本发明涉及一种用于支撑封装安装在载体上的电子元器件时所使用的模制部件的压床部件和包括本发明的压床部件的压床。
在封装技术中，例如，用单层连续封装材料来封装安装在载体上的多个电子元器件时，需要防止模制部件的任何变形，例如，包括限定封装材料层的模腔的一个或多个模制部件的变形，以及支撑载体的模制部件的变形，以避免发生封装材料的溢料(flash)和渗散(bleed)。
为了提供一种模制部件的平整度在预定义的公差范围内的封装装置，例如，压床，本发明提供一种压床部件，用于支撑封装安装在载体上的电子元器件时所使用的模制部件，压床部件包括压块，压块包括接触表面、背对接触表面的侧面，以及连接接触表面和背对所述接触表面的侧面的至少一个侧壁。本发明的压块包括至少两个从侧壁突伸的相对的元件，其中，侧壁仅经由凹槽部而换位(transpose)到每一个突伸元件。其中发现所提供的压床部件包括上述限定的压块构型时，可获得小于10μm的平整度公差范围。根据本发明的压块的构型进一步优化时，可产生小于5μm的平整度公差范围，或者甚至小于2μm的平整度公差范围。若以本发明的压床部件的基本构型为前提，可获得约1.5μm的平整度公差范围。
本发明的压块可以具有矩形、立方体形，或圆柱形状。在一个优选的实施例中，压块可包括至少四个侧壁，其中两个相对的第一和第二侧壁各包括从侧壁突伸的至少一个元件。已经发现，所提供的矩形或立方体形的压块包括至少两个突伸元件(略似耳状或臂状的压块部件)时，压块的任何变形都会被所述至少两个突伸元件吸收，从而使压块的接触表面具有显著的平整度。为了提供具有最大活动自由度的元件以使元件的变形不会传递成压块的接触表面的任何变形，压块的侧壁上在突伸元件与其突伸起点所在的侧壁表面之间设有凹槽部。
值得注意的是，通过增加突伸元件的数量，可以进一步降低平整度公差。尽管对突伸元件的数量没有限制，但是使用包括四个突伸元件的压块，即，四个突伸元件从第一和第二侧壁各突伸两个元件，可获得最佳效果。
在本发明的一个实施例中，突伸元件中的每一个可包括相对于压块的接触表面成直立的直立侧面，每一个突伸元件的直立侧面连接至压块的第三和/或第四侧壁。在这样的实施例中，第三和/或第四侧壁的表面优选地为t形或( )形。在这样的实施例中，设置在元件突伸起点所在的侧壁中的凹槽部可包括与突伸元件邻接的狭缝，其中狭缝延伸至第三和/或第四侧壁。
在本发明的另一个实施例中，例如，在上述实施例以外或在替代实施例中，突伸元件中的每一个可包括背对压块的接触表面的侧面，此侧面连接到压块上背对接触表面的侧面。在这样的实施例中，这种压块(不论为圆柱形或矩形/立方体形)的正视图优选为t形(其中，对于矩形/立方体形压块，其正面由压块的第三或第四侧壁的侧视图限定)。在这样的实施例中，设置在元件突伸起点所在的侧壁中的凹槽部可以包括与突伸元件邻接的狭缝，其中狭缝延伸到压块上背对压块的接触表面的侧面。
在又一个实施例中，本发明涉及一种压床部件，其中，凹槽部包括邻接并环绕突伸元件的闭合狭缝。在这样的实施例中，这种压块(不论是圆柱形或矩形/立方体形)的正视图是( )形的(其中，对于矩形/立方体形压块，其正面由压块的第三或第四侧壁的侧视图限定)。
在本发明的一个优选实施例中，凹槽部包括邻近每一个突伸元件的面对接触表面的侧面的第一狭缝和邻近每一个突伸元件的直立侧面的第二狭缝。已经发现，所提供的第二狭缝的深度大于第一狭缝的深度时，可以进一步改善平整度公差。应该注意的是，每个狭缝的深度是从元件突伸起点所在的侧壁开始测量的。
此外，突伸元件中的每一个包括面对压块的接触表面的侧面。优选地，每一个突伸元件面对压块的接触表面的侧面与压块的接触表面相距一定距离。前述的突伸元件的侧面和压块的接触表面之间的最佳距离可以根据压块的尺寸和前述的形成一部分的突伸元件的侧面的尺寸而变化。例如，若使用的压块具有400毫米乘以400毫米的接触表面时，则前述侧面到压块的接触表面的距离为压块总高度的至少30％。已经发现，所提供的压块上，若前述距离是压块总高度的至少30％时，突伸元件的变形不会对压块的接触表面的平整度产生负面影响。通过选择压块总高度的至少40％或50％的距离可获得理想效果。使用压块总高度的60％到75％范围内的距离可获得最佳效果。
此外，设置在元件突伸起点所在的侧壁中的凹槽部的尺寸也可以变化，以便实现最佳的压床部件。凹槽部的最佳尺寸不仅部分取决于突伸元件的尺寸，而且取决于显然有助于实现接触表面的最佳平整度公差的压块的尺寸。例如，对于具有400毫米乘以400毫米的接触表面的压块，凹槽部的宽度优选在60毫米至100毫米的范围内，最好在65毫米至80毫米的范围内。而且，凹槽部的深度也可以变化，但是优选为至少60毫米，优选范围为65至100毫米。应该注意的是，凹槽部的宽度由突伸元件与元件突伸起点所在的侧壁的凹槽部连接表面之间的距离限定。同样，如上文已经限定的，凹槽部的深度是从元件突伸起点所在的侧壁开始测量的。虽然不希望受任何特定理论的束缚，但相信，若所提供的压块包括与突伸元件邻接的凹槽部，当此压块用于压床中时，施加到突伸元件的压力会传递到更接近压块的中心的位置。通过将施加到突伸部件的压力传递到压块的中心，施加到压块的接触表面的力会更均匀地分布，从而使接触表面明显更为平整。
应该注意的是，上述限定的凹槽部的宽度和深度的尺寸是以具有400毫米乘以400毫米的矩形接触表面的压块为基础。还应注意的是，上述限定的尺寸也适用于直径为400毫米的圆柱形的压块。具有上述尺寸的压块在本文中被称为400毫米压块(与其矩形或圆柱形形状无关)。若使用具有不同尺寸的压块，例如，具有200毫米乘以200毫米的接触表面(或直径为200毫米)的压块，则此压块可以用数字200表示，即200毫米压块。500毫米压块则指具有500毫米乘以500毫米的矩形接触表面(或具有500毫米直径的圆形接触表面)的压块。为了使所提供的压块具有与压块本身的尺寸相适应的优选凹槽部尺寸，应使用以下公式来缩放上文限定的优选宽度和深度尺寸：
a*(b/400)，
其中：
a是对400毫米压块限定的凹槽部宽度/深度；且
b是表示所用压块尺寸的数字。
在以上前提下，在使用200毫米压块的情况下，凹槽部的宽度优选在30(60*[200/400])到50(100*[200/400])毫米的范围内。同样，设置在500毫米压块中的凹槽部的优选深度可以为至少75毫米(60*[500/400])。
本发明的压床部件优选地是对称的。优选地，本发明的压床部件由相同的材料形成，例如，由实心的钢块制成。所提供的压床部件使用相同的材料制成其压块和从压块突伸的元件时，施加到压床部件的力会以更佳的可控制和可预测的方式分布。压床部件优选地通过铣削技术形成。
尽管接触表面可以具有不同的几何形状，但是，矩形接触表面形状是优选的。通过提供具有矩形接触表面的压床部件，施加到压床部件的力可以更均匀地分布到由压床部件支撑的模制部件。
在本发明的又一实施例中，压床部件可以包括凹槽部，此凹槽部位于压块上背对压块的接触表面的侧面。在一个优选的实施例中，凹槽部的中心线与垂直穿过接触表面的压床部件的中心线重合。已经发现，通过设置这种凹槽部，与没有这种凹槽部的压块相比，可以进一步改善压块的接触表面的平整度。
通过改变凹槽部的尺寸，可以进一步改善压块的接触表面的平整度。例如，凹槽部可包括圆柱形腔。尽管由穿过压块的通孔所构成的凹槽部已获得了良好的效果，但是凹槽部包括与压块的接触表面相距一定距离的端面时，甚至可以获得更好的效果(就平整度公差而言)。在这样的实施例中，端面优选地与每一个突伸元件面对接触表面的侧面位于同一平面中。
本发明还涉及一种用于封装安装在载体上的电子元器件的压床，所述压床包括第一压床部件和位于第一压床部件上方的第二压床部件，以及驱动系统。其中两个压床部件可相对于彼此移位，以支撑至少两个相互配合的模制部件。驱动系统用于驱动压床部件的相对移位，其中，压床部件中的至少一个包括如上文所定义的本发明的压床部件，并且其中，所述压床部件的至少两个突伸元件连接至驱动系统。
在本发明的一个实施例中，压床的第二压床部件可以包括本发明的压床部件。在这样的实施例中，所谓的“上块体”是使用本发明的压床部件提供的。可替代地，压床的第一压床部件可以包括本发明的压床部件。在这样的实施例中，所谓的“下块体”是使用本发明的压床部件提供的。在另一个替代实施例中，第一和第二压床部件都可以包括本发明的压床部件。
以下将基于下列附图中所示的非限制性示例性实施例，进一步阐明本发明。其中：
图1是本发明的压床部件的立体图；
图2是本发明替代性压床部件的立体图；
图3是本发明另一替代性压床部件的立体图；以及
图4是本发明的圆柱形压床部件的立体图。
图1示出了用于支撑模制部件(未示出)的压床部件1的立体图，此模制部件用于封装安装在载体上的电子元器件。压床部件1包括压块2。压块2包括接触表面3、背对接触表面3的侧面4，以及连接接触表面3和背对接触表面3的侧面4的侧壁5。在图1中，侧壁5由四个侧壁5a、5b、5c、5d组成。侧壁5a上设置有从侧壁5a突伸的元件6a。此外，另一个元件6b从与侧壁5a相对的侧面5b突伸。两个突伸元件6a、6b各邻接凹槽部7(例如，沟槽或狭缝)(且被凹槽部7部分环绕)。凹槽部7延伸到压块2上背对接触表面3的侧面4。进而可以看到，背对压块2的接触表面3的两个突伸元件6a、6b的顶侧9连接到压块2背对接触表面3的侧面4上。
在图1中，两个突伸元件6a、6b的直立侧面8(相对于接触表面3呈直立)位于距压块2的前侧壁5c和后侧壁5d一定距离处。在替代实施例中，例如图2所示的替代实施例，每个突伸元件21a、21b的直立侧面22连接到压块2的前侧壁5c和/或后侧壁5d。
应该注意的是，图1中所示的压床部件1是所谓的“上块体”。通过将突伸元件6a、6b连接至驱动系统(未示出)并且在压块2的接触表面3的方向上对突伸元件6a、6b施加压力，突伸元件6a、6b通过在朝向接触表面3的方向上弯曲吸收了因高压引起的任何变形。通过在与突伸元件6a、6b邻接的位置设置凹槽部7，并使突伸元件6a、6b面对接触表面3的侧面10与接触表面3相距一定距离，保证了接触表面3的平整度并使其保持在可能的最低公差范围内。
为了进一步改善平整度公差范围，在压块2上设置凹槽部11。凹槽部11在图1中被描绘为圆柱形腔(例如，钻孔)。凹槽部11包括端面(未示出)，此端面位于离接触表面3一定距离处并且与两个元件6a、6b的侧面10位于同一平面内。
图2示出了用于支撑封装电子元器件的模制部件(未示出)的替代性压床部件20的立体图。压床部件20包括压块2，压块2包括接触表面3、背对接触表面3的侧面4，以及侧壁5(在图2中，侧壁5由四个侧壁5a、5b、5c、5d组成)。压床部件20还包括从侧壁5a和相对的侧壁5b突伸的两个元件21a、21b。突伸元件21a、21b包括面对压块2的接触表面3的侧面23，侧面23与接触表面3相距一定距离。此外，突伸元件21a、21b的直立侧面22(相对于接触表面3呈直立)连接到压块2的前侧壁5c和后侧壁5d，从而形成t形的前侧壁5c和后侧壁5d表面。自然地，与突伸元件21a、21b邻接的凹槽部7延伸到前侧壁5c和后侧壁5d。
若以图1和图2所示的突伸元件6a、6b、21a、21b为前提，可以看出，由突伸元件6a、6b、21a、21b的端面12、25的表面积限定的突伸元件6a、6b、21a、21b的大小约为端面12、25，凹槽部7，以及元件6a、6b、21a、21b突伸所在的侧壁5a、5b的总表面的50％。
图3示出了包括与图1中所示的压块2相似的压块2的另一替代压床部件30的立体图，其中，压块还包括四个而不是两个突伸元件31a、31b、31c、31d。在突伸元件31a、31b、31c、31d的每一者中，直立侧面32之一连接到前侧壁5c或后侧壁5d。突伸元件31a、31b、31c、31d中的每一者的背对压块2的接触表面3的顶侧33连接到压块2上背对接触表面3的侧面4。
在图3中，凹槽部7包括邻接每一个突伸元件31a、31b、31c、31d的底侧34的第一沟槽7a和邻接每一个突伸元件31a、31b、31c、31d的直立侧面32之一的第二沟槽7b。尽管在图3中无法看到，但是第二沟槽7b的深度大于第一沟槽7a的深度，其中，每个沟槽7a、7b的深度是从压块2的侧壁5a、5b开始测量的。
图4示出了本发明的圆柱形压床部件40的立体图。圆柱形压块42包括接触表面3、背对接触表面3的侧面4，以及连接接触表面3和背对接触表面3的侧面4的侧壁5。压块42还包括从侧壁5突伸的第一元件44和从侧壁5突伸且与第一元件44相对的第二元件(图中无法看到)。突伸元件44周围环绕凹槽部7。
1.一种压床部件(1，20，30，40)，用于支撑封装安装在载体上的电子元器件的模制部件，包括：
-压块(2，42)，所述压块(2，42)包括接触表面(3)、背对所述接触表面(3)的侧面(4)，以及连接所述接触表面(3)和背对所述接触表面(3)的侧面(4)的至少一个侧壁(5)，
其中，所述压块(2，42)包括从所述侧壁(5)突伸的至少两个相对的元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d，44)，
其特征在于，所述侧壁(5)仅经由凹槽部(7)换位至所述突伸元件(6a，6b，
21a，21b，31a，31b，31c，31d，44)中的每一个。
2.根据权利要求1所述的压床部件(1，20，30)，其特征在于，所述压块(2)包括至少四个侧壁(5)，其中两个相对的第一和第二侧壁(5a，5b)中的每一个包括从所述侧壁(5)突伸的所述元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d)中的至少一个，优选是所述元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d)中的两个。
3.根据权利要求1或2所述的压床部件(1，20，30)，其特征在于，相对于所述接触表面(3)，所述突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d)中的每一个的直立侧面(8，22，32)连接到第三和/或第四侧壁(5c，5d)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30)，其特征在于，所述凹槽部(7)包括与所述突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d)邻接的狭缝，其中所述狭缝延伸到所述第三和/或第四侧壁(5c，5d)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30)，其特征在于，所述突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d)中的每一个背对所述接触表面(3)的侧面(9，24，33)连接到所述压块(2)上背对所述接触表面(3)的侧面(4)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30)，其特征在于，所述凹槽部(7)包括与所述突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d)邻接的狭缝，其中所述狭缝延伸到所述压块(2)上背对所述接触表面(3)的侧面(4)。
7.根据权利要求1或2所述的压床部件(40)，其特征在于，所述凹槽部(7)包括与所述突伸元件(44)邻接并环绕所述突伸元件(44)的闭合狭缝。
8.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(30)，其特征在于，所述凹槽部(7)包括与每一个所述突伸元件(31a，31b，31c，31b，31d)面对所述接触表面(3)的侧面(34)邻接的第一狭缝(7a)和与所述每一个突伸元件(31a，31b，31c，31d)的直立侧面(32)邻接的第二狭缝(7b)。
9.根据权利要求8所述的压床部件(30)，其特征在于，所述第二狭缝(7b)的深度大于所述第一狭缝(7a)的深度，每个狭缝(7a，7b)的深度是从所述元件(31a，31b，31c，31d)突伸所在的侧壁(5a，5b)开始测量的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，每一个所述突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31b，31c，31d，44)面对所述接触表面(3)的侧面(10，23，34)位于距所述接触表面(3)一定距离处。
11.根据权利要求10所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，每一个所述突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d，44)面对所述压块(2)的接触表面(3)的侧面(10，23，34)与所述接触表面(3)的距离是所述压块(2，42)的总高度的至少30％，优选为至少40％，优选为50％，更优选为[60,75]％。
12.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，所述凹槽部(7)的宽度为[60，100]毫米，优选为[65，80]毫米。
13.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，所述凹槽部(7)的深度为至少60毫米，优选为[65，100]毫米。
14.根据权利要求12或13所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，所述凹槽部(7)的宽度和/或深度使用以下公式缩放：
a*(b/400)，
其中：
a是根据权利要求12所述的宽度或根据权利要求13所述的深度；且
b是表示所用压块(2，42)的尺寸的数字。
15.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，所述压床部件(1，20，30，40)是对称的。
16.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)，其特征在于，所述压床部件(1，20，30，40)由相同的材料形成，优选地，由实心的钢块制成。
17.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30)，其特征在于，所述接触表面(3)包括矩形接触表面(3)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1)，其特征在于，所述压块(2)上背对所述接触表面(3)的侧面(4)包括凹槽部(11)，其中，所述凹槽部(11)的中心线与垂直穿过所述接触表面(3)的压床部件(1)的中心线重合。
19.根据权利要求18所述的压床部件(1)，其特征在于，所述凹槽部(11)包括圆柱形腔。
20.根据权利要求18或19所述的压床部件(1)，其特征在于，所述凹槽部(11)包括穿过所述压块(2)的通孔。
21.根据权利要求18或19所述的压床部件(1)，其特征在于，所述凹槽部(11)包括距所述接触表面(3)一定距离的端面。
22.根据权利要求21所述的压床部件(1)，其特征在于，所述端面与所述每一个突伸元件(6a，6b)面对所述接触表面(3)的侧面(10)位于同一平面中。
23.一种用于封装安装在载体上的电子元器件的压床，包括：
-第一压床部件和位于所述第一压床部件上方的第二压床部件，
其中两个压床部件相对于彼此可移位，以支撑至少两个相互配合的模制部件；和
-驱动系统，用于驱动所述压床部件的相对移位，
其特征在于，所述压床部件中的至少一个包括根据前述权利要求中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)，并且其中，所述至少两个突伸元件(6a，6b，21a，21b，31a，31b，31c，31d，44)连接到所述驱动系统。
24.根据权利要求23所述的压床，其特征在于，所述第二压床部件包括根据权利要求1-22中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)。
25.根据权利要求23所述的压床，其特征在于，所述第一压床部件包括根据权利要求1-22中任一项所述的压床部件(1，20，30，40)。
技术总结