CH668526A5

CH668526A5 - Verfahren zur verkapselung von auf einem traegerband montierten halbleiterkomponenten.

Info

Publication number: CH668526A5
Application number: CH1071/85A
Authority: CH
Inventors: Seppo Pienimaa
Original assignee: Lohja Ab Oy
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1988-12-30
Also published as: US4711688A; FI72409B; GB2155688B; SE8501172D0; FI840981A0; DE3508385A1; FR2561040B1; FI840981A7; SE466473B; FR2561040A1; BE901890A; GB8506111D0; FI72409C; SE8501172L; GB2155688A

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verkapselung von auf einem Trägerband montierten Halbleiterkomponenten.

Aufgrund der steigenden Packungsdichte in der Elektronik, sowie aufgrund von Fehlern, welche an verdrahteten, mittels eines Polymers verkapselten Komponenten entdeckt wurden,

aber auch aufgrund von Erfordernissen der Automatisierung wurde die bekannte Trägerbandtechnik (Tape Automated Bonding) entwickelt. Normalerweise werden bei automatischen Verfahren zum Einsetzen und zur Bearbeitung von Komponenten ungeschützte, auf einem Bandträger angeordnete Halbleiterkomponenten benützt. Diese ungeschützten Komponenten sind Umwelteinflüssen und mechanischen Beschädigungen ausgesetzt, welche bei der Bearbeitung der Komponenten oder der die Komponenten enthaltenden Produkte auftreten können. Aus diesem Grund werden die Halbleiterkomponenten auf dem Band verkapselt, so dass das Band und die Komponenten für automatische Maschinen benützt werden können, wie dies bei ungekapselten Komponenten der Fall ist.

Bei den bekannten Verfahren zum Schutz der Komponenten auf dem Trägerband sind nur die Vorderseiten der Halbleiterteile geschützt, wie dies beispielsweise in der GB-A-2 009 504 (HOIL 21(94) dargestellt ist, oder die Halbleiterteile und die von diesen wegführenden Leiter sind derart geschützt, dass es schwierig ist, diese in automatischen Maschinen zu benützen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besser praktikable Methode zur Verkapselung von auf einem Band montierten Komponenten bereitzustellen.

Die Erfindung beruht auf der Idee, dass jede Komponente und die von ihr wegführenden Leiter nur bis zu einem bestimmten Abstand von der Komponente geschützt sein sollen. Bei diesem Verfahren wird das Polymer mittels einer Verteilereinrichtung auf die Halbleiterkomponenten aufgebracht. Die Aufbringung des Verkapselungspolymers auf über die beabsichtigten Bereiche hinausgehende Teile wird durch die Anwendung von die Oberflächenenergie reduzierenden Substanzen und eines Verkapselungsbandes verhindert.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist das Aufbringen des Verkapselungspolymers in kontrollierter Weise begrenzt. Komponenten, welche in erfindungsgemässer Weise verkapselt wurden, sind leicht zu verarbeiten, weil das Verkapselungspolymer nicht den als Führungs- und Arbeitsfläche dienenden Trägerbereich verunreinigt, während jedoch Anschlussleiter, welche auf die Komponenten zulaufen, geschützt sind. Dies ist ein beachtenswerter Vorteil in bezug auf den Schutz vor Feuchtigkeit, welcher insbesondere bei Hochspannungskomponenten zum Tragen kommt.

Die Verwendung von Fluorpolymeren mit geringer Oberflächenenergie ist an sich bekannt für die Begrenzung der Ausbreitung des Verkapselungspolymers, wie z.B. aus der SE-B-ll 401 056 (HOIL 21/56), worin Fluorpolymere als Fallschutz eines auf einem Träger verdrahteten Halbleiters verwendet werden, bekannt.

Bei der vorliegenden Erfindung wurden ein grosser Befeuchtungswinkel, welcher der geringen Oberflächenenergie zu verdanken ist, sowie ein passendes Verkapselungsband verwendet, um eine Verkapselung für eine bestimmte Form und Dimension von Komponenten auf dem Trägerband vor ihrer Verbindung mit der Komponentenplatine zu erhalten.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Detail durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist es möglich, in weitestgehender Weise den Zutritt von Feuchtigkeit zu den Komponenten zu verhindern.

Die Erfindung wird im folgenden im Detail anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. la zeigt hierzu eine Draufsicht auf eine verkapselte Komponente.

Fig. lb zeigt eine Schnittansicht der Komponente der Fig. la entsprechend der Schnittlinie A-A.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Apparates zur Verteilung des Polymerfilmes zur Begrenzung des Verkapselungspolymers.

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Fig. 3a zeigt eine im Prozess der Verkapselung befindliche Komponente in Draufsicht.

Fig. 3b zeigt eine Schnittansicht der Komponente der Fig. 3a entsprechend der Schnittlinie B-B.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der fertigen Komponente.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsart der Erfindung als Arbeitsdiagramm.

Mittels der Schicht 1 aus Verkapselungspolymer wird der Bereich 19 innerhalb der ringförmigen Auflagefläche 2 des Trägerbandes 6 (der sogenannten ILB-Bereich) geschützt. Diese Auflagefläche 2 trägt die TAB-Komponente (Tape Automatic Bonding) und ihre Anschlussleiter. Das Verkapselungsverfahren umfasst neun Schritte, PI bis P9 (Fig. 5) wie folgt:

1. Schritt

Eine TAB- oder Trägerband-Rolle 5 wird in den Verkapse-lungsapparat eingebracht, das Trägerband 6 wird von der Rolle heruntergenommen und vorwärts transportiert, und das Ab-standshalterband 7 wird entfernt. Das Trägerband 6 kann beispielsweise aus einem Polyimid, einem Polyester oder aus einem Glasfaserepoxyharz bestehen. Die zweite Rolle 8 in diesem Apparat ist für das Verkapselungsband 9 vorgesehen. Die Funktion des Verkapselungsbandes 9 besteht darin, das Ausbreiten des Polymers unterhalb der Komponente 3 und der Auflageflä-che 2 zu verhindern. Das Verkapselungsband 9 wird zusammen mit dem Trägerband 6 vorwärts bewegt.

2. Schritt

Die Oberflächenenergien der Auflagefläche 2 des Trägerbandes 6 und des Verkapselungsbandes 9 müssen genügend klein sein, damit sie vom Verkapselungspolymer 26, 13 nicht benetzt werden. Dies verhindert die Ausbreitung des Polymers 26 unterhalb und auf der Auflagefläche 2. Die Auflagefläche 2 wird von oben und von unten her mittels Matrizen 10, 11 geprägt, deren Querschnittsform ähnlich ist wie die Querschnittsform der ringförmigen Auflagefläche 2 (Fig. 2). Mittels der Matrizen 10, 11 wird je ein Polymerfilm 24, 25 mit geringer Oberflächenenergie auf die beiden Seiten der Auflagefläche 2 (Fig. 2) gepresst. Das Polymer, welches im Bereich der Matrizen 10, 11 absorbiert wird, wurde in einem leicht flüchtigen Lösungsmittel aufgelöst. Das Verkapselungsband 9 wird durch einen Behälter 12 geführt, der diese besagte Polymerlösung enthält, wobei das Band 9 eine Beschichtung des Polymers erhält. Als Alternative hierzu ist es auch möglich, ein Band zu verwenden, dessen Oberflächenenergie klein genug ist, so dass sich eine Beschichtung erübrigt.

3. Schritt

Das Trägerband 6 und das Verkapselungsband 9 passieren einen Warmluftstrom 14, 15. In dem Warmluftstrom 14, 15

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verdunstet das Lösungsmittel des Polymers aus dem vorhergehenden Schritt. Der Strom 14, 15 entfernt auch etwaige lose Partikel von der Oberfläche des Halbleiters.

4. Schritt

Das Verkapselungsband 9 wird unter das Trägerband geführt und wird hierbei gleichmässig gegen die Unterseite der Halbleiterteile 3 gedrückt. Von diesem Schritt ab bis zum Schritt 8 verbleibt das Verkapselungsband eng mit dem Boden der Halbleiterteile verbunden. Das Verkapselungsband 9 verhindert das Abfliessen des Verkapselungspolymers 26 auf ein Niveau unterhalb der Unterfläche der Halbleiterteile 3 (Fig. 3).

5. Schritt

Das Verkapselungsband 9 und das darüberliegende Trägerband 6 werden in der ersten Heizzone 16 erwärmt. Das Verkapselungspolymer 26 benetzt die Oberfläche der Komponente besser im warmen Zustand.

6. Schritt

Das Verkapselungspolymer, z.B. Epoxyharz, Polyurethan oder Silikon, wird zuerst auf die Oberfläche des Halbleiterteils 3 aufgebracht und dann auf den ILB-Bereich 19. Die Dosierung des Polymers 26 wird mittels einer Verteilereinrichtung 17 durchgeführt und das Aufbringen durch Verschieben der Verteilerspitze 18 relativ zur zu schützenden Fläche. Einige Verkap-selungsmaterialien erfordern ein Vorwärmen, damit sie sich leicht gleichmässig auf die zu schützende Fläche verteilen lassen. Die Zähigkeit des Verkapselungspolymers wird herabgesetzt und seine Benetzungsfähigkeit erhöht, wenn die Verteilerspitze 18 oder der nicht dargestellte Polymerbehälter gewärmt werden.

7. Schritt

Das Verkapselungspolymer wird in einer zweiten Heizzone 20 gehärtet.

8. Schritt

Das Verkapselungsband 9 wird von unterhalb der gekapselten TAB-Komponenten, welche auf dem Trägerband 6 montiert sind, entfernt. Hierzu kann, falls notwendig, ein Heissluftge-bläse benützt werden, um das Verkapselungsband 9 zu erwärmen. Durch die Erwärmung wird das Band 9 weicher, wodurch es sich leichter von der verkapselten TAB-Komponente 3 lösen lässt.

9. Schritt

Das mit der verkapselten TAB-Komponente 3 versehene Trägerband 6 und das Abstandshalterband 7 werden übereinander auf die Rolle 23 gespult.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Verkapseln elektronischer Komponenten (3), insbesondere Halbleiterkomponenten, welche mittels eines Polymers (26) auf einem, eine ringförmige Auflagefläche (2) aufweisenden Trägerband (6) montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass

— eine Mischung eines Lösungsmittels und eines Polymers mit so geringer Oberflächenenergie, dass es vom Verkapse-lungspolymer (26) nicht benetzt wird, von beiden Seiten des Trägerbandes (6) gegen die Auflagefläche (2) jeder Komponente (3) gepresst wird, welche Mischung die Ausbreitung des Ver-kapselungspolymers (26) verhindert,

— das auf diese Weise behandelte Trägerband (6) einer ersten Warmluftströmung (14) ausgesetzt wird, während welcher Behandlung das Lösungsmittel verdunstet, so dass Polymerfilme (24, 25) von so geringer Oberflächenenergie, dass sie vom Verkapselungspolymer (26) nicht benetzt werden, auf beiden Seiten der Auflagefläche (2) entstehen,

— ein Verkapselungsband (9), welches mit Polymer (13) mit so geringer Oberflächenenergie, dass es vom Verkapselungspolymer (26) nicht benetzt wird, benetzt und in einem zweiten Warmluftstrom (15) getrocknet wurde, mit einem der Unterseite des Trägerbandes (6) verbunden wird,

— das kombinierte Band (6, 9), welches auf diese Weise erhalten wurde, in einer ersten Heizzone (16) erwärmt wird,

— Verkapselungspolymer (26) auf die Oberfläche der Komponente (3) sowie auf eine Fläche (19), welche durch die Auflagefläche (2) definiert ist, mittels einer Verteilereinrichtung (17, 18) aufgebracht wird,

— das derart behandelte kombinierte Band (6, 9) in einer zweiten Heizzone (20) zur Härtung des Polymers (26, 13) erwärmt wird, worauf

— das Verkapselungsband (9) von dem nun die gekapselten Komponenten (3) enthaltenden Trägerband (9) abgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablösung des Verkapselungsbandes (9) mittels einer Heissluftströmung (22) erfolgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpressen der Polymerfilme (24, 25) auf die Auflagefläche (2) jeder Komponente (3) mittels in ihrer Form den Auflageflächen (2) entsprechenden und diese Auflageflächen (2) von beiden Seiten pressenden Matrizen (10, 11) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkapselungsband (9) durch Durchlaufen eines das Polymer enthaltenden Behälters (12) benetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband (6) und das Verkapselungsband (9) durch Zuführen des Verkapselungsbandes (9) unterhalb des Trägerbandes (6) und gleichmässiges Anpressen an die Unteseite des Halbleiterteils (3) miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polymerfilm mittels einer Matrize (10, 11) passender Form auf die von dem Halbleiterteil (3) wegführenden Anschlussleiter (4) gepresst wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel ist.