用于模制电子组件的模块化系统和用于组装这种模块化系统的套装部件的制作方法

文档序号:13451054
用于模制电子组件的模块化系统和用于组装这种模块化系统的套装部件的制作方法
本发明涉及一种用于模制电子组件的生产模块的模块化系统。本发明还涉及用于组装这种模块化系统的套装部件。

背景技术:
对安装在承载器上的电子组件的模制是指至少部分封装电子组件的过程,且更特别地,其通常涉及半导体电路(芯片)/集成电路(IC)的模制。根据现有技术,电子组件的模制发生在设有至少两个配合模具部件的模压机中。一个或多个模腔凹入模具部件的至少一个中。电子组件由承载器进行保持,该承载器可以具有不同的形状,例如(但不限于)引线框架、板(如BGA)或晶片。具有要进行封装的电子组件的承载器被置于模具部件之间,该模具部件向彼此移动,例如以使得其夹住承载器。将通常加热的液体模制材料压入凹部或模腔中,例如,通过传递模塑材料(也称为环氧树脂或树脂)或通过压缩已在模具部件闭合之前被置于模具中的模制材料来进行。在对模腔/腔室中的模制材料进行至少部分(化学)固化之后,移动模具部件以使其分开,且从封装压力机移除具有封装的电子组件的承载器。在后续的处理步骤中,封装的产品可以彼此分离,例如通过锯切、激光切割和/或水切割来进行。至少部分覆盖的电子组件可以用于各种应用中。这种模制方法在大型工业规模上进行实践且使得能够对电子组件进行良好的受控模制。用于模制电子组件的模制设备已知几种自动化水平,且市场上可购得的模制设备的性能也有很大的不同。

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种用于模制电子组件的生产模块的模块化系统,其提供了有效地改变用于模制电子组件的模制设备的功能和性能的机会。该目的是通过用于模制电子组件的模块化系统来实现的,该模块化系统包括至少三个单独的系统模块,该系统模块包括:用于模制电子组件的至少一个按压模块;用于将要模制的电子组件从盒加载至按压模块的至少一个加载器模块;以及服务模块,其包括被配置成至少部分地控制其他系统模块中的每一个的智能电子控制系统;其中系统模块设有用于相邻系统模块的相互取向和固定的配合联接器,以及其中系统模块的配合联接器被配置为将相邻系统模块呈一直线地取向和固定,即将系统模块按一行进行定位,即,要么一个位于另一个之后,要么彼此相邻。模块化系统的特征还在于至少一个按压模块的配合联接器用作用于相邻系统模块的相互取向和固定的参考点,例如基准点。服务模块设有用于控制除了存在于模块化系统中的服务模块的另外的模块中的每一个的至少一部分操作的电子控制系统。根据本发明的模块化系统的优点之一是,其在多个水平上同时提供和组合了灵活性和可扩展性。第一个优点是生产能力可通过并入系统中的按压模块的数量以及通过其他模块(例如,加载器模块和卸载器模块)的性能进行扩展。在模块化系统的一个实施例中,提供了两个按压模块,但更多的按压模块也可以是单个模块化系统的一部分,例如,为三个按压模块、四个按压模块、五个按压模块甚或多于五个的按压模块。第二个重要的优点是,可以通过并入系统中的模块类型(例如,通过包括或排除像卸载器模块、进给模块的模块,这将稍后在说明书中更详细地进行说明)来按相对小的增加步骤对自动化水平产生模块化影响。具有实质相关性的第三个优点是可以对能够在模块化系统上进行处理的产品的类型产生影响(例如,通过改变或添加加载器模块和卸载器模块)以对被置于板(如BGA)、承载器(如用于扇出型封装的E-WLP)、引线框架上的电子组件甚或在硅、陶瓷或玻璃晶片上堆叠或蚀刻的电子组件进行模制。第四个重要优点是系统甚至可以相关于所发生的模制工艺的类型发生变化。按压模块可以装配有顶模、底模和模制材料进料部,例如,用于过模制以及裸晶模制的传递模压机,而且在本发明的范围内像压缩模压机的替代物也是可能的。因此,通过上面列出的四个优点证明了模块化系统的灵活性和可扩展性提供了多个水平的自由度。这使得更易于决定购买模块化系统,因为当生产环境可能发生变化时可在设备的寿命期间对模块化系统的性能和功能进行适配。由于标准化的原因,系统模块如果变得多余,甚至可以之后将其售出,这是因为其可以容易地集成在根据本发明的其他模块化系统中。通过提供一种系统,其中至少一个按压模块的配合联接器用作用于相邻系统模块的相互取向和固定的参考点,易于且可靠地实现了根据本发明的模块化系统。通过提供被用作模块化系统进行组装的起点的按压模块,模块化系统的组装为牢固且可靠的。虽然如此,重新组装本发明的模块化系统将不会导致关键系统模块,诸如按压模块和相邻系统模块的意外和无意的未对准。另一个优点是还非常易于实现灵活性。被配置成至少部分地控制模块化系统的其他模块中的每一个的服务模块使得能够实现系统的非常简单的扩展(放大)或适配(调整)。迄今为止,按压模块、加载器模块、卸载器模块、进给模块、开放式盒加载器和卸载器,以及由FOUP加载器和FOUP卸载器模块封闭的盒模块(这些不同类型的模块将稍后在说明书中进行说明)都至少部分地由服务模块进行控制。控制服务模块通过电子地将另外的模块联接至系统(或断开多余模块)来提供这些另外模块的很容易的“即插即用”。与根据本发明的模块化系统的电子控制的易于扩展或适配相符的还有模块化系统的机械扩展或适配是简单的,这是因为系统模块设有的配合联接器使得能够简单地将模块呈一直线地取向和定位。为了这个目的,在至少一侧上,加载器模块可以设置有用于将加载器模块呈一直线地取向和固定至按压模块的联接器。因此,根据本发明,便于实现简单的电子和物理联接和断开。在一个实施例中,该系统还可以包括用于将模制的电子组件从按压模块卸载至盒中的至少一个卸载器模块,该卸载器模块在至少一侧上设有用于将卸载器模块相互取向并固定至按压模块的联接器。模块化系统的基本结构包括按压模块、加载器模块和服务模块。服务模块可以与加载器模块组合在一个单元中(“单个模块”占地面积的组合使用),因为加载器模块和服务模块需要比按压模块更小的体积。这些模块是模块化系统的基本结构的一部分的原因是在没有按压模块和服务模块的情况下,不可能进行模制。此外,要进行模制的电子组件是易损坏的,以使得手动加载不是一个选项,而且经济论点是服务模块的附加功能仅在使用超过单个按压模块的情况下才是有益的。在包括一个以上的按压模块的系统的情况下,按压模块和卸载器可以通过被呈一直线地置于与加载器模块相距最大距离处的按压模块中的联接器进行固定。在另一个实施例中,系统还可以包括用于使封装材料进给至按压模块的至少一个进给模块。模制材料的进给可以被具体化为颗粒进给器(特别是用于传递模塑工艺),但也可以提供替代的进给模块,例如,液体模制材料进给模块和/或使定尺寸的模制材料体(例如,模制材料片)进给至按压模块的用于压缩模制的进给模块。与将加载器模块与服务模块相集成的可能性相符的是,可以将进给模块集成至卸载器模块中,其额外的优点是进给模块通常对清洁室内条件提供了更多阻碍,且因此进给模块与其中的产品是不太易损的模块的集成对于创建最佳工艺条件而言是积极的。传统的颗粒进料通常设有外部颗粒料斗、重量检测、过滤器单元和各种其他额外的功能。在根据本发明的模块化系统的另一个实施例中,系统还可以包括用于将具有要进行模制的电子组件的晶片从FOUP承载器加载至邻接模块的FOUP加载器模块。FOUP承载器是“前开口通用产品承载器”且用于加载晶片。并入根据本发明的模块化系统中的FOUP加载器可以是专用设计的或可以是“现有的产品”,只要应用于根据本发明的模块化系统中的界面提供了将FOUP加载器联接至服务模块的设置以及用于相邻系统模块的相互取向和固定的配合联接器。与FOUP加载器相符的是,该系统还可以包括用于将具有电子组件的模制晶片从邻接模块卸载至FOUP盒的FOUP卸载器模块。加载器模块可以包括加载器头,该加载器头被配置成延伸到至少一个按压模块中。在一个特定实施例中,加载机模块可以与沿一个或多个按压模块延伸且由其承载的引导件相配合。在向模块化系统添加额外的按压模块的情况下,引导件则也将以一个按压模块的宽度延伸,以使得加载器模块的加载器头在这种情况下不需要任何修改。随此提供了使得能够实现模块化系统的(性能)配置的非常简单的适配的技术方案。出于类似的原因,卸载器模块(如果是模块化系统的一部分)可以包括清洗和卸载器头,该清洗和卸载器头被配置成延伸到至少一个按压模块中。并且,这种卸载器头可以与沿至少一个按压模块延伸且由其承载的引导件相配合,然而,也可以为加载器头和卸载器头应用单个引导件。因此,按压模块可以设有配合的引导部件。同样提供了使得能够实现模块化系统的(自动化水平)配置的非常简单的适配的技术方案。至于加载器头和卸载器头,其可以设有头部以处理例如基板或引线框架,但是加载器头和卸载器头也可以被配置成处理晶片类型的承载器。另外的选项可以是使每个按压模块设有壳体,其相对侧设有可覆盖的传递开口。在其中不需要通过开口进行产品交换的情况下,例如当按压模块在一侧上不设有邻接模块时,这种可覆盖的传递开口可以被设置成被覆盖的,优选地由明亮的相应的安全窗口和/或部分金属窗口覆盖,而在另一方面,如果且当两个相邻的模块需要在模块之间进行产品的交换时,开口可以打开以通过开口进行产品的无阻碍的传递。该特性还支持所有自动化水平,包括手动操作机器、通过自动产品加载进行的部分自动化,以及完全自动产品卸载的最大自动化水平和/或颗粒或液体环氧树脂进料的附加自动化。为了更进一步地增强根据本发明的模块化系统的扩展或减少的简易性,按压模块、服务模块、加载器模块和卸载器模块只要存在就可以具有相同的宽度。为了使得能够安全且牢固地联接按压模块,被设置于按压模块上的联接器可以是按压结构的组成部分,这是因为按压结构(“框架”)控制了模制工艺的“hart”的定位,这提供了将相邻模块更牢固地对准至按压模块的可能性。为了在不使用专用工具的情况下实现相对重的模块(特别是按压模块很重,通常为至少几吨重)的轻松联接,联接器可以包括阳联接元件和阴联接元件。而且,接合联接器还可以包括螺栓,其用于在设备的组装安装时在完成最佳直列定位之前将邻接模块固定在一起。在简单但可靠的构造中,按压模块可以在模块的相对侧上包括两个联接器,该两个联接器为水平的甚或系统模块的所有联接器均位于一个水平平面中。这提供了对模块化系统的模块进行准确的水平相对定位的可能性,而且还使得能够在安装时或在生产期间校正模块中的小偏差和/或扰动环境条件。本发明还提供了用于组装根据本发明的模块化系统的套装部件,其包括:用于模制电子组件的至少一个按压模块;用于将要模制的电子组件从盒加载至按压模块的至少一个加载器模块;服务模块,其包括被配置成至少部分地控制其他系统模块中的每一个的智能电子控制系统,其中系统模块设有用于相邻系统模块的相互取向和固定的配合联接器,并且其中系统模块的配合联接器被配置为将相邻系统模块呈一直线地取向和固定,其特征在于至少一个按压模块的配合联接器用作用于相邻系统模块的相互取向和固定的参考点。使用这种套装部件,可以实现根据本发明的模块化系统,且因此实现这种模块化系统的优点。关于根据本发明的套装部件的优点,请参考已在上面提及的关于根据本发明的模块化系统的优点。附图说明将基于以下附图中所示的非限制性示例性实施例来进一步地阐明本发明。其中:图1是用于组装根据本发明的模块化系统的最小结构的套装部件的透视图;图2是包括引导结构以沿模块化系统引导各头的加载器头和卸载器头的透视图;图3是FOUP加载器的透视图;图4是根据本发明的用于模制电子组件的模块化系统的透视图,其包括服务模块、加载器模块、两个按压模块和卸载器模块;以及图5是根据图4中所示的实施例的用于模制电子组件的模块化系统的替代实施例的透视图,其还包括FOUP加载器模块和FOUP卸载器模块。具体实施方式图1示出了用于组装用于模制电子组件的模块化系统的最小结构的套装组件1的透视图,包括服务模块2,其具有用于控制模块化模制系统的所有其他系统模块的智能电子控制系统;加载器模块3,其用于将要进行模制的电子组件从盒进行加载;以及按压模块4,其用于模制电子组件。加载器模块3具有开放空间5,其中服务模块2是按将在后续图4和5中所示的方式进行装配的。服务模块2包括控制面板6和用于在外部电源上连接服务模块的连接杆7。加载器模块3可以在加载器模块背离该图的侧面中设有门(未示出)。门被设置为将具有要进行模制的电子组件的承载器的盒置于加载器模块3中。加载器模块3控制加载器头10的移动,如在图2中所示。设有加载器模块3和按压模块4,其中系统模块设有用于相邻系统模块3、4的相互取向和固定的配合联接器8。在按压模块4内部,设置了中心空间9以定位引导元件,如将在图2中更详细说明的。图2示出了包括引导结构12以沿用于模制电子组件的模块化系统引导各头10、11的加载器头10和卸载器头11的透视图。加载器头10由加载器模块3(如在图1中所示)进行控制,且卸载器头11要由卸载器模块进行控制,如将在图4和5中所示。引导结构12为多个(在这个图中为四个)引导部件13至16的直列组件。第一引导部件13要被包括在加载器模块3中,第二和第三引导部件14、15要被并入按压模块4中,且最后一个引导部件16要被并入卸载器模块中。根据用于模制电子组件的特定模块化系统的模块部件的数量和类型,要选择引导结构的长度。图3示出了FOUP加载器模块20,其中封闭盒21(“前开口通用产品承载器”)被用于存储(易损)晶片22。FOUP加载器模块20要与加载器模块3联接,如在图1中所示。FOUP加载器模块20被设计成将晶片22从封闭盒21移除且向侧面呈现所选的晶片22,如在该图中所示。如图所示的所呈现的晶片22随后将位于邻接的加载器模块3(未在该图中示出)的内部以用加载器头10进行处理,如在图2中所示。图4示出了根据本发明的用于模制电子组件的模块化系统30的透视图,其包括服务模块31、加载器模块32、两个按压模块33、34和卸载器模块35。模块化系统30是从前侧示出的,在该侧上,可以沿模块32至35移动加载器头10和卸载器头11。模块31至35以联机配置进行联接,以使得联接元件8(此处不可见;见图1)现在将进行配合。还示出了在卸载器模块35中的门36,其提供了至盒的接入,该盒要加载有模制的电子组件的承载器,以使得能够从模块化系统移除模制的产品。卸载器模块35(以及加载器模块32和按压模块33、34)设有壳体37,其相对侧设有可覆盖的传递开口38。通过打开这些可覆盖的传递开口38,可以实现至邻接模块的连接,且在端部位置上(其中缺少要进行联接的邻接模块),将覆盖传递开口38。图5示出了包括作为图4中所示的模块化系统的一部分的所有模块,而且现在还包括FOUP加载器模块41和FOUP卸载器模块42的用于模制电子组件的模块化系统40的替代实施例的透视图。...
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