一种集成电路生产加工用的封装设备的制作方法

本发明涉及集成电路封装技术领域，具体是一种集成电路生产加工用的封装设备。

背景技术：

集成电路封装，也就是在芯片、基板、引脚已经焊接或粘接在一起的原始集成电路外包裹一层保护层，现有技术中80％以上使用的是塑料层封装，也有一些是金属层或陶瓷层。封装为芯片提供了一个稳定可靠的工作环境，对芯片起到机械方面与工作环境方面的保护，从而集成电路芯片能够发挥正常的功能，并保证其具有高稳定性和可靠性。

现有技术的注塑封装一般都是在特定的模具中完成的，每一种尺寸的集成电路都需要单独的模具进行封装，但对于小批量生产或样品试制时，开模周期会显著拖慢开发进度，而且万一试制不成功或设计不合理，那么模具费用的投入也收不回来，在成本上也不经济。

在集成电路开发中，我们一般只将某一功能的集成电路制造出来并安装到机器中使用，不同功能需要使用不同功能的芯片完成，现有技术中几乎没有将两个基本功能不同的芯片封装到一起的集成电路，而将两片甚至多片功能不一的芯片封装到一起有时是有利的，例如节省安装位置，简化安装过程。

现有技术中没有相关的设备能用于尺寸不同的集成电路的封装。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种集成电路生产加工用的封装设备，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种集成电路生产加工用的封装设备，包括顶模组件、底模组件和注塑管，顶模组件和底模组件分别由活动的机架带动上下运动进行合模分模，顶模组件和底模组件相互面对的表面设有形状可调的注塑腔，注塑管从顶模组件顶部穿入顶模组件中并延伸至注塑腔。

封装，在原始集成电路外包裹一层塑料层，一般为热固性树脂，将原始集成电路置入一个模腔中，再在其中添入热固性树脂，加热固化后取出，割去浇冒口处的多余材料，清理下毛刺飞边，即完成封塑过程，之后将引脚折弯即完成该集成电路板的制造。而本发明的顶模组件、底模组件可以在合模面上构造出不同形状的注塑腔，从而能够生产出不同形状的集成电路板，适应多样化的需求，在生产过程中，生产人员可以按照设计计划手动地将顶模组件、底模组件进行设置，构造出不同形状的注塑腔，例如图中的长条形的注塑腔，后续原始集成电路置入注塑腔后，经过注塑可以生产出图形状的集成电路板一，还可以设置成图形状的注塑腔，经过注塑可以生产出图形状的集成电路板二，它们外面包裹着一层根据设定而形成的封塑层。

进一步的，底模组件包括若干模柱，模柱四边为矩形，模柱在平面方向紧邻排列分布，每根模柱独立进行竖直方向的移动，若干模柱在底模组件的上表面构造出底模注塑腔；顶模组件也包括若干结构相同、上下颠倒的模柱、并在顶模组件的下表面构造出顶模注塑腔。

本发明通过模柱的竖直移动从而构造出不同形状的注塑腔，还可以是在底模组件的顶部使用若干方块形式的模块，通过增减方块的数量来构造，但通过模柱来构造注塑腔在结构上方便使用一些。注塑管穿过顶模组件处可以是一根空心的方管。

模柱通过在顶部向下顶动或从下部向下拉动操作每一根模柱的高度位置，在底模组件的顶部构造出例如图中的注塑腔后，在底模组件的底部或其它位置使用部件将所有的模柱固定下来，后续注塑时防止其高度窜动，固定方式可以是使用一根针杆性质的部件将模柱串起来，也可以在每根模柱的底部分别通过一定的方式进行固定，这对于使用现场来说是很容易就能办到的，本发明不做具体结构说明。

顶模组件也设置了与底模组件相类似的结构模柱，只是上下颠倒的，因为集成电路板侧面的引脚都是位于高度上的约中间部位，而不是最上层或最下层，所以在合模面上下都需要构造出注塑腔来进行注塑，在集成电路板的厚度设计上也能更加地多样化。

进一步的，模柱包括底柱和引脚片压板、导向柱和弹性体，底柱上表设有若干压板安装孔，若干引脚片压板以盖帽形式设置在底柱的顶部，引脚片压板内侧下表设置导向柱，导向柱朝下插入压板安装孔内，引脚片压板和底柱之间设置竖直布置的弹性体。

在模柱的顶部设置引脚片压板是为了容纳集成电路板的引脚，在注塑前，引脚水平方向延伸出来，注塑腔周围一圈的模柱有的需要提供一定的空间位置给引脚，当某一处的引脚片压板与引脚接触上后，在合模时，引脚压下这一压板，让顶模组件和底模组件合模完全，压下的引脚片压板向下移动一个引脚厚度的距离，并被弹性体顶紧，未与引脚接触的引脚片压板则保持原位成为合模面的一部分，集成电路的引脚在模柱上方压制出一个一字槽用于容纳自身，下方的引脚片压板自适应地下移一定距离，为了适应不同宽度的引脚，我们可以将引脚片压板数量设置地较多，从而能够更加完美地拟合引脚的轮廓，引脚在电路板上具有不同的距离也能通过增加单个模柱上引脚片压板的数量来适应，但引脚片压板设置得越多，单根模柱的加工难度也会增大，在机器制造时，根据使用场合需要的精度制造满足使用的模柱即可。压板安装孔起到安装与导向的作用，导向柱插入压板安装孔后就只能沿着压板安装孔移动，从而限制引脚片压板的偏斜，当然，引脚片压板相互之间也能起到限位作用，但是如果受力偏斜的话，那么引脚片压板的下移会由于摩擦力而阻力较大，可能导致合模不精确，所以导向柱插入压板安装孔内、引脚片压板相互之间的竖直接触面共同完成竖直方向上的导向，从而移动平稳。

作为优化，引脚片压板在底柱顶部成九宫格排布。九宫格排布的引脚片压板能适应四个方向上过来的引脚，从而模柱在制造时就没有引脚片压板方向的选择，如果不制成九宫格排布，那么也应当将朝向注塑区的两个边上设置相应的引脚片压板，并且在模柱安装时也应当注意安装方向。九宫格排布的引脚片压板是最基本的四方向引脚适应的结构，而如前所述，为了更好地拟合引脚轮廓，可以增加引脚片压板数量，在九宫格排布的基础上往上增加数量即是十六、二十五…，再多的话模柱的制造难度大大增加。

进一步的，封装设备还包括环套，环套分别从侧面包裹住顶模组件和底模组件。或者在底柱的侧面设有竖直方向的榫槽结构，相邻的模柱通过榫槽连接。

模柱相互之间需要紧靠，防止注塑时有缝隙，也是为了在使用过程中模柱不会散落开来，操作时，只能留给模柱一个自由度：竖直方向上的移动，其余五个自由度需要约束起来，所以需要使用上述的环套或榫槽结构。

环套结构就是使用一个方框将所有的模柱框住，使其无法在水平面上平移与旋转，根据需要注塑的集成电路板的大小需求，可以安排不同数量的模柱，安装时更换不同大小的环套即可。竖直榫槽结构使得模柱相互之间就通过嵌套完成连接，不需要外部辅助。结构上紧凑一些，但底柱的加工耗费较多。

作为优化，模柱还包括拉钮，拉钮设置在底柱的底部，拉钮在水平面上的投影位于底柱的水平面投影轮廓内。拉钮方便操作者从底部改变模柱的高度，从顶部顶动模柱的话，引脚片压板的受力退让可能会导致注塑腔的尺寸变形。

作为优化，底模组件还包括若干根定位杆，底柱侧面还设有若干个竖直分布、水平延伸的定位孔，定位杆沿同一方向插入定位孔中。在调整好注塑腔形状后，需要使用一定的手段将所有的模柱的位置确定下来，而定位杆从侧面插入模柱中，就是完成这一目的的，而竖直分布、水平延伸的定位孔是为了应对不同高度下模柱的定位孔对应问题，由于注塑腔调整而下移的模柱和无需下移的模柱各自是不同高度的定位孔被定位杆穿过，定位孔的高度差值就是注塑腔厚度变化的分级。

作为优化，导向柱和压板安装孔成孔轴间隙配合，弹性体为弹簧，弹性体设置在压板安装孔内，弹性体一端抵靠导向柱底部、一端抵靠压板安装孔孔底。导向柱和压板安装孔成孔轴间隙配合可以更好地起到导向作用。

作为优化，弹性体为波纹弹簧。波纹弹簧弹性均匀，使用稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过以模块化设计的模柱构建集成电路板封装所需的模具，通过调节每根模柱的高度在合模面上构造出不同形状的注塑腔，方便集成电路板的小批量封装或样品试制的封装，节省掉开模费用，也缩短集成电路的开发周期；在封装集成电路板时，使用本装置可以方便地将多块功能不同的芯片封装在一起，从而设计出多功能的集成电路板，使得集成电路的开发方式更加地多样化；通过在底柱上端设置弹性支撑的引脚片压板，可以自适应地容纳集成电路板的引脚，将引脚架住后，也能起到托起集成电路板的作用，无需设置其余的支撑结构，通往注塑腔的封塑材料只需要充满注塑腔即可完成封装。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的总体外形示意图；

图2为本发明底模组件的外形示意图；

图3为本发明模柱的外形示意图；

图4为本发明模柱的顶部剖解结构示意图；

图5为集成电路板封塑前的结构图；

图6为集成电路板一封塑、引脚折弯后的外形图；

图7为本发明注塑腔的调节原理图；

图8为集成电路板二的封塑、引脚折弯后的外形图。

图中：1-顶模组件、2-底模组件、21-模柱、211-底柱、2111-定位孔、2112-压板安装孔、212-引脚片压板、213-导向柱、214-弹性体、215-拉钮、22-定位杆、6-注塑腔、7-环套、8-注塑管、91-集成电路板一、92-集成电路板二、99-封塑层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种集成电路生产加工用的封装设备，包括顶模组件1、底模组件2和注塑管8，顶模组件1和底模组件2分别由活动的机架带动上下运动进行合模分模，顶模组件1和底模组件2相互面对的表面设有形状可调的注塑腔6，注塑管8从顶模组件1顶部穿入顶模组件1中并延伸至注塑腔6。

封装，在原始集成电路外包裹一层塑料层，一般为热固性树脂，将原始集成电路置入一个模腔中，再在其中添入热固性树脂，加热固化后取出，割去浇冒口处的多余材料，清理下毛刺飞边，即完成封塑过程，之后将引脚折弯即完成该集成电路板的制造。而本发明的顶模组件1、底模组件2可以在合模面上构造出不同形状的注塑腔6，从而能够生产出不同形状的集成电路板，适应多样化的需求，在生产过程中，生产人员可以按照设计计划手动地将顶模组件1、底模组件2进行设置，构造出不同形状的注塑腔6，例如图2中的长条形的注塑腔6，后续原始集成电路置入注塑腔6后，经过注塑可以生产出图6形状的集成电路板一91，还可以设置成图7形状的注塑腔6，经过注塑可以生产出图8形状的集成电路板二92，它们外面包裹着一层根据设定而形成的封塑层99。

如图2所示，底模组件2包括若干模柱21，模柱21四边为矩形，模柱21在平面方向紧邻排列分布，每根模柱21独立进行竖直方向的移动，若干模柱21在底模组件2的上表面构造出底模注塑腔；顶模组件1也包括若干结构相同、上下颠倒的模柱、并在顶模组件1的下表面构造出顶模注塑腔。

本发明通过模柱21的竖直移动从而构造出不同形状的注塑腔6，还可以是在底模组件2的顶部使用若干方块形式的模块，通过增减方块的数量来构造，但通过模柱21来构造注塑腔6在结构上方便使用一些。注塑管8穿过顶模组件1处可以是一根空心的方管。

模柱21通过在顶部向下顶动或从下部向下拉动操作每一根模柱21的高度位置，在底模组件2的顶部构造出例如图2中的注塑腔6后，在底模组件2的底部或其它位置使用部件将所有的模柱21固定下来，后续注塑时防止其高度窜动，固定方式可以是使用一根针杆性质的部件将模柱21串起来，也可以在每根模柱21的底部分别通过一定的方式进行固定，这对于使用现场来说是很容易就能办到的，本发明不做具体结构说明。

顶模组件1也设置了与底模组件2相类似的结构模柱，只是上下颠倒的，因为集成电路板侧面的引脚都是位于高度上的约中间部位，而不是最上层或最下层，所以在合模面上下都需要构造出注塑腔6来进行注塑，在集成电路板的厚度设计上也能更加地多样化。

如图3所示，模柱21包括底柱211和引脚片压板212、导向柱213和弹性体214，底柱211上表设有若干压板安装孔2112，如图4所示，若干引脚片压板212以盖帽形式设置在底柱211的顶部，引脚片压板212内侧下表设置导向柱213，导向柱213朝下插入压板安装孔2112内，引脚片压板212和底柱211之间设置竖直布置的弹性体214。

在模柱21的顶部设置引脚片压板212是为了容纳集成电路板的引脚，在注塑前，引脚水平方向延伸出来，注塑腔6周围一圈的模柱21有的需要提供一定的空间位置给引脚，当某一处的引脚片压板212与引脚接触上后，在合模时，引脚压下这一压板，让顶模组件1和底模组件2合模完全，压下的引脚片压板212向下移动一个引脚厚度的距离，并被弹性体214顶紧，未与引脚接触的引脚片压板212则保持原位成为合模面的一部分，如图3所示，集成电路的引脚在模柱21上方压制出一个一字槽用于容纳自身，下方的引脚片压板212自适应地下移一定距离，为了适应不同宽度的引脚，我们可以将引脚片压板212数量设置地较多，从而能够更加完美地拟合引脚的轮廓，引脚在电路板上具有不同的距离也能通过增加单个模柱21上引脚片压板212的数量来适应，但引脚片压板212设置得越多，单根模柱21的加工难度也会增大，在机器制造时，根据使用场合需要的精度制造满足使用的模柱21即可。压板安装孔2112起到安装与导向的作用，导向柱213插入压板安装孔2112后就只能沿着压板安装孔2112移动，从而限制引脚片压板212的偏斜，当然，引脚片压板212相互之间也能起到限位作用，但是如果受力偏斜的话，那么引脚片压板212的下移会由于摩擦力而阻力较大，可能导致合模不精确，所以导向柱213插入压板安装孔2112内、引脚片压板212相互之间的竖直接触面共同完成竖直方向上的导向，从而移动平稳。

如图3所示，引脚片压板212在底柱211顶部成九宫格排布。九宫格排布的引脚片压板212能适应四个方向上过来的引脚，从而模柱21在制造时就没有引脚片压板212方向的选择，如果不制成九宫格排布，那么也应当将朝向注塑区的两个边上设置相应的引脚片压板212，并且在模柱21安装时也应当注意安装方向。九宫格排布的引脚片压板212是最基本的四方向引脚适应的结构，而如前所述，为了更好地拟合引脚轮廓，可以增加引脚片压板212数量，在九宫格排布的基础上往上增加数量即是十六、二十五…，再多的话模柱21的制造难度大大增加。

模柱21相互之间需要紧靠，防止注塑时有缝隙，也是为了在使用过程中模柱21不会散落开来，操作时，只能留给模柱21一个自由度：竖直方向上的移动，其余五个自由度需要约束起来，相关的结构可以是：

如图1所示，封装设备还包括环套7，环套7分别从侧面包裹住顶模组件1和底模组件2。

或者在底柱211的侧面设有竖直方向的榫槽结构，相邻的模柱21通过榫槽连接。

环套7结构就是使用一个方框将所有的模柱21框住，使其无法在水平面上平移与旋转，根据需要注塑的集成电路板的大小需求，可以安排不同数量的模柱21，安装时更换不同大小的环套7即可。

竖直榫槽结构使得模柱21相互之间就通过嵌套完成连接，不需要外部辅助。结构上紧凑一些，但底柱211的加工耗费较多。

如图1、3所示，模柱21还包括拉钮215，拉钮215设置在底柱211的底部，拉钮215在水平面上的投影位于底柱211的水平面投影轮廓内。拉钮215方便操作者从底部改变模柱21的高度，从顶部顶动模柱21的话，引脚片压板212的受力退让可能会导致注塑腔6的尺寸变形。

如图2所示，底模组件2还包括若干根定位杆22，底柱211侧面还设有若干个竖直分布、水平延伸的定位孔2111，定位杆22沿同一方向插入定位孔2111中。在调整好注塑腔6形状后，需要使用一定的手段将所有的模柱21的位置确定下来，而定位杆22从侧面插入模柱21中，就是完成这一目的的，而竖直分布、水平延伸的定位孔2111是为了应对不同高度下模柱21的定位孔2111对应问题，由于注塑腔6调整而下移的模柱21和无需下移的模柱21各自是不同高度的定位孔2111被定位杆22穿过，定位孔2111的高度差值就是注塑腔6厚度变化的分级。

导向柱213和压板安装孔2112成孔轴间隙配合，弹性体214为弹簧，弹性体214设置在压板安装孔2112内，弹性体214一端抵靠导向柱21底部、一端抵靠压板安装孔2112孔底。导向柱213和压板安装孔2112成孔轴间隙配合可以更好地起到导向作用。

弹性体214为波纹弹簧。波纹弹簧弹性均匀，使用稳定。

本装置的使用过程是：通过拉动模柱21底部的拉钮215在底模组件2的上表构造出合适形状的注塑腔6，使用若干根定位杆22从侧面插入模柱21中将插入方向上的所有模柱21串起来，使用一环套7将模柱21箍套住，顶模组件1也进行相应的设定，将待封装的原始集成电路板置于注塑腔6内，引脚放置到周围的引脚片压板212上，顶膜组件1和底模组件2合模压紧，从注塑管8往注塑腔6通入热固树脂，加热固化，之后分模，取出集成电路板，割去注塑头部的多余材料，清理下飞边与毛刺，集成电路即完成了封装，后续只需要将引脚割到合适长度，再折弯下就完成生产了。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。