(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体（４）上に固定した電子部品（５）を、封入材料（１７）で封入するためのデバイス（１）であって、
相対的に閉位置と開位置とに接離移動する第一の型部材（２）及び第二の型部材（３）と、
前記第一の型部材（２）に前記接離移動の方向に変位可能に組み付けられ、前記担体（４）が載置される可動支持部材（９）と、
前記第二の型部材（３）の底面に凹状に形成され、前記可動支持部材（９）に載置された前記担体（４）の前記電子部品（５）を収容して封入空間となる型空洞（１２）と、
前記第一の型部材（２）に着脱可能に組み付けられ、前記型空洞へ繋がる封入材料のための凹部（２３）を有する供給手段（１０，２１）とを備え、
前記供給手段は、板状細長部材から構成され、一部が前記可動支持部材（９）の上方に突出し、型閉時に前記可動支持部材に載置された前記担体（４）を押さえる突出端（１１）を有し、
前記封入材料のための凹部（２３）は前記突出端（１１）に形成され、
前記可動支持部材に前記担体（４）を載置して前記第一及び第二の型部材を閉位置に作動した際には、前記突出端と前記可動支持部材とで担体を挟持し、前記供給手段の前記凹部から前記突出端を超えて前記型空洞に封入材料を供給して前記電子部品を封入することを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
前記可動支持部材（９）に載置された前記担体（４）の一部が、前記第一の型部材の静止基準側面に位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス（１）。
【請求項３】
封入処理後の前記担体を、前記第二の型部材（３）から前記可動支持部材（９）の方向へ変位させるための解放手段（１３、１４）を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のデバイス（１）。
【請求項４】
前記解放手段が、第二の型部材（３）内に前記接離移動の方向に移動可能に配置されたイジェクタ・ベッド（１４）と、該イジェクタ・ベッドから前記可動支持部材（９）の方向に延びて先端が製品（２０）に係合可能なイジェクタ・ピン（１３）とを備え、前記イジェクタ・ベッドは前記イジェクタ・ピンが突出する方向に付勢されていることを特徴とする、請求項３に記載のデバイス（１）。
【請求項５】
前記イジェクタ・ベッド（１４）には、前記イジェクタ・ピンと同様に突出するプッシャ（１５）を有し、該プッシャは先端が前記可動支持部材（９）に当接してイジェクタベッド（１４）と共に前記イジェクタ・ピン（１３）を移動させることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス（１）。
【請求項６】
前記請求項１に記載されたデバイスを用いて、担体（４）上に固定した電子部品（５）を、封入材料（１７）で封入するための方法であって、
Ａ）前記担体（４）を、第一の型部材（２）の可動支持部材（９）の上に、前記第一の型部材（２）に組み付けられた供給手段（１０，２１）の少なくとも一つの突出端（１１）が該担体の上方に位置するように配置する処理ステップ、
Ｂ）前記担体（４）の一部が、前記担体（４）を支持する前記可動支持部材（９）の一部と、前記突出端（１１）との間で締め付けられるよう、前記突出端（１１）と前記可動支持部材（９）との間の距離を減少させる処理ステップ、
Ｃ）前記担体（４）に対して型空洞（１２）が形成されるよう、前記第一の型部材（２）へ第二の型部材（３）を閉じる処理ステップ、そして
Ｄ）前記型空洞（１２）へ封入材料（１７）を供給する処理ステップからなり、
処理ステップＢ）中に、前記可動支持部材が、前記第一の型部材（２）内で前記突出端（１１）に向けて移動されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
処理ステップＤ）の後に、前記第一及び第二の型部材（２、３）が分離移動され、そして封入処理後の製品（２０）と、前記封入材料の残部（１９）とが、相互から分離した状態で、前記可動支持部材（９）及び第一の型部材（２）から取り除かれることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
処理ステップＣ）によって前記第一の型部材（２）に第二の型部材（３）を閉じた後、前記型部材（２、３）が、１から５０μｍの距離で分離移動され、その後、前記突出端（１１）と、前記担体（４）を支持する前記可動支持部材（９）との間の距離が、前記担体（４）の一部が、前記可動支持部材（９）と、前記突出端（１１）との間で制御可能な力で締め付けられるよう、減少することを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、担体上に固定した電子部品を封入するためのデバイスに関する。本発明は、また、担体上に固定した電子部品、特に半導体を、封入材料で封入するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
担体上に固定した電子部品の封入は、大規模に、特に半導体の生産において適用する技術である。環境への影響を少なくするためには、担体上に、鉛の少ない、あるいは鉛を含まないはんだ材料を使用することが大切になってきているが、そのような材料は、鉛を含むはんだ材料よりも高温度で処理しなくてはならないという欠点がある。これは、はんだ材料から封入材料を後に分離しなくてはならないという点で問題である。これに対する一つの解決策は、担体に封入材料が付着してはならない箇所では、分離エレメントを介して封入材料を供給することである。そのような技術は、国際特許出願ＰＣＴ／ＮＬ００／００４５８等から知られている。公報内に述べられた方法及びデバイスでは、封入デバイスの型部材の間に変位可能なホルダー部材を使用し、このホルダー部材で、担体の端を、ホルダー部材を超えて封入材料が供給される型部材の一つに対して付勢することが可能になっている。この提案の技術は、効果的に機能するが、デバイスの複雑な構成を必要とする。プランジャー・ハウジング（スリーブ）上の負荷に対して、十分に頑丈な形状でなければならず、且つ、そのための変位機構も装備しなくてはならない。加えて、封入処理の後に、ホルダー部材を、封入デバイスから担体を取り出す位置へ変位させると、接着性の損失が望ましくない箇所で、担体と担体に繋がる封入材料との接着性が無くなる（層間剥離）という現実的な可能性がある。もう一つの欠点は、従来の技術によるデバイスは、プランジャー・ハウジングの一側上に部品を封入する場合にのみ使用が可能であるということである。
【０００３】
本発明の目的は、簡略化技術と共に既存の利点を維持しながら、従来の技術に比較して簡略なデバイス及び方法を提供することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、この目的のために、請求項１によるデバイスを提供する。これは、構造上単純なデバイスを提供する。つまり、本発明デバイスは、担体上に固定した電子部品を、封入材料で封入するためのデバイスであって、相対的に閉位置と開位置とに接離移動する第一の型部材及び第二の型部材と、第一の型部材に接離移動の方向に変位可能に組み付けられ、担体が載置される可動支持部材と、第二の型部材の底面に凹状に形成され、可動支持部材に載置された担体の電子部品を収容して封入空間となる型空洞と、第一の型部材に着脱可能に組み付けられ、型空洞へ繋がる封入材料のための凹部を有する供給手段とを備え、供給手段は、板状細長部材から構成され、一部が可動支持部材の上方に突出し、型閉時に可動支持部材に載置された担体を押さえる突出端を有し、封入材料のための凹部は突出端に形成され、可動支持部材に担体を載置して第一及び第二型部材を閉位置に作動した際には、突出端と可動支持部材とで担体を挟持し、供給手段の凹部から突出端を超えて型空洞に封入材料を供給して電子部品を封入することを特徴とする。
担体が載置される可動支持部材（変位可能なサポート）は、突出端を持つ型部材内に収容されねばならないが、この可動支持部材は、封入材料に接触しなくてもよいため、従来の技術による型部材内の変位可能な構成要素ほど重要なものではない。封入材料が突出端を超えて担体上の型空洞へ流れるため、すなわち、可動支持部材は、封入材料が基板上へ流れる位置、あるいは液相にある封入材料がルートを覆い始める初期に参加することはないため、関連する型部材への可動支持部材の設置には、空の中間スペースがあってもよい。したがって、提案の構成によって、異なる担体の様々な厚さの相違を補うことが可能である。金属のリード・フレーム、合成樹脂そして／あるいは他の材料、例えばセラミックの複合リード・フレームに限らず、例えば、薄いホイルのリード・フレームによる担体も、本発明によるデバイスで処理することができる。従来の技術に比較したもう一つの、非常に重要な利点は、望ましくない層間剥離の可能性をかなり減少し得ることである。本発明のさらにもう一つの利点は、突出端に向けて可動支持部材を付勢する前に、型部材内に担体を配置することが可能であることである。可動支持部材を囲む型部材の側面は、型部材の静止部分であり、それらの安定した位置のため、これに最も近い従来の技術とは対照的に、配置の信頼性が大いに向上する。静止基準側面を持つ本構成は、また、種々の側面からの、担体の取り付け、位置決め、取り外しを可能にする。例えば、担体を型部材の接触側から入れる、あるいは取り出すことが可能である。この場合、担体は、部分的に突出端の下へ移動するための、追加の動きが与えられることがある。択一的に、型部材の接触側に平行に担体を入れる、あるいは取り出すことも可能である。これは、直接的に突出端の下で、型部材内へ、または外へ担体を滑らせること、そして最終位置決めのための追加の動きを余分なものとすることを意味する。
【０００５】
前記突出端は、型部材に組み付けた板状細長部材によって区画形成され、この板状細長部材が、型部材に着脱可能に組み付けられる。このような板状細長部材は、単純に、そして非常に限られたコストで製造することができる。型部材の損耗、損傷あるいは（例えば、異なる製品を処理するための）交換の際は、一つの板状細長部材、または（型部材が複数の板状細長部材を備える場合は）複数の板状細長部材を交換することができる。板状細長部材は、さらに、複数の側面上に突出端を形成することができる。そうすれば、複数の担体を同時に配置して複数の側面上で（例えば、板状細長部材の二つの反対側面上で）封入材料を注入することができる。
【０００６】
前記可動支持部材に載置された担体の一部が、第一の型部材の静止基準側面に位置決めされる。担体は、可動支持部材上に位置し、この可動支持部材は、突出端と可動支持部材との間で担体を締め付ける目的で、突出端の下の位置へ延びる。
【０００７】
デバイスは、また、可動支持部材の方向へ封入処理後の担体を変位させるための解放手段を備えることが好ましい。封入材料の供給及び硬化の後、解放手段が、（可動支持部材と突出端との間の相対距離が少なくとも増加したときに）突出端に対して担体を変位させることによって、封入材料の硬化した流れを、突出端から担体上の型空洞への流入位置で切断することができる。流れを絶ち切る（ゲートを切断する）ことを型部材の中で行うため、封入材料は、完全に硬化していない状態であってもよい。分離の際、封入材料は、例えば、まだ「ゴム相」のようであってもよい。その方が分離には有利である。加えて、流れを分離するための追加のデバイス（ディゲータ）が不要となる。型と、そのようなディゲータの間の転送装置も含め不要になる。代替案としては、二つのステージで、封入製品のゲートを切断することである。第一のゲート切断ステージで、より厚い流れを、例えば、型内で離し、そして第二のステージで、より細かな流れを型の外で離すことができる。
【０００８】
特定な好適実施例においては、解放手段は、第二の型部材内に移動可能に配置されたイジェクタ・ベッドと、このイジェクタ・ベッドから可動支持部材の方向に延びて先端が製品に係合可能なイジェクタ・ピンとを備え、イジェクタ・ベッドはイジェクタ・ピンが突出する方向に付勢されている。このような解放手段は、別個の駆動装置を必要としない。これは、型部材の分離移動及び可動支持部材の変位が解放手段を作動させるためである。解放手段は、必要に応じて、担体上の、あるいは担体上に注入した（少なくとも部分的に硬化した封入材料によって形成された）封入部品上の所望の位置に係合するイジェクタ・ピンを備えることができる。また、イジェクタ・ベッドには、イジェクタ・ピンと同様に突出するプッシャを有し、該プッシャは先端が可動支持部材に当接してイジェクタベッドと共にイジェクタ・ピンを移動させることができる。
【０００９】
可動支持部材のための駆動手段は、担体上に可動支持部材が加える付勢を最大にするための圧力リミッタを備えることが好ましい。このため、可動支持部材と突出端との間の担体の締め付け力は、担体の厚さの変化に拘わらず正確に制御することができる。これによって、担体の突出端への不適切な連結の可能性、そして過度の締め付け力が適用されることによる担体への損傷の可能性を最小にすることができる。
【００１０】
さらに好ましくは、デバイスは、型部材の相互変位のための型部材駆動装置が、型部材間の距離を調節するためのコントローラを含み、型部材を相互に近づけた後、型部材を下記に説明する方法を可能にするために、限定した距離に渡って再び分離移動させてもよい。
【００１１】
本発明は、また、担体上に固定した電子部品、特に半導体を、封入材料で封入するための、請求項６による方法を提供する。この方法によって、本発明によるデバイスを参照して上記に既に説明したような利点を実現することができる。つまり、本発明方法は、請求項１に記載されたデバイスを用いて、担体上に固定した電子部品を、封入材料で封入するための方法であって、Ａ）担体を、第一の型部材の可動支持部材の上に、第一の型部材に組み付けられた供給手段の少なくとも一つの突出端が該担体の上方に位置するように配置する処理ステップ、Ｂ）担体の一部が、担体を支持する可動支持部材の一部と、突出端との間で締め付けられるよう、突出端と可動支持部材との間の距離を減少させる処理ステップ、Ｃ）担体に対して型空洞が形成されるよう、第一の型部材へ第二の型部材を閉じる処理ステップ、そして、Ｄ）型空洞へ封入材料を供給する処理ステップからなり、処理ステップＢ）中に、可動支持部材が、第一の型部材内で突出端に向けて移動されることを特徴とする。
【００１２】
この場合、処理ステップＤ）による封入材料の供給ゲートは、第一の型部材の板状細長部材の突出端によって少なくとも部分的に決定される。この決定は、封入材料上に突出端を直接的に区画形成することを意味するが、間接的な（例えば、ホイル材料を介しての）区画形成をも意味する。しかし、ホイル材料の適用は、実際は不可欠ではない。
【００１３】
処理ステップＤ）の後、封入材料は硬化する。これは、この方法の好ましい変形例において、担体とその上に設けた封入材料とを突出端に対して変位させて、突出端から担体へ延びる封入材料の硬化ゲートを、変位によって絶ち切ることを可能にする。この目的のために、担体が、担体を支持する可動支持部材の方向へ、突出端に対して変位されることが望ましい。この場合は、突出端が、（部分的に）硬化した封入材料を分離する刃として機能する。択一的に、封入材料を切断するために、担体を突出端に対して回転させることも可能である。
【００１４】
本発明方法で、処理ステップＤ）の後に、第一及び第二の型部材を分離移動させて、封入処理後の製品と、硬化した封入材料の残部とを、相互から分離した状態で可動支持部材及び第一の型部材から取り除くことが好ましい。したがって、封入及びゲート切断が単一のデバイス内で行われ、非常に良い最終結果が得られる。
【００１５】
本発明による方法の特定な変形実施例では、処理ステップＣ）において第一の型部材上へ第二の型部材を閉じた後、型部材を１から５０μｍの距離で分離移動させる。その後、突出端と担体を支持する可動支持部材との間の距離を減少させて、担体を支持する可動支持部材と突出端との間で、担体の一部を制御可能な力で締め付ける。この好適変形例では、型部材を閉じる力は、本方法のこの好ましい変形例に応じて適用する微妙な締め付け結果に対しては、もはや重要なものではない。もう一つの利点は、非常に圧力に敏感な担体（例えば、セラミック、またはホイル材料等の柔らかな材料）も、問題がない状態で、この方法で処理することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次の図に示す、本発明によるデバイスの、非限定的な実施例を参照して、本発明をさらに説明する。
【００１７】
図１Ａは、下型部材２（第一の型部材）及び上型部材３（第二の型部材）を備える封入デバイス１の概略図である。ここに示す位置では、両型部材２，３は、電子部品５（図示の場合、いわゆるフリップ・チップ）を固定した担体４を受け入れるために分離されている。電子部品５にハウジング１８（図１Ｂ参照）を製造するために注入する封入材料のペレット６も、下型部材２内に配置されている。下型部材２内への担体４の配置は、手作業で行うが、機械化することも可能である。
【００１８】
封入材料のペレット６は、プランジャー・ハウジング７内に収容され、そして変位可能なプランジャー８上に支持されている。担体４が変位可能なサポート９（可動支持部材）上に配置されるため、下型部材２の一部を形成する板状細長部材１０（供給手段）の一部分である突出端１１が、担体４の上方の位置に部分的に突出している。このため、担体４は、下型部材２内のサポート９上へ、非線形の動きで配置しなくてはならない。
【００１９】
上型部材３は底面に、製造すべきハウジング１８の寸法が定まる型空洞１２を凹状に備える。上型部材３からサポート９に向けて突出するのは、イジェクタ・ベッド１４に設置したイジェクタ・ピン１３である。イジェクタ・ベッド１４には、また、図１Ａの型開状態では何も機能しない、突出プッシャ１５及び１５’がイジェクタ・ピン１３と同様に突出して設けられている。他方のプッシャ１５’は、それに加わる力の影響を受けて、その長さが可変であるように構成されている。この図では、プッシャ１５’には全く力が加えられていないため、その最大長（自由長）を持つ。イジェクタ・ベッド１４が、上型部材３内に圧縮ばね１６を介して変位可能に設置されているため、圧縮ばね１６は、図示の位置へイジェクタ・ピン１３を付勢する。
【００２０】
図１Ｂにおいて、下型部材２及び上型部材３が相互に向かって接近移動し、そして変位可能なサポート９が、矢印Ｐ１が示すように上方へ移動するため、担体４は、サポート９と、担体４の上方へ突出する板状細長部材１０の突出端１１との間で締め付けられる。下型部材２内の変位可能なサポート９の嵌め合いは重要なものではないので、実際は、摩擦抵抗のない状態で変位が可能である。下型部材２及び上型部材３が一緒に閉じると、イジェクタ・ベッド１４のプッシャ１５の先端が、下型部材２のサポート９の上面に接触するため、イジェクタ・ベッド１４は、上型部材３内で、圧縮ばね１６の付勢に反した方向Ｐ２へ変位することになる。プッシャ１５に加わる力が他方のプッシャ１５’に作用する圧力を和らげるため、この場合、これもその最大長となる。その結果、イジェクタ・ピン１３は、上型部材３から突出しない位置へと変位する。
【００２１】
担体４を締め付け、下型部材２及び上型部材３を一緒に閉じた後に、プランジャー８を矢印Ｐ３の方向へ変位させる。これは、通常、封入材料のペレット６の加熱（図示せず）と組み合わせて行う。温度及び圧力の影響下で液体となった封入材料１７は、担体４の上に突出する板状細長部材１０の突出端１１を超えて、型空洞１２内へ流入する。
【００２２】
図１Ｃは、封入材料１７が少なくとも部分的に硬化した状態を示す。下型部材２及び上型部材３を、限定した距離に渡って分離移動させ、そしてサポート９を、ある距離だけ下方へ移動させると、プッシャ１５は、矢印Ｐ４が示す方向へイジェクタ・ベッド１４を、上型部材３内のより低い位置に押すことになる。その結果として、圧縮ばね１６が、上型部材３内でイジェクタ・ベッド１４を下方に変位させる。そして、他方のプッシャ１５’は、より短い長さとなる。これは、プッシャ１５’を圧縮する力が、圧縮ばね１６が加える力よりも小さくなるように選択されているためである。突出方向へ移動するイジェクタ・ピン１３は、電子部品５の周りに注入されたハウジング１８に係合する。また、変位可能なサポート９を同時に（あるいはより早く）下方へ、すなわち矢印Ｐで示す方向へ変位させることによって、上型部材３との間に空間を形成して、イジェクタ・ピン１３による、突出端１１の先端における封入材料の流れの分離を保証している。下型部材２と上型部材３との限定開放は、硬化封入材料とゲートを切断するという結果になる。下型部材２及び上型部材３をさらに分離移動させた後、封入材料の残部１９と、結果として生じた製品２０とを、分離した状態で取り出すことができる。
【００２３】
最後に、図２は、下型部材２に（着脱可能に）固定するための固定孔２２を備えた板状細長部材２１を示す（図１Ａから図１Ｃを参照）。板状細長部材２１は、封入材料が流れるための凹部２３を持ち、この凹部２３は、封入材料のペレット６を収容する開口２４に繋がっている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】封入すべき電子部品と一緒に担体を配置した、本発明による封入デバイスを示す概略的な断面図である。
【図１Ｂ】供給した封入材料が硬化するときの、図１Ａに示す封入デバイスの断面図である。
【図１Ｃ】型部材が部分的に分離した後の、図１Ａ及び図１Ｂに示す封入デバイスの断面図である。
【図２】本発明による封入デバイスの一例の板状細長部材の立体図である。
【図１Ａ】
0005204400.tif 000002
【図１Ｂ】
0005204400.tif 000003
【図１Ｃ】
0005204400.tif 000004
【図２】
0005204400.tif 000005