(57)【要約】【課題】改善された制御可能な、電子部品の封入のための方法とデバイスを提供し、そのような封入の質を改善する。【解決手段】本発明は、Ａ）封入材料を加熱する処理ステップ、Ｂ）封入材料を型空洞へ変位させる処理ステップ、Ｃ）型空洞を満たす処理ステップ、そしてＤ）型空洞内で封入材料を硬化させる処理ステップからなる、担体上に取り付けた電子部品を封入するための方法に関する。これによれば、封入材料がカバーする経路の複数の個別区分において、少なくとも一つの温度バリヤ（１５、１６）で相互から少なくとも部分的に熱で区別される異なる温度ゾーンを発生させることによって、封入材料の温度規制が行われる。本発明は、また、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスに関する。【選択図】図１
2008502516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体上に取り付けた電子部品を封入するための方法であって、
Ａ）封入材料を加熱して液体にする処理ステップ、
Ｂ）この液体封入材料へ圧力を加えることによって、前記封入材料を、前記電子部品を包囲する被加熱型空洞へ変位させる処理ステップ、
Ｃ）前記型空洞を封入材料で充填する処理ステップ、そして
Ｄ）前記型空洞内で前記封入材料を少なくとも部分的に硬化させる処理ステップからなり、
処理ステップＡ）からＣ）において封入材料がカバーする経路の複数の個別区分間で、少なくとも一つの温度バリヤで熱的に相互から少なくとも部分的に区別される複数の異なる温度ゾーンを発生させることによって、前記封入材料の温度規制が行われることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記温度規制が、前記封入材料の調整加熱からなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記封入材料の温度が、処理ステップＡ）の間、前記型空洞内の封入材料の温度よりも高いことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記封入材料の温度が、処理ステップＡ）の間、前記型空洞内の封入材料の温度よりも低いことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
処理ステップＡ）の開始前に、前記封入材料が、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイス内で積極的に冷却されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
処理ステップＡ）からＣ）において前記封入材料がカバーする経路の温度が、動的に調節されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記封入材料が、処理ステップＡ）の間、放射線によって加熱されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記封入材料が、処理ステップＤ）の間、前記型空洞内で積極的に冷却されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスであって、
・温度調節手段を備え、閉位置で、電子部品を包囲する少なくとも一つの型空洞を区画形成する、相互に対して変位可能な複数の型部品、そして
・型空洞に結合し、少なくとも一つのプランジャおよび温度調節手段を備える、液体封入材料のための供給手段からなり、
封入材料の前記供給手段と前記型空洞とが、熱的に相互から少なくとも部分的に区別されることを特徴とする、デバイス。
【請求項１０】
前記供給手段と前記型空洞との間の前記熱的分離が、それらの間に位置する少なくとも一つの凹部からなることを特徴とする、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記熱的分離が、型部品内に含む少なくとも一つの凹部からなることを特徴とする、請求項９または１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記型部品と共作用する温度調節手段が、前記供給手段と共作用する温度調節手段から独立して制御可能であることを特徴とする、請求項９から１１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
型部品が、複数の独立して制御可能な温度調節手段を備えることを特徴とする、請求項９から１２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１４】
前記温度調節手段が加熱手段からなることを特徴とする、請求項９から１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
前記温度調節手段の少なくとも一つが、放射線源からなることを特徴とする、請求項９から１４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１６】
封入材料の前記供給手段が遮蔽板からなり、前記遮蔽板が、前記プランジャの活動側へ向けた位置にあり、そして前記遮蔽板が、独立して制御可能な温度調節手段を備えることを特徴とする、請求項９から１５のいずれかに記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に記載の、担体上に取り付けた電子部品を封入するための方法に関する。本発明は、また、請求項９の序文に記載の、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の封入、特に担体（例えば、リード・フレーム）上に取り付けた半導体の封入においては、いわゆる「トランスファー・モールディング・プロセス」を使用する。この場合、複数の電子部品を載せた担体を、二つの型部品間に締着させることによって、封入すべき電子部品の周囲に型空洞を区画形成する。それから、これらの型空洞内へ液体封入材料を導入する。それが少なくとも部分的に硬化した後、型部品を分離させて、封入された電子部品を載せた担体を取り出す。封入材料は、この目的に用意した封入材料の供給に加圧可能な、一つ以上のプランジャによって送り込む。このプランジャは、まだ液体でない封入材料も存在するハウジング内で変位可能である。封入材料は、通常、型内に、ペレットの形態、あるいはホイル材料で包囲したパッケージの形態で配置する。封入材料は、普通、充填剤を含む熱硬化エポキシまたは樹脂からなる。プランジャで封入材料に圧力を加えながら、同時に加熱して、封入材料を液体へ変化させる。プランジャによる加圧に反応して、液体封入材料は、加熱された型空洞へと流れ、型空洞は封入材料で埋まる。封入材料のこの変位の間、封入材料は加熱される。その後、加熱型空洞内で（クロス・リンクの結果として）熱硬化する。この方法は、機能するが、工程処理サイクルの所要時間が長く、封入処理の品質制御が、必ずしも容易に可能なものではない。
【０００３】
特開昭６２−０３９２１５号には、樹脂で製品を封入するための方法の説明がある。これで使用する型には型空洞が設けられている。これらの型空洞は、封入中、封入材料を供給する供給路およびプランジャ孔よりも温度が低い。このために封入デバイス内には、相互に独立して異なる温度で作動可能な、異なる加熱素子が配置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改善された制御可能な、電子部品の封入のための方法とデバイスを提供し、そのような封入の質を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、請求項１による方法を提供する。温度規制は、封入材料の加熱および冷却の両方に関する。型空洞に封入材料を充填する場合、封入材料を少なくとも部分的に充填するが、型空洞を封入材料で完全に充填するのが一般的である。方法のステップＡ）からＤ）は、通常、アルファベット順に実行する。本発明による方法の重要な利点は、封入処理の異なる過程において封入材料が受ける温度条件に関する調節オプションが、より制御可能となり、結果として封入材料の作用もより容易に制御可能となることである。したがって、例えば、封入処理の重要な局面、すなわち硬化が始まる位置における材料の粘性、そして硬化速度は、正確に制御可能となる。少なくとも一つの温度バリヤが存在するというまさにその理由で、異なる区分間に相当な温度勾配を実現することが可能である。封入材料の温度を、処理ステップＡ）の間、型空洞内の封入材料の温度よりも高く、または逆に低くすることが可能である。
【０００６】
まず、最初に封入材料を強く加熱し、その後（型空洞内で）封入材料を弱く加熱することに、どのような利点があるのかに関して例を挙げる。モールディング中に、封入材料の温度推移を、このように変化させることで、封入材料を融解すること、封入材料を型空洞へ変位させること、そして型空洞を充填することに加工条件を最適化することが可能である。この効果は、特に、少なくとも一つの温度バリヤの存在によって得ることができる。これによって、限られた距離で、比較的に大きな温度差を発生させることができる。このような温度バリヤがない場合は、温度伝導から、均一な温度推移だけが得られる。さらに、それらの推移は、比較的限定されたものになる。したがって、本発明による利点を、最も完全な範囲へと実現可能であることは、まさに少なくとも一つの温度バリヤの存在による。したがって、処理ステップＡ）の間に、比較的高い温度まで封入材料を加熱しておくことによって、封入材料の溶融を速めることができる。そして比較的高温度の溶融封入材料は、これまでよりも急速に変位させることができる。封入材料の硬化も、従来の技術における場合よりも早期に始まり、硬化自体も、より急速である。封入材料は、また、少なくとも高温に達した直後、低温度よりも高温度で粘性が少ないため、供給手段から型空洞へ、より容易に変位可能である。封入材料の高い流動性が、型空洞の充填中も依然として存在するため、封入すべき電子部品および関連結合（例えば、ワイヤ・スイープ）への損傷の危険性が低下する。封入材料が型空洞内に入ると、その温度は、おそらく下位レベルへ低下する。この目的のため、型空洞に結合する比較的小さな能力の加熱手段は（または加熱手段の欠如、あるいは冷却手段の存在でさえも）、利点を提供する。したがって、電子部品および担体への温度負荷は、従来の技術による方法を適用した場合よりも小さくできる。これは、現在、環境への影響が少ない封入材料（「緑の化合物」）の使用が増加していることから、特に興味深いことである。なぜなら、それらの材料は、概して、従来の封入材料よりも高温度で処理しなければならず、従来の封入では、封入部品および／あるいは担体（部品）に熱による損傷を生じる可能性があるためである。これに関する明らかな例は、担体および／あるいは部品に、ある状況下で存在するスズ・ハンダの感温性である。ある変形例では、処理ステップＡ）中に、封入材料が１４０ＥＣを超過する。より好ましいのは、処理ステップＡ）中に、封入材料が、１５０ＥＣ、１６０ＥＣ、１７０ＥＣまたは１８０ＥＣを超過することである。
【０００７】
第二の例は、封入材料を最初は弱く加熱し、その後（型空洞内で）封入材料を高温度へ加熱することで得られる利点を示す。封入材料の硬化を速める（そのことによって、工程処理サイクルを短くする）ために、封入材料で封入した部品の、型空洞内における滞在時間を最小にすることが望ましい。通常、封入材料の硬化は、低温よりも高温の方が急速であるため、封入材料を可能な最高温度まで加熱することによって、硬化を最適化できる。この結果、封入電子部品は、従来の技術による場合よりも早期に、封入デバイスから取り外すことができる。
【０００８】
好適変形例では、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイス内で、処理ステップＡ）の開始前に、封入材料を積極的に冷却する。これによって、封入処理の開始前の、封入材料の開始状態を標準化でき、例えば、封入材料のペレットを加熱融解空間（また、選別バーとも呼ぶ）に対して付勢することによって、ペレットの、非常に管理の行き届いた融解が得られる。この場合、通常ペレットを受容するプランジャ・ハウジング（スリーブ）の汚染の危険性も防止できる。
【０００９】
モールディング・プロセス中の所定位置に、異なる温度域を管理創設することに加えて、温度を動的に調節することも可能である。これは、所定位置の温度が、管理された経時変化を生じることを意味する。したがって、封入デバイスの特定な部品を所定（開始）温度以上へ加熱して（硬化）プロセスを開始させ、この温度に到達後、その部品を冷却して（または、その温度を受動的に降下させて）、例えば、処理材料および／あるいは封入デバイスの品質が損なわれる可能性を制限する。
【００１０】
処理ステップＡ）中、封入材料は、熱伝導、例えば、加熱面に対する付勢によって加熱できる。封入材料を加圧するプランジャを使用して、封入材料を選別バーに対して付勢するだけで、ペレットを加熱することが可能である。オプションとして、スリーブおよび／あるいはプランジャを介して追加的に熱を伝達することも可能である。プランジャから遠隔な側でのみ融解が起こるようにペレットを選別バーに対して付勢することの利点は、これによって、プランジャとスリーブとの間から封入材料が漏れるという問題を低減できることである。
【００１１】
伝導による加熱に代わるものとして、または封入材料の伝導加熱と組み合わせて、処理ステップＡ）中に、これを放射線によって加熱することもできる。その例としては、誘発、ＲＦ、超音波または他の非接触加熱タイプ等がある。したがって、封入材料の局所的過熱を発生させることなく、局所的加熱能力をさらに増強させることができる。もう一つの利点は、放射線によって、封入材料の均一な加熱を得ることができるということである。処理ステップＤ）中、型空洞内で封入材料を、伝導および／あるいは放射線によって加熱することもできることは明らかである。
【００１２】
既に上記に明示したように、所定条件下では、処理ステップＤ）中に封入材料をさらに加熱する必要はない。温度規制に関して完全に受動的な様式で型空洞が作用可能なようにすることもできるが、型空洞を積極的に冷却することも想定可能である。
【００１３】
本発明は、また、請求項９による、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスを提供する。供給手段は、スリーブを備えたプランジャのみを意味するものではないと理解すべきである。プランジャの、型空洞への供給路も、供給手段の一部を形成する。先に述べたように、封入デバイスの個別部品の熱的分離は、封入処理の広範囲に渡る制御の可能性を増加させ、これに伴うすべての利点を提供する。供給手段から型空洞への熱伝導を少なくとも相当に妨げるように、例えば、供給手段と型空洞との間に断熱材を配置することによって、および／あるいは、その間に、供給手段と型空洞とを相互から少なくとも部分的に分離する凹部を配置することによって、熱的分離を得ることができる。凹部内には、外気を入れても、または、インシュレータを配置してもよい。凹部の形は、スロット状がよいが、熱伝導を妨げるように機能するという条件で、他の所望の形でもよい。熱的分離は、供給手段と型空洞との間に、および／あるいは少なくとも一つの型部品内に位置させてもよい。
【００１４】
封入デバイスは、複数の独立して制御可能な温度調節手段を備えることが好ましい。そのような温度調節手段は、封入デバイスの、とりわけ以下の位置に、あるいは内部に配置できる。プランジャ、スリーブ、スリーブ上へ結合する選別バー、上型部品または上型部品の個別セグメント、および／あるいは下型部品または下型部品の個別セグメント。温度調節手段の制御は、温度調節手段が動的な様式で温度を制御可能なように適応させることができる。つまり、デバイスの特定な位置の温度は、経時的な変化が可能である。ここで注目すべきことは、型空洞を組む対向型部品が、使用中、異なる温度を持つことが可能であるということである。したがって、担体によって封入材料から分離される型部品に、封入材料に接触する型部品よりも低い温度を与えるように選択することが可能である。上型部品および／あるいは下型部品の異なるセグメントを別々に加熱することをさらに説明するために、例えば、局所的条件（封入材料および／あるいは担体材料が局所的に存在するかどうか）を前提として、特定なセグメントを高度に、あるいは低度に加熱する、または冷却することによって、一つ以上の温度バリヤを組み合わせて、型部品内に異なる温度ゾーンを発生させることが可能である。温度調節手段は、実際には一般的に、加熱手段によって形成するが、冷却手段の場合もある。
【００１５】
加熱の有効な、そして構造的に単純な方法は、電気抵抗を持つ加熱手段によって得ることができる。そのような抵抗加熱は、熱伝導性材料内に埋め込んだ加熱ロッドとして、または（加熱マップとも呼ぶ）平坦な（オプションとして柔軟な）加熱素子として具現化できる。電気抵抗を用いる加熱と組み合わせたオプションとして、放射線源の形態にある温度調節手段および／あるいは他の非接触加熱技術を用いることもできる。可能な加熱源は、既に上記にリストしている。特定な状態下では、（オプションとして片側の）型空洞に加熱手段を設けないで、あるいは冷却手段を設けて具現化するという選択肢もある。この利点については、本発明による方法に関する上記説明を参照すべきである。温度調節手段は、積極的な制御によって制御できるため、温度調節手段を経時的に制御することも可能になる。したがって、動的な温度規制を局所的に得ることも可能である。
【００１６】
好適実施例においては、封入材料の供給手段は遮蔽板からなり、この遮蔽板は、プランジャの活動側の方へ向く位置にあり、独立的に制御可能な温度調節手段を備える。そのような遮蔽板は、選別板としても言及する。まだ液体になっていない封入材料は、遮蔽板が十分に加熱されているという条件で、そのような遮蔽板に対して付勢させることによって、局所的に液体にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を、以下の図面に示す非限定的で模範的な実施例に基づいて、さらに説明する。
【００１８】
図１は、下型部品２と、それに相対的に変位可能な上型部品３とを備えた封入デバイス１を概略的に表している。型部品２、３間には、電子部品（図示せず）を取り付けた担体４が締着されている。上型部品３内には、電子部品を包囲するハウジング６が形成される型空洞５が残っている。また、下型部品２にはスリーブ７が設けられており、その中で、プランジャ８が変位可能である。プランジャ８は、上型部品３の一部を形成する選別バー１０に対して、封入材料のペレットを付勢する。この図は、封入材料の小さな残部９のみが未だに残っていることを示している。概略的に示しているのは、選別バー１０の温度１１が、上型部品３の温度１２よりも高く、上型部品の温度は、順に、下型部品２の温度１３よりも高いことである。スリーブ７は、多分、全く加熱しない。封入材料９のペレットを、加熱した選別バー１０に対して付勢することによって、封入材料は中間空間１４内で局所的に溶ける。この中間空間１４から、液体封入材料は、ゲート１５を通って型空洞５へ流れる。封入デバイス１の温度管理は、選別バー１０が型部品２、３よりも熱いことを必要とするため、型部品２、３への熱伝達を制限するために、選別バー１０と上型部品３との間、またスリーブ７と下型部品３との間には、各々断熱要素１５、１６が配置されている。
【００１９】
図２は、同様に、図１に示す封入デバイスに非常に類似する封入デバイス２０を概略的に表している。この封入デバイス２０においては、（スリーブ２２を含み）下型部品２１には加熱を提供せず、上型部品２３内の選別バー２４の位置にのみ、加熱２５を提供する。本発明によれば、この封入デバイス内の封入材料の温度は、封入材料が中間空間２６からゲート２７を通して型空洞２８へ変位するとすぐに低下することが明らかである。
【００２０】
図３は、もう一度、加熱素子３１、３２を配置した封入デバイス３０を示す。加熱素子３１は、選別バー３３内に配置され、外部加熱器３５が結合する輸送管３４からなる。輸送管３４は、外部加熱器３５が発生する熱を選別バー３２へ伝達する。加熱素子３１に同様に、加熱素子３２には輸送管３６および外部加熱器３７が設けられているため、外部加熱３７が発生する熱を、上型部品３９の型空洞３８近くへ伝達できる。注目すべきことは、管３４、３６を、関連型部品を冷却するためにも使用できることである。
【００２１】
図４Ａは、型空洞４１が凹部を形成する上型部品の一部品４０を示す。型半体４０内には、型半体４０の温度調節が可能なマット４２が受容されている（図４Ｂをも参照）。マット４２は、加熱素子として、冷却素子として、またはそれらの組み合わせとして具現化できる。マット４２は、同様に、使用中に異なる温度ゾーンを提供するように具現化できる。
【００２２】
図５は、封入デバイス５０の一部を、封入処理の開始時点における状態で示す。封入材料５１のペレットは、矢印Ｐ１の方向へ、プランジャ５２によって選別バー５３に対して付勢される。選別バー５３は、熱輸送管５４を介して、外部加熱器５５によって加熱される。また、封入材料５１を直接加熱する放射線源５６が設けられている。封入材料５１は、選別バー５３と接触し、頂部側で熱伝導が生じるため、融解する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による封入デバイスを概略的に表した断面図である。
【図２】本発明による封入デバイスの代替変形実施例を概略的に表した断面図である。
【図３】本発明による封入デバイスの、第二の代替変形実施例を概略的に表した断面図である。
【図４Ａ】本発明による封入デバイスの、さらにもう一つの変形実施例を示す詳細図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す封入デバイスの構成要素の一つを示す斜視図である。
【図５】本発明によるさらにもう一つの封入デバイスの一つの部品を、封入処理の開始時の状態で示す断面図である。
【図１】
2008502516.tif 000003
【図２】
2008502516.tif 000004
【図３】
2008502516.tif 000005
【図４Ａ】
2008502516.tif 000006
【図４Ｂ】
2008502516.tif 000007
【図５】
2008502516.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月11日(2006.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体上に取り付けた電子部品を封入するための方法であって、
Ａ）封入材料を加熱して液体にする処理ステップ、
Ｂ）この液体封入材料へ圧力を加えることによって、前記封入材料を、前記電子部品を包囲する被加熱型空洞へ変位させる処理ステップ、
Ｃ）前記型空洞を封入材料で充填する処理ステップ、そして
Ｄ）前記型空洞内で前記封入材料を少なくとも部分的に硬化させる処理ステップからなり、
処理ステップＡ）からＣ）において封入材料がカバーする経路の複数の個別区分間で、少なくとも一つの温度バリヤで相互から熱的に分離した異なる温度ゾーンを発生させることによって、前記封入材料の温度規制が行われ、
前記少なくとも一つの温度バリヤが、前記温度ゾーンを少なくとも部分的に分離する凹部からなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記温度規制が、前記封入材料の調整加熱からなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記封入材料の温度が、処理ステップＡ）の間、前記型空洞内の封入材料の温度よりも高いことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記封入材料の温度が、処理ステップＡ）の間、前記型空洞内の封入材料の温度よりも低いことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
処理ステップＡ）の開始前に、前記封入材料が、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイス内で積極的に冷却されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
処理ステップＡ）からＣ）において前記封入材料がカバーする経路の温度が、動的に調節されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記封入材料が、処理ステップＡ）の間、放射線によって加熱されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記封入材料が、処理ステップＤ）の間、前記型空洞内で積極的に冷却されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスであって、
・温度調節手段を備え、閉位置で、電子部品を包囲する少なくとも一つの型空洞を区画形成する、相互に対して変位可能な複数の型部品、そして
・型空洞に結合し、少なくとも一つのプランジャおよび温度調節手段を備える、液体封入材料のための供給手段からなり、
封入材料の前記供給手段と前記型空洞とが、熱的に相互から少なくとも部分的に区別され、
前記供給手段と前記型空洞との間の熱的分離が、それらの間に位置する少なくとも一つの凹部からなることを特徴とする、デバイス。
【請求項１０】
前記熱的分離が、さらに断熱材からなることを特徴とする、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記熱的分離が、型部品内に含む少なくとも一つの凹部からなることを特徴とする、請求項９または１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記型部品と共作用する温度調節手段が、前記供給手段と共作用する温度調節手段から独立して制御可能であることを特徴とする、請求項９から１１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
型部品が、複数の独立して制御可能な温度調節手段を備えることを特徴とする、請求項９から１２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１４】
前記温度調節手段が加熱手段からなることを特徴とする、請求項９から１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
前記温度調節手段の少なくとも一つが、放射線源からなることを特徴とする、請求項９から１４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１６】
封入材料の前記供給手段が遮蔽板からなり、前記遮蔽板が、前記プランジャの活動側へ向けた位置にあり、そして前記遮蔽板が、独立して制御可能な温度調節手段を備えることを特徴とする、請求項９から１５のいずれかに記載のデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に記載の、担体上に取り付けた電子部品を封入するための方法に関する。本発明は、また、請求項９の序文に記載の、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の封入、特に担体（例えば、リード・フレーム）上に取り付けた半導体の封入においては、いわゆる「トランスファー・モールディング・プロセス」を使用する。この場合、複数の電子部品を載せた担体を、二つの型部品間に締着させることによって、封入すべき電子部品の周囲に型空洞を区画形成する。それから、これらの型空洞内へ液体封入材料を導入する。それが少なくとも部分的に硬化した後、型部品を分離させて、封入された電子部品を載せた担体を取り出す。封入材料は、この目的に用意した封入材料の供給に加圧可能な、一つ以上のプランジャによって送り込む。このプランジャは、まだ液体でない封入材料も存在するハウジング内で変位可能である。封入材料は、通常、型内に、ペレットの形態、あるいはホイル材料で包囲したパッケージの形態で配置する。封入材料は、普通、充填剤を含む熱硬化エポキシまたは樹脂からなる。プランジャで封入材料に圧力を加えながら、同時に加熱して、封入材料を液体へ変化させる。プランジャによる加圧に反応して、液体封入材料は、加熱された型空洞へと流れ、型空洞は封入材料で埋まる。封入材料のこの変位の間、封入材料は加熱される。その後、加熱型空洞内で（クロス・リンクの結果として）熱硬化する。この方法は、機能するが、工程処理サイクルの所要時間が長く、封入処理の品質制御が、必ずしも容易に可能なものではない。
【０００３】
特開昭６２−０３９２１５号には、樹脂で製品を封入するための方法の説明がある。これで使用する型には型空洞が設けられている。これらの型空洞は、封入中、封入材料を供給する供給路およびプランジャ孔よりも温度が低い。このために封入デバイス内には、相互に独立して異なる温度で作動可能な、異なる加熱素子が配置されている。
【０００４】
特開昭６３−１７９７１９号には、樹脂で製品を封入するための方法およびデバイスの説明がある。これに使用する型は、ホットランナ部分と空洞部分とを備え、これらの間に、断熱部品が設けられている。型は、ホットランナおよび空洞部分の温度を、個別に制御することが可能である。
【０００５】
特開昭６１−１１４８２４号には、樹脂で製品を成形するための方法およびデバイスの説明がある。樹脂の融解および硬化を効果的に実行するために、型は、樹脂を供給するポット部分と、空洞部分とを備え、これらの間に、断熱部分が設けられている。ポット部分は、分離した加熱器を備えることによって、空洞部分から熱的に分離している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、改善された制御可能な、電子部品の封入のための方法とデバイスを提供し、そのような封入の質を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明は、請求項１による方法を提供する。温度規制は、封入材料の加熱および冷却の両方に関する。型空洞に封入材料を充填する場合、封入材料を少なくとも部分的に充填するが、型空洞を封入材料で完全に充填するのが一般的である。方法のステップＡ）からＤ）は、通常、アルファベット順に実行する。本発明による方法の重要な利点は、封入処理の異なる過程において封入材料が受ける温度条件に関する調節オプションが、より制御可能となり、結果として封入材料の作用もより容易に制御可能となることである。したがって、例えば、封入処理の重要な局面、すなわち硬化が始まる位置における材料の粘性、そして硬化速度は、正確に制御可能となる。少なくとも一つの温度バリヤが存在するというまさにその理由で、異なる区分間に相当な温度勾配を実現することが可能である。封入材料の温度を、処理ステップＡ）の間、型空洞内の封入材料の温度よりも高く、または逆に低くすることが可能である。
【０００８】
まず、最初に封入材料を強く加熱し、その後（型空洞内で）封入材料を弱く加熱することに、どのような利点があるのかに関して例を挙げる。モールディング中に、封入材料の温度推移を、このように変化させることで、封入材料を融解すること、封入材料を型空洞へ変位させること、そして型空洞を充填することに加工条件を最適化することが可能である。この効果は、特に、少なくとも一つの温度バリヤの存在によって得ることができる。これによって、限られた距離で、比較的に大きな温度差を発生させることができる。このような温度バリヤがない場合は、温度伝導から、均一な温度推移だけが得られる。さらに、それらの推移は、比較的限定されたものになる。したがって、本発明による利点を、最も完全な範囲へと実現可能であることは、まさに少なくとも一つの温度バリヤの存在による。したがって、処理ステップＡ）の間に、比較的高い温度まで封入材料を加熱しておくことによって、封入材料の溶融を速めることができる。そして比較的高温度の溶融封入材料は、これまでよりも急速に変位させることができる。封入材料の硬化も、従来の技術における場合よりも早期に始まり、硬化自体も、より急速である。封入材料は、また、少なくとも高温に達した直後、低温度よりも高温度で粘性が少ないため、供給手段から型空洞へ、より容易に変位可能である。封入材料の高い流動性が、型空洞の充填中も依然として存在するため、封入すべき電子部品および関連結合（例えば、ワイヤ・スイープ）への損傷の危険性が低下する。封入材料が型空洞内に入ると、その温度は、おそらく下位レベルへ低下する。この目的のため、型空洞に結合する比較的小さな能力の加熱手段は（または加熱手段の欠如、あるいは冷却手段の存在でさえも）、利点を提供する。したがって、電子部品および担体への温度負荷は、従来の技術による方法を適用した場合よりも小さくできる。これは、現在、環境への影響が少ない封入材料（「緑の化合物」）の使用が増加していることから、特に興味深いことである。なぜなら、それらの材料は、概して、従来の封入材料よりも高温度で処理しなければならず、従来の封入では、封入部品および／あるいは担体（部品）に熱による損傷を生じる可能性があるためである。これに関する明らかな例は、担体および／あるいは部品に、ある状況下で存在するスズ・ハンダの感温性である。ある変形例では、処理ステップＡ）中に、封入材料が１４０℃を超過する。より好ましいのは、処理ステップＡ）中に、封入材料が、１５０℃、１６０℃、１７０℃または１８０℃を超過することである。
【０００９】
第二の例は、封入材料を最初は弱く加熱し、その後（型空洞内で）封入材料を高温度へ加熱することで得られる利点を示す。封入材料の硬化を速める（そのことによって、工程処理サイクルを短くする）ために、封入材料で封入した部品の、型空洞内における滞在時間を最小にすることが望ましい。通常、封入材料の硬化は、低温よりも高温の方が急速であるため、封入材料を可能な最高温度まで加熱することによって、硬化を最適化できる。この結果、封入電子部品は、従来の技術による場合よりも早期に、封入デバイスから取り外すことができる。
【００１０】
好適変形例では、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイス内で、処理ステップＡ）の開始前に、封入材料を積極的に冷却する。これによって、封入処理の開始前の、封入材料の開始状態を標準化でき、例えば、封入材料のペレットを加熱融解空間（また、選別バーとも呼ぶ）に対して付勢することによって、ペレットの、非常に管理の行き届いた融解が得られる。この場合、通常ペレットを受容するプランジャ・ハウジング（スリーブ）の汚染の危険性も防止できる。
【００１１】
モールディング・プロセス中の所定位置に、異なる温度域を管理創設することに加えて、温度を動的に調節することも可能である。これは、所定位置の温度が、管理された経時変化を生じることを意味する。したがって、封入デバイスの特定な部品を所定（開始）温度以上へ加熱して（硬化）プロセスを開始させ、この温度に到達後、その部品を冷却して（または、その温度を受動的に降下させて）、例えば、処理材料および／あるいは封入デバイスの品質が損なわれる可能性を制限する。
【００１２】
処理ステップＡ）中、封入材料は、熱伝導、例えば、加熱面に対する付勢によって加熱できる。封入材料を加圧するプランジャを使用して、封入材料を選別バーに対して付勢するだけで、ペレットを加熱することが可能である。オプションとして、スリーブおよび／あるいはプランジャを介して追加的に熱を伝達することも可能である。プランジャから遠隔な側でのみ融解が起こるようにペレットを選別バーに対して付勢することの利点は、これによって、プランジャとスリーブとの間から封入材料が漏れるという問題を低減できることである。
【００１３】
伝導による加熱に代わるものとして、または封入材料の伝導加熱と組み合わせて、処理ステップＡ）中に、これを放射線によって加熱することもできる。その例としては、誘発、ＲＦ、超音波または他の非接触加熱タイプ等がある。したがって、封入材料の局所的過熱を発生させることなく、局所的加熱能力をさらに増強させることができる。もう一つの利点は、放射線によって、封入材料の均一な加熱を得ることができるということである。処理ステップＤ）中、型空洞内で封入材料を、伝導および／あるいは放射線によって加熱することもできることは明らかである。
【００１４】
既に上記に明示したように、所定条件下では、処理ステップＤ）中に封入材料をさらに加熱する必要はない。温度規制に関して完全に受動的な様式で型空洞が作用可能なようにすることもできるが、型空洞を積極的に冷却することも想定可能である。
【００１５】
本発明は、また、請求項９による、担体上に取り付けた電子部品を封入するためのデバイスを提供する。供給手段は、スリーブを備えたプランジャのみを意味するものではないと理解すべきである。プランジャの、型空洞への供給路も、供給手段の一部を形成する。先に述べたように、封入デバイスの個別部品の熱的分離は、封入処理の広範囲に渡る制御の可能性を増加させ、これに伴うすべての利点を提供する。供給手段から型空洞への熱伝導を少なくとも相当に妨げるように、例えば、供給手段と型空洞との間に断熱材を配置することによって、および／あるいは、その間に、供給手段と型空洞とを相互から少なくとも部分的に分離する凹部を配置することによって、熱的分離を得ることができる。凹部内には、外気を入れても、または、インシュレータを配置してもよい。凹部の形は、スロット状がよいが、熱伝導を妨げるように機能するという条件で、他の所望の形でもよい。熱的分離は、供給手段と型空洞との間に、および／あるいは少なくとも一つの型部品内に位置させてもよい。
【００１６】
封入デバイスは、複数の独立して制御可能な温度調節手段を備えることが好ましい。そのような温度調節手段は、封入デバイスの、とりわけ以下の位置に、あるいは内部に配置できる。プランジャ、スリーブ、スリーブ上へ結合する選別バー、上型部品または上型部品の個別セグメント、および／あるいは下型部品または下型部品の個別セグメント。温度調節手段の制御は、温度調節手段が動的な様式で温度を制御可能なように適応させることができる。つまり、デバイスの特定な位置の温度は、経時的な変化が可能である。ここで注目すべきことは、型空洞を組む対向型部品が、使用中、異なる温度を持つことが可能であるということである。したがって、担体によって封入材料から分離される型部品に、封入材料に接触する型部品よりも低い温度を与えるように選択することが可能である。上型部品および／あるいは下型部品の異なるセグメントを別々に加熱することをさらに説明するために、例えば、局所的条件（封入材料および／あるいは担体材料が局所的に存在するかどうか）を前提として、特定なセグメントを高度に、あるいは低度に加熱する、または冷却することによって、一つ以上の温度バリヤを組み合わせて、型部品内に異なる温度ゾーンを発生させることが可能である。温度調節手段は、実際には一般的に、加熱手段によって形成するが、冷却手段の場合もある。
【００１７】
加熱の有効な、そして構造的に単純な方法は、電気抵抗を持つ加熱手段によって得ることができる。そのような抵抗加熱は、熱伝導性材料内に埋め込んだ加熱ロッドとして、または（加熱マップとも呼ぶ）平坦な（オプションとして柔軟な）加熱素子として具現化できる。電気抵抗を用いる加熱と組み合わせたオプションとして、放射線源の形態にある温度調節手段および／あるいは他の非接触加熱技術を用いることもできる。可能な加熱源は、既に上記にリストしている。特定な状態下では、（オプションとして片側の）型空洞に加熱手段を設けないで、あるいは冷却手段を設けて具現化するという選択肢もある。この利点については、本発明による方法に関する上記説明を参照すべきである。温度調節手段は、積極的な制御によって制御できるため、温度調節手段を経時的に制御することも可能になる。したがって、動的な温度規制を局所的に得ることも可能である。
【００１８】
好適実施例においては、封入材料の供給手段は遮蔽板からなり、この遮蔽板は、プランジャの活動側の方へ向く位置にあり、独立的に制御可能な温度調節手段を備える。そのような遮蔽板は、選別板としても言及する。まだ液体になっていない封入材料は、遮蔽板が十分に加熱されているという条件で、そのような遮蔽板に対して付勢させることによって、局所的に液体にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を、以下の図面に示す非限定的で模範的な実施例に基づいて、さらに説明する。
【００２０】
図１は、下型部品２と、それに相対的に変位可能な上型部品３とを備えた封入デバイス１を概略的に表している。型部品２、３間には、電子部品（図示せず）を取り付けた担体４が締着されている。上型部品３内には、電子部品を包囲するハウジング６が形成される型空洞５が残っている。また、下型部品２にはスリーブ７が設けられており、その中で、プランジャ８が変位可能である。プランジャ８は、上型部品３の一部を形成する選別バー１０に対して、封入材料のペレットを付勢する。この図は、封入材料の小さな残部９のみが未だに残っていることを示している。概略的に示しているのは、選別バー１０の温度１１が、上型部品３の温度１２よりも高く、上型部品の温度は、順に、下型部品２の温度１３よりも高いことである。スリーブ７は、多分、全く加熱しない。封入材料９のペレットを、加熱した選別バー１０に対して付勢することによって、封入材料は中間空間１４内で局所的に溶ける。この中間空間１４から、液体封入材料は、ゲート１５を通って型空洞５へ流れる。封入デバイス１の温度管理は、選別バー１０が型部品２、３よりも熱いことを必要とするため、型部品２、３への熱伝達を制限するために、選別バー１０と上型部品３との間、またスリーブ７と下型部品３との間には、各々断熱要素１５、１６が配置されている。
【００２１】
図２は、同様に、図１に示す封入デバイスに非常に類似する封入デバイス２０を概略的に表している。この封入デバイス２０においては、（スリーブ２２を含み）下型部品２１には加熱を提供せず、上型部品２３内の選別バー２４の位置にのみ、加熱２５を提供する。本発明によれば、この封入デバイス内の封入材料の温度は、封入材料が中間空間２６からゲート２７を通して型空洞２８へ変位するとすぐに低下することが明らかである。
【００２２】
図３は、もう一度、加熱素子３１、３２を配置した封入デバイス３０を示す。加熱素子３１は、選別バー３３内に配置され、外部加熱器３５が結合する輸送管３４からなる。輸送管３４は、外部加熱器３５が発生する熱を選別バー３２へ伝達する。加熱素子３１に同様に、加熱素子３２には輸送管３６および外部加熱器３７が設けられているため、外部加熱３７が発生する熱を、上型部品３９の型空洞３８近くへ伝達できる。注目すべきことは、管３４、３６を、関連型部品を冷却するためにも使用できることである。
【００２３】
図４Ａは、型空洞４１が凹部を形成する上型部品の一部品４０を示す。型半体４０内には、型半体４０の温度調節が可能なマット４２が受容されている（図４Ｂをも参照）。マット４２は、加熱素子として、冷却素子として、またはそれらの組み合わせとして具現化できる。マット４２は、同様に、使用中に異なる温度ゾーンを提供するように具現化できる。
【００２４】
図５は、封入デバイス５０の一部を、封入処理の開始時点における状態で示す。封入材料５１のペレットは、矢印Ｐ１の方向へ、プランジャ５２によって選別バー５３に対して付勢される。選別バー５３は、熱輸送管５４を介して、外部加熱器５５によって加熱される。また、封入材料５１を直接加熱する放射線源５６が設けられている。封入材料５１は、選別バー５３と接触し、頂部側で熱伝導が生じるため、融解する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による封入デバイスを概略的に表した断面図である。
【図２】本発明による封入デバイスの代替変形実施例を概略的に表した断面図である。
【図３】本発明による封入デバイスの、第二の代替変形実施例を概略的に表した断面図である。
【図４Ａ】本発明による封入デバイスの、さらにもう一つの変形実施例を示す詳細図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す封入デバイスの構成要素の一つを示す斜視図である。
【図５】本発明によるさらにもう一つの封入デバイスの一つの部品を、封入処理の開始時の状態で示す断面図である。
【国際調査報告】
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