封装设备及封装方法
【专利摘要】本发明公开了一种封装设备及封装方法。所述封装设备包括：下模具；上模具，与下模具相对地设置，并与下模具一起限定成型空间，其中，所述成型空间被分为关于设置在下模具和上模具之间的分隔件或虚拟分隔件对称的两部分。
【专利说明】封装设备及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封装方法及封装设备，具体地说，涉及一种能够防止产生翘曲的封装设备及封装方法。
【背景技术】
[0002]随着电子工业的发展，已经开发出了一种注塑封装模块。其中，在诸如PCB的基板上安装若干阵列的芯片，使芯片与基板之间彼此电连接(例如，对每一芯片进行引线键合)，为了保护芯片及电连接结构，利用转移成型工艺来将熔融的封装材料在特定的注塑模具中注塑成型，从而获得注塑封装模块。
[0003]图1A至图1C示出了传统的注塑封装方法的示意图。如图1A至图1C中所示，将其上安装有芯片的基板100放置在模具200中，然后通过模具的注入通道注入熔融的封装材料。当封装材料填充满模具200中的空腔后，使封装材料固化，并从模具中取出封装后的基板，即注塑封装模块110。然后，切断不同的模块之间的封装材料，从而得到多个独立的注塑封装模块IlOa和110b。
[0004]传统的注塑封装方法存在的问题在于，在注塑成型的过程中，由于在注塑封装模块中各种材料间热膨胀系数不匹配及结构的不对称性，造成在注塑成型以后，所得的注塑封装模块存在比较严重的翘曲变形问题。
【发明内容】
[0005]本发明的各方面涉及一种封装设备，该设备在形成层注塑封装模块的过程中，能够防止封装模块翘曲变形。
[0006]本发明的各方面还涉及一种封装方法，在利用该方法形成层注塑封装模块的过程中，能够防止封装模块翘曲变形。
[0007]根据本发明的一方面，一种封装设备包括:下模具；上模具，与下模具相对地设置，并与下模具一起限定成型空间，其中，所述成型空间被分为关于设置在下模具和上模具之间的分隔件或虚拟分隔件对称的两部分。
[0008]根据本发明的一方面，封装设备还可包括:第一定位块，形成在封装设备的一侧上；第二定位块，形成在与第一定位块相对的另一侧上，其中，第一定位块和第二定位块支撑下模具和上模具，以在下模具和上模具之间限定成型空间。
[0009]根据本发明的一方面，第一定位块和第二定位块可以分别相对于分隔件或虚拟分隔件对称或近似对称。
[0010]根据本发明的一方面，第一定位块和第二定位块可以分别形成在分隔件的两侧，并从分隔件的两侧向上和/或向下突出。
[0011]根据本发明的一方面，第一定位块和第二定位块可以分别被形成在下模具和上模具的两端上或者被形成为下模具和上模具的一部分。
[0012]根据本发明的一方面，所述分隔件可以包括彼此结合的上分隔件和下分隔件。
[0013]根据本发明的一方面，可以在下模具和上模具中分别设置待封装的基底。
[0014]本发明的另一方面涉及一种封装方法，该方法包括下述步骤:将其上形成有芯片的第一基底放置在下模具中，将其上形成有芯片的第二基底放置在上模具中；使下模具和上模具彼此结合，从而在下模具与上模具之间限定成型空间，所述成型空间被分为关于设置在下模具和上模具之间的分隔件或虚拟分隔件对称的两部分，其中，第一基底和第二基底分别位于所述两部分中；向成型空间中注入熔融状态的封装材料，使密封材料同时填充到成型空间的所述两部分中；在成型空间被封装材料充满后，使封装材料固化，并去除下模具和上模具，得到封装模块中间体；将封装模块中间体分开，以形成独立的封装模块。
[0015]根据本发明的一方面，在将封装模块中间体分开的步骤中，可以通过剥离使封装模块与间隔件分开，和/或可以通过切割分隔件或封装材料来使封装模块中间体分开。
[0016]根据本发明的实施例所获得的封装模块可以具有较小的翘曲变形或者基本不具有翘曲变形，因此能够显著提高封装模块的良率，从而提高产品产率，降低制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中:
[0018]图1A至图1C是现有技术中传统的注塑封装方法的示意图；
[0019]图2A和图2B分别是根据本发明的示例性实施例的封装设备的平面图和剖视图；
[0020]图3示出了根据本发明的另一示例性实施例的分隔件的示例性分解剖视图；
[0021]图4A至图4E示出了根据本发明的示例性实施例的封装方法的剖视图；
[0022]图5示出了根据本发明的另一示例性实施例的封装设备的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]下面将参照附图更详细地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。本领域技术人员应当理解，仅以说明性的意义来提供这些实施例，而不应被解释为限制本发明的范围。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0024]图2A和图2B分别是根据本发明的示例性实施例的封装设备的平面图和剖视图。
[0025]参照图2A和图2B，根据本发明的示例性实施例的封装设备200包括:下模具210 ；上模具220，与下模具210相对地设置，并与下模具210 —起限定成型空间；分隔件230，设置在下模具210和上模具220之间，将成型空间分隔为关于分隔件230对称或近似对称的两部分。
[0026]分隔件230可以是刚性的分隔件，根据本发明的一个实施例，分隔件230可由铜形成。然而本发明不限于此，分隔件230可以由具有预定的物理稳定性和化学稳定性的其它材料形成。
[0027]封装设备200还可以包括形成在其一侧上的第一定位块231和形成在与第一定位块相对的一侧上的第二定位块232。第一定位块231和第二定位块232可以被形成为具有特定的高度，从而支撑下模具210和上模具220，以有助于在下模具210和上模具220之间限定成型空间。根据本发明的一个实施例，第一定位块231和第二定位块232可以分别相对于分隔件230对称或近似对称，从而有助于形成相对于分隔件230对称或近似对称的成型空间，然而本发明不限于此。
[0028]第一定位块231和第二定位块232可以分别形成在分隔件230的两侧，并从分隔件230的两侧向上和/或向下突出。然而本发明不限于此，第一定位块231和第二定位块232可以分别形成在下模具210和/或上模具220上，并且可以分别与分隔件230接触。在另一实施例中，第一定位块231和第二定位块232可以由下模具210和/或上模具220的从其两端延伸的部分形成。
[0029]封装设备200还可以包括用于注入封装材料的注入口 240和用于排出成型空间中的空气的排出口 250。优选地，注入口 240和排出口 250被分别形成在封装设备200的彼此相对的两边处，以有利于封装材料的注入和空气的排出。注入口 240和排出口 250的数量可以是一个或多个，在形成多个注入口 240和排出口 250的情况下，注入口 240和排出口250可以沿封装设备200的彼此相对的两边均匀地分布。
[0030]图3示出了根据本发明的另一示例性实施例的分隔件的示例性分解剖视图。
[0031]参照图3,分隔件330可以包括上分隔件335和下分隔件336。上分隔件335和下分隔件336可以彼此结合以形成分隔件330。根据本发明的一个实施例，可以利用粘合剂来使上分隔件335和下分隔件336彼此结合，然而本发明不限于此，也可以使用其它方法来使上分隔件335和下分隔件336彼此结合，例如，使用固定件、夹具等。
[0032]在分隔件330包括上分隔件335和下分隔件336，可以通过使上分隔件335和下分隔件336彼此分开来方便地使相对于分隔件330彼此对称或近似对称的成型空间分开。可以通过使上分隔件335和下分隔件336之间的结合手段失效来使上分隔件335和下分隔件336彼此分开。例如，可以使粘合剂的粘性降低、去除用于固定上分隔件335和下分隔件336的固定件或者切除分隔件335和下分隔件336之间的彼此固定的部分，来使上分隔件335和下分隔件336彼此分开。
[0033]更具体地说，可以通过电阻焊等方法使上分隔件和下分隔件的特定部分(例如，边缘部分)彼此固定，在完成注塑封装后，可以通过去除被固定的部分(例如，切掉彼此固定的边缘部分)，从而使上分隔件和下分隔件彼此分开。
[0034]还可将第一定位块331和第二定位块332分别结合到分隔件330的两侧，使得第一定位块331和第二定位块332从分隔件230的两侧向上和/或向下突出。
[0035]通过使用根据本发明的封装设备200，可以在下模具210和上模具220中分别设置待封装的基底，在注塑成型后，可以同时形成关于分隔件230彼此对称或近似对称的两个封装模块。由于两个封装模块彼此面接触并且彼此对称或近似对称(即，形成面对面的封装模块结构)，所以可以有效地减少或防止由于热膨胀系数差异以及结构的不对称性导致的翘曲变形问题。
[0036]下面将参照图4A至图4E更详细地描述根据本发明的示例性实施例的封装方法。图4A至图4E示出了根据本发明的示例性实施例的封装方法的剖视图。
[0037]参照图4A至图4E，首先，将其上形成有各种芯片的基底490a放置在下模具410中，将其上形成有芯片的基底490b放置在上模具420中。然后，使下模具410和上模具420彼此结合，并使间隔件430位于下模具410和上模具420之间，使得下模具410和上模具420之间限定的成型空间被分为关于分隔件430对称或近似对称的两部分。其中，基底490a和基底490b分别位于所述两部分中。
[0038]基底490a和基底490b可以是相同的基底。然而本发明不限于此，基底490a和基底490b可以是不同的基底。优选地，基底490a和基底490b具有彼此对称或近似对称的结构。
[0039]根据本发明的一个实施例，基底490a和基底490b可以是印刷电路板(PCB)。然而本发明不限于此，基底490a和基底490b可以是其它基底，例如陶瓷基底、引线框架等。
[0040]从结合后的模具的注入口 440注入熔融状态的封装材料，并使气体通过排出口450从成型空间中排除，使得封装材料同时填充到成型空间的关于分隔件430对称或近似对称的两部分中。
[0041]在成型空间被封装材料充满后，使封装材料固化，并去除下模具410和上模具420，从而得到封装模块中间体460。
[0042]接下来，可以通过剥离来使封装模块与间隔件430分开，从而形成独立的封装模块470a和470b。另外，也可以通过沿分隔件430的中心切割分隔件430，从而形成其上具有覆盖层的独立的封装模块480a和480b。在这种情况下，当间隔件430由导电材料(例如铜)形成时，可形成其上具有导电覆盖层的封装模块480a和480b，从而可以通过使导电覆盖层图案化来形成其它的电连接结构。此外，根据本发明的一个实施例，当分隔件430由彼此结合的上分隔件和下分隔件形成时，可以通过使上分隔件和下分隔件分开来形成封装模块 480a 和 480b ο
[0043]利用上述方法获得的封装模块470a、470b、480a和/或480b可以具有较小的翘曲变形或者基本不具有翘曲变形，因此能够显著提高封装模块的良率，从而提高产品产率，降低制造成本。封装模块470a、470b、480a和/或480b可以被用于后续的其它工序，以制备电子广品。
[0044]图5示出了根据本发明的另一示例性实施例的封装设备的剖视图。
[0045]参照图5，根据本发明的另一示例性实施例的封装设备500包括:下模具510 ;上模具520，与下模具510相对地设置，并与下模具510 —起限定成型空间；虚拟分隔件530，位于下模具510和上模具520之间，将成型空间分隔为关于虚拟分隔件530对称或近似对称的两部分。
[0046]在本实施例中，第一定位块和第二定位块可以分别形成在上模具和下模具上，并且在虚拟分隔件530的位置处彼此接触。然而本发明不限于此，第一定位块和第二定位块可以被形成为从上模具和下模具延伸的部分，并且第一定位块和第二定位块可以在其它位置处彼此接触。
[0047]根据本实施例，虚拟分隔件530可以不是真实存在的构件，而是位于下模具510和上模具520之间虚拟界面(由图5中的虚线表示)。在这种情况下，下模具510和上模具520之间的成型空间关于虚拟分隔件530彼此对称，从而形成后的两片封装模块中间体可以具有虚拟的对称面。在形成该封装模块中间体之后，可以沿该虚拟对称面切割封装材料，从而形成彼此独立的封装模块。
[0048]虽然已经结合特定的实施例具体地描述了本发明，然而本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的各种修改和改变。本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种封装设备，所述封装设备包括: 下模具； 上模具，与下模具相对地设置，并与下模具一起限定成型空间， 其中，所述成型空间被分为关于设置在下模具和上模具之间的分隔件或虚拟分隔件对称的两部分。
2.如权利要求1所述的封装设备，所述封装设备还包括: 第一定位块，形成在封装设备的一侧上； 第二定位块，形成在与第一定位块相对的另一侧上， 其中，第一定位块和第二定位块支撑下模具和上模具，以在下模具和上模具之间限定成型空间。
3.如权利要求2所述的封装设备，其中，第一定位块和第二定位块分别相对于分隔件或虚拟分隔件对称或近似对称。
4.如权利要求2所述的封装设备，其中，第一定位块和第二定位块分别形成在分隔件的两侧，并从分隔件的两侧向上和/或向下突出。
5.如权利要求2所述的封装设备，其中，第一定位块和第二定位块分别被形成在下模具和上模具的两端上或者被形成为下模具和上模具的一部分。
6.如权利要求1所述的封装设备，其中，所述分隔件包括彼此结合的上分隔件和下分隔件。
7.如权利要求1所述的封装设备，其中，在下模具和上模具中分别设置待封装的基底。
8.一种封装方法，该方法包括下述步骤: 将其上形成有芯片的第一基底放置在下模具中，将其上形成有芯片的第二基底放置在上模具中； 使下模具和上模具彼此结合，从而在下模具与上模具之间限定成型空间，所述成型空间被分为关于设置在下模具和上模具之间的分隔件或虚拟分隔件对称的两部分，其中，第一基底和第二基底分别位于所述两部分中； 向成型空间中注入熔融状态的封装材料，使密封材料同时填充到成型空间的所述两部分中； 在成型空间被封装材料充满后，使封装材料固化，并去除下模具和上模具，得到封装模块中间体； 将封装模块中间体分开，以形成独立的封装模块。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在将封装模块中间体分开的步骤中，通过剥离使封装模块与间隔件分开。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在将封装模块中间体分开的步骤中，通过切割分隔件或封装材料来使封装模块中间体分开。
【文档编号】H01L21/67GK104409387SQ201410582923
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】陈莹磊, 刘江涛 申请人:三星半导体(中国)研究开发有限公司, 三星电子株式会社