模具、具有封裝電子元件、分離的封裝電子元件的載體以及用于封裝電子元件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對安裝在載體上的電子元件進(jìn)行封裝的模具，包括至少兩個相對彼此移動的模具部，每個模具部設(shè)有接觸面，模具部設(shè)置用于接合安裝在載體上的待封裝電子元件周圍的模腔；以及至少一個使封裝材料嵌入模具部并連接至模腔的進(jìn)料器。本發(fā)明還涉及一種具有封裝電子元件的載體。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種分離的封裝電子元件以及涉及一種用于封裝安裝在載體上的電子元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用封裝材料對安裝在載體上的電子元件進(jìn)行封裝是已知的技術(shù)。在工業(yè)級別上，這種電子元件帶有封裝，通常是采用添加有填料的固化環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝。市場的趨勢是對大量較小電子元件進(jìn)行同時封裝。這里，可以想象，電子元件，例如半導(dǎo)體(芯片，但是在這方面，LED也視為半導(dǎo)體)普遍變得越來越小。一旦封裝材料被布設(shè)，集體封裝的電子元件就位于封裝(封包)內(nèi)，其被布設(shè)在載體一側(cè)，但有時是布設(shè)在載體的兩側(cè)。這里，封裝材料通常以連接至載體的平坦層的形式出現(xiàn)。載體可能由引線框架、多層載體一一部分地由環(huán)氧樹脂制造一(也稱為板或基板等)或其他載體結(jié)構(gòu)組成。由于被封裝的元件最終必須單獨使用，后續(xù)的生產(chǎn)步驟包括將有電子元件的封裝材料平坦層分割成獨立的片段。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，不同的分離技術(shù)已被用于這一目的，例如鋸割、激光切割和水射流切割。激光切割和水射流切割優(yōu)點是在封裝電子元件的分離期間具有更高的塑形自由度；封裝電子元件原則上可以以任何期望的形式進(jìn)行個性化處理。但是，激光切割和水射流切割顯著的缺點是它們均是較緩慢的工藝，分離質(zhì)量通常有待提高，并且成本也高昂。鋸割具有的優(yōu)點是可以更快、更廉價地完成，但缺點是塑造成個性化的封裝電子元件的自由度有限。
[0003]針對本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種技術(shù)措施，借此封裝電子元件可以以更高的塑形自由度進(jìn)行分離，消除了現(xiàn)有分離方法存在的缺點，使得期望的塑形自由度成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此目的，本發(fā)明提供一種用于封裝安裝在載體上的電子元件的模具，包括至少兩個相對彼此可移動的模具部，每個模具部設(shè)有接觸面，模具部設(shè)置用于接合安裝在載體上的待封裝電子元件周圍的至少一個模腔；以及至少一個使封裝材料凹入模具部并連接至模腔的進(jìn)料器；其中，所述載體設(shè)有多個位于距電子元件一定距離處的凹進(jìn)的通孔，并且至少一個模具部設(shè)有凸出的模具區(qū)段，所述凸出的模具區(qū)段這樣凸出，即它們位于由模具部限定的模腔內(nèi)，從而限定了待形成的封裝體的邊緣的一部分；其中凸出的模具區(qū)段進(jìn)一步具有一個位于所構(gòu)成的模具部的接觸面的接觸側(cè)面，所述接觸面設(shè)置用于嚙合在載體上，使得接觸側(cè)面至少部分地與一些凹進(jìn)載體的通孔重合。凸出的模具區(qū)段使得僅在有需要的地方、電子元件必須封裝的地方布置封裝材料。因此，在封裝材料不起作用的其他位置，不需要布置封裝材料。這里，一個優(yōu)點是所需的封裝材料量減少。減少使用封裝材料更有利，因為封裝材料的使用更加高效，廢料的處置和加工成本更低。另一個優(yōu)點是可以簡化分離操作，因為分離不再需要在封裝體邊緣的一部分上方進(jìn)行。這是因為分離后的(最終)期望形式已經(jīng)在封裝體的布置期間至少部分地賦予了封裝材料。其結(jié)果是，需要處理(分離)的封裝材料較少，從而使分離可以更快速地進(jìn)行，產(chǎn)生的熱量也較少，并且分離裝置的磨損也更少。再一個優(yōu)點是，根據(jù)本發(fā)明的模具可以應(yīng)用在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備上，僅需要修改模具，并且這種模具通常用于制造特定的產(chǎn)品。因此，為此目的可以引入本發(fā)明而不會產(chǎn)生很高的成本。一個顯著的優(yōu)點是本發(fā)明大大地提高待分離電子元件塑形的自由度。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中，封裝電子元件通過鋸割分離，被分離的元件為長方形并僅具有直線形邊緣側(cè)面。通過本發(fā)明，現(xiàn)在可以以簡單的方式使分離后的元件的邊緣具有更好的塑形自由度，同時實際的分離工序仍然可以包括設(shè)置直線型的邊緣側(cè)面。這就意味著，通過本發(fā)明，多個電子元件仍然可以采用封裝材料集合“層”進(jìn)行高效封裝，并且還可以應(yīng)用高效而有效的分離方法。這種高效而有效的分離方法的一個例子例如是在已經(jīng)布置有封裝材料的電子元件載體上采用直線鋸割。盡管存在封裝和分離均或多或少采用常規(guī)方式進(jìn)行，但是現(xiàn)在可以制造出其邊緣的一個或多個邊緣部分非直線的已分離產(chǎn)品。
[0005]這里，凸出的模具區(qū)段優(yōu)選地將復(fù)雜形式的邊緣的一部分限定在要形成的封裝操作內(nèi)。這種“復(fù)雜形式的邊緣的一部分”定義為直線以外的形式，例如定義為待形成的封裝的邊緣的圓角、和/或非彎角、邊緣的彎曲部分、邊緣的斜邊部分等等。例如，同樣也可以切掉直線邊緣側(cè)的一部分(例如設(shè)想為內(nèi)存卡)和/或使邊緣側(cè)面部分具有彎曲形式。在另一個實施例變型中，已分離封裝電子元件邊緣的一個或多個“角”具有曲率/半徑。
[0006]為了使待布置(準(zhǔn)確地說被隔開)的封裝材料中的通孔通過凸出的模具區(qū)段，以便盡量到達(dá)載體更遠(yuǎn)的地方，凸出的模具區(qū)段具有位于所構(gòu)成的模具部分的接觸面內(nèi)的接觸側(cè)面。在封裝期間，凸出的模具區(qū)段將由此對著載體(表面壓力與載體夾緊在模腔邊緣所采用的壓力相近)，這樣，封裝材料得以避免滲入凸出的模具區(qū)段和載體之間。
[0007]待封裝的多個電子元件通常位于一塊載體上。這些電子元件一般也通過規(guī)整的分離模式彼此分離。在這種規(guī)整的分離模式中，凹進(jìn)封裝材料的開孔也將常常必須以規(guī)定的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。因此，最好提供具有多個形成方式相似的凸出的模具區(qū)段的模具部。為了能夠良好釋放，凸出的模具區(qū)段也垂直地凸出于模具。另外，可選的是，可以設(shè)想凸出的模具區(qū)段收窄至一定的程度。對于封裝材料內(nèi)的垂直通孔，最好的是沿凸出模具區(qū)段、平行于相接的模具部的橫截面具有恒定的形式
[0008]為了排放模腔中存在的氣體和/或封裝材料，模具可以包括至少一個排氣口，所述排氣口連接至由模具部分限定并包圍待封裝元件的模腔。
[0009]載體可選地采用負(fù)壓固定在模具內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在這種情形下，需要采用負(fù)壓進(jìn)行定位，為此目的，模具部可以設(shè)有沿第一模具部延伸的抽氣口，以便負(fù)壓能夠接合在遠(yuǎn)離模腔的載體側(cè)面上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，具有待封裝的電子元件的載體包括多個位于距電子元件一定距離處的凹進(jìn)的通孔，其中這些通孔被精確地定位，在這些位置處，封裝完成后，待設(shè)置的分割線相交。這種載體被提供在分離期間最需要加工且期望的通孔塑形自由度最大的位置處，這樣在這些位置處不再需要對載體進(jìn)行分離。在載體的生產(chǎn)工序期間，載體上的通孔可以按任意的方式進(jìn)行布置，例如通過沖孔。這里，同樣在這樣的情形下，如果必須分離的材料較少，則更加容易。如果分離通過鋸割完成，這也將導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量減少，鋸條磨損較少。如果待分離的部分材料已被去除，則分離還可以更快地完成。
[0011]在一個有利的實施例中，至少一些凹進(jìn)載體的通孔設(shè)有延長的開孔部，這些延長的開孔部與封裝布置后的待布置分割線重合。由此，大部分的分離已經(jīng)“就緒”，在此不需要再進(jìn)行額外的切割。至少一些凹進(jìn)載體的通孔因此可以是例如十字形的形式。這里，這些凹進(jìn)的十字形開孔的內(nèi)角可以是任何期望的形式(例如圓形和/或斜邊)，并且表面處理的質(zhì)量(例如理想的表面粗糙度)也可以得到合理的控制并可以獨立于分離工序。分離后的電子元件因此也可以具有有利的特性，例如邊緣處理，以便能夠可控地夾在和/或正確地嚙合在載體周圍。
[0012]因此，如上所述的模具和載體形成改進(jìn)的裝配，其中，對經(jīng)濟(jì)有利方面，表面處理的質(zhì)量可以得到提升；載體內(nèi)的通孔凹進(jìn)允許存在一定程度不精確性。這是因為上述模具的模具區(qū)段和載體之間存在的協(xié)同作用，而根據(jù)本發(fā)明的載體內(nèi)位于電子元件一定距離處的多個通孔是凹進(jìn)的；并且凸出的模具區(qū)段在其所成的模具部的接觸表面上具有接觸側(cè)面，接觸側(cè)面設(shè)置用于接合載體，以便接觸側(cè)面至少部分地與凹進(jìn)載體內(nèi)的一些通孔重合。而模具和載體的模具區(qū)段之間存在的協(xié)同作用提供了通過封裝材料來確定凹進(jìn)載體的通孔表面處理質(zhì)量的選擇。上述模具和上述載體的裝配還構(gòu)成了本發(fā)明的一部分。
[0013]本發(fā)明還提供一種上述的載體，所述載體設(shè)有布置在電子元件周圍的封裝，其中，通孔凹進(jìn)封裝材料內(nèi)，并且一些凹進(jìn)載體的通孔至少部分地與凹進(jìn)封裝材料的通孔重合。因此，還可以避免封裝材料在封裝期間流進(jìn)載體通孔內(nèi)。換言之，載體的通孔因而得以部分覆蓋。應(yīng)當(dāng)注意的是，根據(jù)本發(fā)明，載體和封裝材料內(nèi)兩個通孔的不完全連接帶來很有利的效果。例如，可以在一定程度上將封裝材料布置在載體通孔的邊緣，選擇可以通過封裝材料來確定載體內(nèi)通孔的表面處理質(zhì)量。這樣，就可以得到例如由封裝材料包圍的載體的角和/或直立邊緣，并且可以得到例如圓滑的角和直立邊緣。載體內(nèi)通孔的表面處理的質(zhì)量因此變得沒那么重要；載體內(nèi)的通孔因此能夠布置地更快，成本更低。另一個優(yōu)點是由此將可以提高封裝材料和載體之間的粘合；畢竟，現(xiàn)在粘合也能夠部分變成定形粘合(form-fittingadhes1n)。封裝材料與載體之間的良好粘合得到更優(yōu)的封裝電子元件產(chǎn)品規(guī)格。
[0014]至少一部分凹進(jìn)封裝材料的通孔可以設(shè)有延長的開孔部，這些延長的開孔部與待布置分割線重合。在封裝材料和載體的組合中，可以實現(xiàn)簡單的分離(更快、產(chǎn)熱更少、廢料更少、工具磨損更小、封裝材料消耗更少)，并且已分離產(chǎn)品的表面處理質(zhì)量也得以提高。還可以增加已分離的電子元件的塑形自由度，但是可能應(yīng)用相對簡單的分離工藝(例如鋸割)。特別是凹進(jìn)載體的