝壓力機(jī)來(lái)封裝，其中，至少一個(gè)模具部件具有凹型的模腔。在模具 部件間放置帶有要封裝的電子元件的載體后，兩模具部件便相互靠攏來(lái)夾緊載體。此時(shí)，封 裝材料供給到模腔內(nèi)，且封裝材料至少局部硬化后，封裝電子元件的載體從封裝壓力機(jī)中 被取出。為了限制封裝壓力機(jī)的處理周期，需要使模具部件快速相互靠近，且僅在進(jìn)行封裝 產(chǎn)品前降低速度。因而壓力機(jī)可迅速的操作但可緩慢地靠近，從而降低了對(duì)加工產(chǎn)品損害 的危險(xiǎn)?；谶@個(gè)目的，以前，人們開(kāi)發(fā)了各種各樣的機(jī)構(gòu)，例如以本申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的專(zhuān) 利EP 0935520。雖然在這個(gè)歐洲專(zhuān)利中所述的驅(qū)動(dòng)裝置提供所要求的功能，但該驅(qū)動(dòng)裝置 存在體積大和笨重的缺點(diǎn)。這就導(dǎo)致了壓力機(jī)非常昂貴，并且在使用時(shí)占用大量空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在前序中所述的壓力機(jī)，該壓力機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕， 同時(shí)，以安全的方式并以不同的速度進(jìn)行壓合。為此，本發(fā)明提供一種用封裝材料來(lái)封裝電子元件的壓力機(jī)，其包括兩個(gè)相對(duì)的 彼此可移動(dòng)的模具部件，封裝材料的進(jìn)料裝置和連接到至少一個(gè)模具部件上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 該驅(qū)動(dòng)裝置具有連接到可移動(dòng)的模具部件一側(cè)上的流化床，并且第一液體供給部連接到流 化床上。由于流動(dòng)進(jìn)料和流動(dòng)床的連接可被置換器中斷的特性，通過(guò)流化床的插入仍然使 可移動(dòng)的模具部件工作。流化床可理解為一個(gè)類(lèi)似活塞的結(jié)構(gòu)，即一種一端開(kāi)放的容器， 里面裝有液體且由可移動(dòng)的外壁部件遮蓋。這樣的裝置為模具的快速位移(所謂“高速運(yùn) 動(dòng)”)提供有益效果，因而可使用只需要相對(duì)較小壓力的有效液體驅(qū)動(dòng)器。這種驅(qū)動(dòng)器采用 一種非常緊湊的方式并且零部件是市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的不貴的標(biāo)準(zhǔn)件。流化床的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 在于，它由一個(gè)可移動(dòng)的模具簡(jiǎn)單地裝配而成?？梢苿?dòng)的模具可直接連接到流化床上，但實(shí) 際上需要模具部件具有可互換性，即流化床被可移動(dòng)的外壁部件遮蓋，以松開(kāi)模具部件的 連接。流化床利用普通驅(qū)動(dòng)器來(lái)進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)的缺點(diǎn)是，其不能以簡(jiǎn)單和可靠的方式與單 獨(dú)驅(qū)動(dòng)設(shè)備組合，來(lái)完成模具部件的(慢)閉合運(yùn)動(dòng)，并且，通常還需要很大的壓力來(lái)提供 滿(mǎn)意的閉合壓力。本發(fā)明現(xiàn)在能夠綜合使用流化床和壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，即壓力機(jī)能以不同的 速度運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不同部件的運(yùn)動(dòng)路徑，且壓力機(jī)具有僅在需要時(shí)(閉合壓力機(jī)時(shí))提供所需 高壓的驅(qū)動(dòng)器。此處采用第一液體供給部的可獨(dú)立操作的置換器。除利用不同的機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 比來(lái)完成模具在高壓下進(jìn)行柔性靠近的所需功能外，置換器在本發(fā)明中保證，當(dāng)置換器被啟動(dòng)時(shí)，高速運(yùn)動(dòng)(第一液體供給部到流化床)被強(qiáng)制阻止。這意味著壓力機(jī)具有強(qiáng)制的 加工保護(hù)作用。在一個(gè)變換的優(yōu)選方案中，壓力機(jī)也包括一個(gè)框架，該框架具有至少兩個(gè)板形的 框架部件，這兩個(gè)部件靠近可置換模具豎直設(shè)置。壓力機(jī)的這種在模具部件相反側(cè)設(shè)置有 板形框架部件的結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步提高了壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊的可能性，這種壓力機(jī)可稱(chēng)為“板 式壓力機(jī)”。而且，壓力機(jī)可制造得相對(duì)的輕便卻很穩(wěn)定。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是帶有板形框架部件 的壓力機(jī)制造簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)便宜。在另一個(gè)不同的方案中，壓力機(jī)具有多個(gè)相互靠近的可移動(dòng)模具部件，例如連接 到每個(gè)相互靠近的可移動(dòng)的模具部件的單獨(dú)流化床。通過(guò)這種多樣式的壓力機(jī)，幾個(gè)產(chǎn)品 可同時(shí)被處理(多帶)，允許壓力機(jī)對(duì)同時(shí)處理的產(chǎn)品之間的不同高度進(jìn)行補(bǔ)償。采用這種 方式，壓力機(jī)的性能還能根據(jù)需要被擴(kuò)展成輕便和小巧的驅(qū)動(dòng)方式。這就再次體現(xiàn)了壓力 機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊的可能性(即使當(dāng)它有更大處理能力的時(shí)候)?？梢赃x擇性地設(shè)計(jì)置換器的結(jié)構(gòu)，使它由一個(gè)缸體來(lái)操縱，第二液體供給部連接 到該缸體，這里仍然有其它的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)置換器，例如電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，例如，以伺服電機(jī)和/或 線性驅(qū)動(dòng)器的方式。如果選擇缸體，需要第一液體供給部到流化床的傳動(dòng)比小于缸體到流 化床的傳動(dòng)比。在這種方式下，關(guān)閉壓力機(jī)時(shí)所需的高壓很容易實(shí)現(xiàn)。這樣可以設(shè)計(jì)滿(mǎn)意 的氣缸，且其取決于采用氣壓缸(氣缸)或者液壓缸的情況。當(dāng)處理像半導(dǎo)體那樣的敏感 性產(chǎn)品時(shí)，一般選擇空氣驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檫@樣可降低產(chǎn)品被污染的風(fēng)險(xiǎn)。壓力機(jī)另外的優(yōu)點(diǎn)為， 其可采用流化床和缸體由共用的第一液體供給部供給的方式。在另一個(gè)特殊的方案中，流化床填滿(mǎn)了固體微粒。另外，當(dāng)然也可以使流化床充滿(mǎn) 液體(例如用于液壓系統(tǒng)的液體)。固體微粒的優(yōu)點(diǎn)是可減少因?yàn)樾孤兜亩鸬牧骰?污染的危險(xiǎn)。在又一個(gè)不同的方案中，可移動(dòng)的模具成為流化床的一部分。這意味著可移動(dòng)模 具部件也形成了流化床的可移動(dòng)部分(活塞)，或者與流化床的可移動(dòng)缸體部分至少結(jié)合 形成。置換器可平行于可置換模具的接觸表面移動(dòng)。置換器優(yōu)選為盡可能遠(yuǎn)離可移動(dòng)模具的接觸一側(cè)移動(dòng)，進(jìn)一步可平行于接觸表面 可移動(dòng)。這意味著置換器直接壓縮流化床。置換器施加的壓力將被均勻地傳送到可移動(dòng)模 具部件。從而壓力機(jī)結(jié)構(gòu)的高度能特別受到限制。置換器能被設(shè)置成完全壓進(jìn)流化床，從 而它位于可移動(dòng)模具部件之下。缸體也能位于可移動(dòng)模具之下，但是這樣容易使缸體從壓 力機(jī)的后面(或者前面)突出，因?yàn)樵谡９ぷ鳡顟B(tài)下其中的空間可以被利用，這樣，壓力 機(jī)的組成部件非常容易被裝卸，例如用于檢查和維修。發(fā)明提供一種利用封裝材料來(lái)封裝電子元件的壓力機(jī)，其包括兩個(gè)相對(duì)的彼此 可移動(dòng)的模具部件，封裝材料的進(jìn)料裝置，以及連接到至少一個(gè)模具部件上以共同移動(dòng)模 具部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是，至少一個(gè)模具部件具有置換器，由進(jìn)料裝置供給到模具部件 之間的封裝材料在增強(qiáng)的壓力下被放入。這樣的壓力機(jī)還具有以下優(yōu)點(diǎn)在相對(duì)低的充裝 壓力下，封裝材料的進(jìn)料能與一獨(dú)立的作用機(jī)構(gòu)相結(jié)合，該作用提供最終實(shí)際的充裝壓力。由于在最終充裝壓力下放入液體封裝材料僅需 要很小的壓縮，可使置換器結(jié)構(gòu)非常緊湊。從而置換器能被容易地結(jié)合到一個(gè)模具部件中。在優(yōu)選的實(shí)施例中，置換器由集成在模具部件中的可移動(dòng)銷(xiāo)釘形成，置換器進(jìn)一
4步連接到驅(qū)動(dòng)裝置，以移動(dòng)置換器。這樣的置換器能以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和用相對(duì)有限的費(fèi) 用來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種置換器另外的表現(xiàn)形式為，其也適于從模具中釋放封裝的電子零件。這種置 換器因此可直接具備推釘或起模桿。公知的起模桿(包括所述起模桿的驅(qū)動(dòng)器)也可以用 作本發(fā)明的置換器，所提供的驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。一個(gè)或多個(gè)起模桿的驅(qū)動(dòng)裝置 也可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)置換器。在進(jìn)一步的變換方案中，置換器可以連接到一通道，該通道用于位于模具部件里 封裝材料。當(dāng)然置換器必然直接接觸(分別作用于)填充的封裝材料。當(dāng)啟動(dòng)置換器(這 意味著置換器往封裝材料里移動(dòng))在要封裝的電子元件周?chē)?，進(jìn)料裝置與至少一個(gè)模具所 決定的型腔之間的連接方式，阻止了封裝材料可能從型腔往進(jìn)料裝置回流。用這種方式也 可以實(shí)現(xiàn)只有在型腔里的封裝材料在增強(qiáng)的壓力下放入。因此沒(méi)有必要使進(jìn)料裝置承受 型腔內(nèi)所需要的較高的最終壓力。這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，填充裝置的污染變得更好控制 (例如柱塞和相關(guān)的柱塞殼之間封裝材料的泄漏)。本發(fā)明還提供了一種使用封裝材料在如前面權(quán)力要求中所述的壓力機(jī)封裝電子 元件的方法，包括步驟:A)將準(zhǔn)備封裝的電子元件放入模具部件；B)使兩個(gè)相對(duì)的模具部 件快速朝向?qū)Ψ揭苿?dòng)；C)在B)步驟之后使相對(duì)的模具部件以較慢速度接合在一起，使得要 封裝的電子元件被包圍在模具部件里；D)向電子元件填充封裝材料，其中步驟B)和C)被 強(qiáng)制相互分開(kāi)，在步驟C)的過(guò)程中，一安全裝置阻止步驟B)同時(shí)進(jìn)行。采用這種方法的優(yōu) 點(diǎn)與前面討論過(guò)的該裝置的優(yōu)點(diǎn)相同。另外，本發(fā)明還提供了采用封裝材料在有置換器的壓力機(jī)中封裝電子元件的方 法，包括步驟P)將準(zhǔn)備封裝的電子元件放入模具，L)使兩個(gè)相對(duì)的模具快速朝向?qū)Ψ揭?動(dòng)使得電子元件被包圍在模具中，M)在預(yù)定壓力下填充液體封裝材料到電子元件，N)在置 換器作用增加的壓力下按照步驟M)將液體封裝材料填充到電子元件。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在 之前涉及的本發(fā)明的壓力機(jī)的內(nèi)容中可以了解到。


本發(fā)明會(huì)進(jìn)一步在如以下圖所示的非限制性實(shí)施例的基礎(chǔ)上加以說(shuō)明圖IA和IB所示為本發(fā)明板式壓力機(jī)的透視圖，圖2A和2B所示為帶有流化床驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓力機(jī)操作機(jī)構(gòu)的橫截面圖，流化床驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下、和在操作壓力下將裝材料置入的情況下，與壓力機(jī)的下模具部 件接合。圖3A和3B所示為帶有置換器的壓力機(jī)一部分的截面圖，置換器分別處于在向模 具部件填充封裝材料的情況、和將在模具部件中的封裝材料在增強(qiáng)的壓力下置入的情況。
具體實(shí)施例方式圖IA和IB表示根據(jù)本發(fā)明帶有框架2的相同的板式壓力機(jī)1的兩個(gè)視圖，框架2 具有兩個(gè)板形框架部分3、4，在這兩個(gè)板形框架部分之間設(shè)置有兩個(gè)相對(duì)的可相互移動(dòng)的 模具部件5、6，下模具部件之下是沒(méi)有進(jìn)一步限定的機(jī)構(gòu)7，在下模具部件6中的柱塞可以 被移動(dòng)，使得封裝材料可以隨柱塞移動(dòng)。進(jìn)一步結(jié)合

下面提及的板狀壓力機(jī)1的操作。圖2A示出本發(fā)明壓力機(jī)的與下模具部件連接的操作機(jī)構(gòu)10的截面圖。在此底座 部件11和相對(duì)底座部件11可移動(dòng)的操作部件12形成的空間14包含液體13。當(dāng)操作部件 12以較快速度相對(duì)于底座部件11移動(dòng)時(shí)，液體通過(guò)液體供給部15進(jìn)入空間14，根據(jù)箭頭 Fl分別從空間14向相對(duì)方向移動(dòng)?？梢赃x擇通過(guò)液體外的液體容器(液體緩沖器)的插 入使液體流入，這時(shí)液體可以被氣體壓力(例如壓縮空氣)壓入液體供給部15。采用例如 壓縮空氣這種簡(jiǎn)單方式能夠驅(qū)動(dòng)高速運(yùn)動(dòng)。為了防止氣體和液體間不必要的相互作用，可 以在液體和氣體之間設(shè)置一個(gè)柔性膜，使液體和氣體之間的液體移動(dòng)而不直接接觸。一旦 與可移動(dòng)的操作部件12相連接的模具部件(沒(méi)有在圖中示出)，連接在對(duì)面的另一半模具 部件(或幾乎與對(duì)面的一半模具部件接觸)，置換器16就可以通過(guò)操作油缸17啟動(dòng)。圖2B示出操作機(jī)構(gòu)10的狀態(tài)，在該狀態(tài)置換器16已相對(duì)于圖2A的狀態(tài)移動(dòng)，液 體供給部15現(xiàn)在與包含液體13的空間14分開(kāi)。將置換器16壓入液體13，空間14的壓力 會(huì)增加，從而由可移動(dòng)部件12施加的壓力也增加(當(dāng)然如果遭遇抵抗力，例如因?yàn)槟＞卟?件(未示出)彼此接觸)。為移動(dòng)置換器17，需要在缸體17上施加控制壓力Pl。圖3A示出兩個(gè)相互接觸的模具部件20、21，其中上面安裝有電子元件23的支 撐體22，被模具部件20、21夾緊。根據(jù)箭頭P2所示的柱塞24的移動(dòng)，該柱塞是可移動(dòng) 地容納在下部模具部件中，液體封裝材料25通過(guò)填充通道26 (也稱(chēng)做澆道25)被壓入型 腔27中，型腔27是凹進(jìn)上模具部件20中。這種封裝電子元件23的方式也稱(chēng)為轉(zhuǎn)移注塑 (transfermoulding) 0型腔27完全充滿(mǎn)封裝材料25之后，如圖3B所示，置換器28可以被壓入封裝材料 25中。在這種情況下置換器28定位在填充通道26，但是置換器可以按照要求設(shè)置在在上 部模具部件20或下部模具部件21的不同位置。置換器28的移位被驅(qū)動(dòng)器29操作，在這 里是一個(gè)操作缸體。
權(quán)利要求
一種用封裝材料(25)封裝電子元件(23)的壓力機(jī)，包括兩個(gè)相對(duì)的可以相互移動(dòng)的模具部件(20、21)，封裝材料(25)的進(jìn)料裝置(24、26)，和一個(gè)連接到至少一個(gè)模具部件以用于模具部件共同移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，至少其中一個(gè)模具部件(20、21)配備有置換器(28)，其中模具部件(20、21)之間的封裝材料(25)在增強(qiáng)的壓力下由進(jìn)料裝置(24、26)置入。
2.按照權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)，其特征在于，置換器(28)由一個(gè)集成在模具部件 (20,21)里的可移動(dòng)的銷(xiāo)釘形成。
3.按照權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)，其特征在于，置換器(28)連接到驅(qū)動(dòng)裝置(29)來(lái)使 置換器(28)移動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求1所述的壓力機(jī)，其特征在于，置換器(28)用于釋放模具部件(20、 21)中的封裝的電子元件(23)。
5.按照權(quán)利要求1中所述的壓力機(jī)，其特征在于，置換器(28)與一通道(26)相連通， 該通道用于設(shè)置在模具部件中(20、21)的封裝材料(25)。
6.一種采用如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的壓力機(jī)用封裝材料封裝電子元件的方 法，包括如下步驟P)將要封裝的電子元件(23)放入模具部件(20、21)，L)使兩個(gè)相對(duì)的模具部件(20、21)快速朝向?qū)Ψ揭苿?dòng)使得要封裝的電子元件(23)被 包圍在模具部件(20、21)中，M)在預(yù)定壓力下填充液體封裝材料(25)到電子元件(23)，N)通過(guò)置換器(28)的作用，在增強(qiáng)的壓力下按照步驟M)將液體封裝材料填充到電子 元件(23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種封裝電子元件的壓力機(jī)，包括兩個(gè)可移動(dòng)的模具部件(5、6)，封裝材料的進(jìn)料裝置和一個(gè)裝備有連接在模具部件上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在第一個(gè)方案中該驅(qū)動(dòng)裝置配備有流化床(14)和第一液體供給部(15)，它們的連通可以被一置換器(16)所阻斷。在進(jìn)一步的方案中置換器(28)在壓力下由進(jìn)料通道(26)置入封裝材料(25)。進(jìn)一步，本發(fā)明涉及到利用這種壓力機(jī)采用封裝材料來(lái)封裝電子元件的方法。
文檔編號(hào)B29C33/24GK101927550SQ20091020955
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者A·H·I·M·沃魁林, J·L·G·M·范如志 申請(qǐng)人:飛科公司