一种半导体器件的模封模具的制作方法

本实用新型涉及芯片模封技术领域，尤其涉及一种半导体器件的模封模具。

背景技术：

半导体器件模封工艺也称为半导体器件模封方法。

半导体器件模封工艺是半导体行业常用的工艺流程，工艺原理是：在近乎密闭的模封腔内注塑熔融状态的树脂材料，通过树脂材料的流动，填充整个模具的模封腔，以包裹整个芯片以及部分引线框架，并形成半导体产品。半导体器件模封工艺其目的是利用树脂材料包裹整个芯片，以保护半导体产品内部的芯片、焊线、元器件等敏感结构，使其不受外界环境的影响，保证半导体产品整体的绝缘性和可靠性。

目前业内对模具的设计流程通常为：1、首先确定所需模封品最终的形状，规格以及尺寸等；2、根据要求设计相同形状的模具模封腔。通常模具由上模和下模组成，需要根据产品的具体结构，选择合适的注胶孔和抽真空口位置。

模封的流程为，通过高温的模具将用于模封的树脂材料融化，在注塑前需要对模封腔抽真空，将模封腔内的气体抽出，尽量使得模封腔内形成真空环境，之后通过注胶孔注塑树脂材料并待树脂材料固化后形成模封体。树脂材料在模具内部流动的过程中，由于产品结构的设计以及抽真空工艺的技术限制，无法完全将模封腔完全抽成真空，将有少量空气残留在模封腔内，并随着树脂材料的注入而被包裹树脂材料中，使得固化后的模封体中存在气泡或气孔。

而模封体气孔的问题会影响整个模封体的绝缘性，在高压等环境下可能造成击穿、短路等问题，在产品的实际应用中有很大的风险，是不可接受的缺陷类型。模封体内存在气孔这一问题在整个模塑模封工艺缺陷中占有很大的比重，对于生产成本控制，质量风险控制等方面带来了很大的影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种半导体器件的模封模具，能够去除模封腔中残留气体，避免树脂材料固化后的模封产品中存在气泡或气孔。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种半导体器件的模封模具，包括上模与下模，所述上模适于在合模时与所述下模配合并围成注胶道、外部无效腔以及模封腔，所述模封腔适于放置安装有芯片的引线框架，所述模封腔以所述引线框架为中心分成上模封腔和下模封腔，所述上模封腔根据模封树脂的流向在终点设置上模封腔尾部，所述外部无效腔连通所述上模封腔尾部，所述注胶道连通上模封腔和下模封腔。

进一步地，所述上模开设有第一凹槽，所述第一凹槽适于在合模时形成所述外部无效腔。

进一步地，所述上模上开设有第一模封槽，所述下模对应所述第一模封槽开设有第二模封槽，所述第一模封槽适于在合模时形成所述上模封腔，所述第二模封槽适于在合模时形成所述下模封腔，所述第一模封槽底部设置有凸条，所述注胶道及所述第一凹槽与所述第一模封槽连通。

进一步地，所述凸条将所述第一模封槽分割为第一导流槽与第二导流槽，所述第一导流槽的宽度小于所述第二导流槽，所述注胶道与所述第一导流槽连通，所述上模开设有多个管道，所述第一凹槽通过管道分别与所述第一导流槽及所述第二导流槽连通，且与所述第一导流槽连接的管道数目多于与所述第二导流槽的管道数目。

进一步地，所述下模开设有第二凹槽，所述上模开设有连接槽，所述第二凹槽适于在合模时形成所述外部无效腔，所述连接槽适于在合模时形成连通所述外部无效腔与模封腔的连接道。

进一步地，所述上模开设有第三凹槽，所述下模开设有与所述第三凹槽对应的第四凹槽，所述第三凹槽适于在合模时与所述第四凹槽配合并形成所述外部无效腔。

进一步地，所述外部无效腔至少设置有一个。

进一步地，所述上模以及所述下模设置有多个定位孔，所述定位孔内设置有定位顶针，所述定位顶针适于在合模时伸出所述定位孔并与所述模封腔内芯片抵接。

进一步地，所述下模设置有多个脱模孔，所述脱模孔内设置有脱模顶针，所述脱模顶针适于在芯片模封后伸出所述脱模孔，以顶出所述模封腔中模封后的芯片。

进一步地，所述上模以及所述下模上设置有与外置抽真空装置连接的真空孔。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本申请模具能够在合模后形成模封腔、外部无效腔与注胶道，且注胶道及外部无效腔分别设置在模封腔相对两侧，从而使得树脂材料从注胶道进入并填满模封腔时，能够将模封腔内气体挤入外部无效腔中，以避免留存在模封腔内树脂材料包裹空气，并在固化后形成气孔。

附图说明

图1为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例1中上模的结构示意图；

图2为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例1中下模的结构示意图；

图3为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例1中第一模封槽的结构示意图；

图4为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例1中第二模封槽的结构示意图；

图5为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例2中上模的结构示意图；

图6为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例2中下模的结构示意图；

图7为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例2中第一模封槽的结构示意图；

图8为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例2中第二模封槽的结构示意图；

图9为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例3中上模的结构示意图；

图10为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例3中下模的结构示意图；

图11为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例3中第一模封槽的结构示意图；

图12为本实用新型的一种半导体器件的模封模具实施例3中第二模封槽的结构示意图；

图13为塑料模封后芯片的结构示意图。

图示：11、上模；111、第一模封槽；112、第一凹槽；1121、凸条；1122、第一导流槽；1123、第二导流槽；1124、管道；113、第三凹槽；12、下模；121、第二模封槽；122、第二凹槽；123、第四凹槽；13、注胶道；14、定位孔；15、真空孔；20、半导体器件；201、模封体；202、无效区块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-13所示的一种半导体器件的模封模具，包括上模11与下模12，所述上模11适于在合模时与所述下模12配合并围成注胶道13、外部无效腔以及模封腔，所述模封腔适于放置安装有芯片的引线框架，所述模封腔以所述引线框架为中心分成上模11封腔和下模12封腔，所述上模11封腔根据模封树脂的流向在终点设置上模11封腔尾部，所述外部无效腔连通所述上模11封腔尾部，所述注胶道13连通上模11封腔和下模12封腔。

在进行注塑时，上模11与下模12合模以形成模封腔及与模封腔连通的注胶道13与外部无效腔，处于熔融状态的树脂由注胶道13流进模封腔中，并包裹住模封腔中待模封的承载有芯片的引线框架，由于外部无效腔与上模11封腔尾部连通，从注胶道13流进模封腔中的树脂将朝着外部无效腔方向运动，由于树脂的比重大于空气的比重，故树脂将推动残留在模封腔中的空气朝外部无效腔方向运动，以将残留在模封腔中空气排入外部无效腔中，使得模封腔不留存有任何空气，从而避免模封腔中树脂固化后形成的模封体201内存在气孔或气泡。

由于树脂从注胶道13流入模封腔时，安置在模封腔中的引线框架会将流入树脂分为两束模流，两束模流通过引线框架的上下两端面并最终填充满整个腔体，但由于引线框架下端面与模封腔底部距离较近，故通过引线框架下端面的模流流速将会低于通过引线框架上端面的模流流速，由于模封腔结构设置，通过引线框架上端面的模流在填充引线框架上端面后，将会停留在引线框架上端边缘并在重力作用下落入引线框架下端并与原本处于引线框架下端的模流汇合，在此过程中，位于引线框架上端的模流将留存在模封腔中的空气挤压至引线框架下端，并在两束模流汇合后被包裹在两模流交汇处，固化后形成气孔，从而导致树脂固化后形成的模封体201中存在气孔或气泡。

实施例1

故本申请实施例中，如图1-4所示，通过在上模11开设能够在合模时形成外部无效腔的第一凹槽112，使得注塑过程中，位于引线框架上端面的模流在填充引线框架上层后，将会直接朝外部无效腔运动，并同时将残存空气挤压至外部无效腔中，而非停留在引线框架边缘并在重力作用下落至引线框架下端，有效避免引线框架上端面的模流与引线框架下端面的模流在引线框架下端汇合，将空气包裹在两模流交汇处。

具体地，本实施例中，上模11开设有第一模封槽111，下模12对应第一模封槽111开设有第二模封槽121，第一模封槽111适于在合模时形成上模11封腔，第二模封槽121将在合模时形成下模12封腔，第一模封槽111底部设置有凸条1121，且凸条1121的高度小于第一模封槽111深度，注胶道13及第一凹槽112与第一模封槽111连通，在注塑过程中，位于引线框架上端面的模流在流动过程中将会与凸条1121发生接触，从而降低引线框架上端面的模流流速，以使引线框架上端面的模流流速与引线框架下端面的模流流速趋于相同，以避免引线框架上端面的模流与引线框架下端面的模流在引线框架下端汇合，而是在引线框架边缘汇合，以避免固化成型后的模封体201下表面存在气孔或气泡。

同时，凸条1121将第一模封槽111分割为第一导流槽1122与第二导流槽1123，注胶道13与第一导流槽1122连通，模流在进入第一导流槽1122后将会与凸条1121接触，以降低模流流速，降速后部分模流将进入第二导流槽1123中，其余部分模流将会沿第一导流槽1122流入由第一凹槽112构成的外部无效腔中，进入第二导流槽1123中的模流也将沿第二导流槽1123流入外部无效腔中，以将空气挤入外部无效腔中；更具体地，上模11开设有多个管道1124，第一凹槽112通过管道1124分别与第一导流槽1122及第二导流槽1123连通，但由于第一导流槽1122的宽度小于第二导流槽1123，且注胶道13与第一导流槽1122连通，故第一导流槽1122中模流流速将大于第二导流槽1123中模流流速，为避免第一导流槽1122中模流堆积，故第一导流槽1122连接的管道1124数目多于与第二导流槽1123的管道1124数目，以便于第一导流槽1122中模流随同第一导流槽1122中空气快速进入无效区中。

实施例2

本实施例如图5-8所示，下模12开设有第二凹槽122，上模11开设有连接槽，第二凹槽122适于在合模时形成外部无效腔，连接槽适于在合模时形成连通外部无效腔与模封腔的连接道。

注塑过程中，引线框架上端面的模流在填充引线框架上层后，将会挤压残留在引线框架上端面的空气，以使空气通过连接道进入外部无效腔中。具体地，连接槽与开设在上模11的第一模封槽111槽连通。

实施例3

本实施例如图9-12所示，上模11开设有第三凹槽113，下模12开设有与第三凹槽113对应的第四凹槽123，第三凹槽113适于在合模时与第四凹槽123配合并形成外部无效腔。

注塑过程中，引线框架上端面的模流在填充引线框架上层后，将会挤压残留在引线框架上端面的空气，以使空气进入外部无效腔中，与此同时，位于引线框架下端面的模流将会填充引线框架下层，并将残留在引线框架下端面的空气挤进外部无效腔中，以除去模封腔中空气，从而以避免模封腔中树脂固化后形成的模封体201中存有气泡或气孔。

外部无效腔至少设置有一个，以方便模流将模封腔中空气充分挤出，具体地，可同时在上模11或下模12开设多个彼此独立的凹槽，用于在合模时形成外部无效腔，其形状可为圆柱形或方形等，而本申请中无效区的呈梯台状设置，采用梯台状设置，方便使用者在上模11或下模12开设形成无效区的凹槽。

具体地，本申请中上模11以及下模12设置有多个定位孔14，定位孔14内设置有定位顶针，定位顶针适于在合模时伸出定位孔14并与模封腔内芯片抵接，以防止注塑时芯片被模流带动，造成偏移；更具体地，本申请中定位孔14设置有五个，且与固定在引线框架上的芯片一一对应，以便于合模时对应定位孔14中定位顶针抵紧芯片。

具体地，下模12设置有多个脱模孔，脱模孔内设置有脱模顶针，脱模顶针适于在芯片模封后伸出脱模孔，以顶出模封腔中模封后的芯片。

更具体地，脱模孔对应设置在上模11对应模封腔位置，以在树脂固化后供脱模顶针伸出将成型的模封体201顶出模封腔，此外，上模11对应注胶道13及无效区位置也设置有脱模顶针与脱模孔，以在树脂固化后将残留在注胶道13及无效区中的树脂顶出，如只在模封腔内设置脱模孔及脱模顶针，在脱模顶针将模封体201顶出模封腔时，位于注胶道13及无效区中的固化树脂与模封体201连接部分将会发生断裂，导致固化树脂残留在注胶道13及无效区中，将注胶道13或无效区堵塞无法使用，需要人工清理后才能继续使用。

上模11以及下模12上设置有与外置抽真空装置连接的真空孔15，以便外置抽真空装置在合模后将注胶道13、模封腔及外部无效腔中空气抽出，使得模封腔及外部无效腔形成真空，方便注塑时树脂的流入。本申请中注胶道13对应开设在第一模封槽111及第二模封槽121的角部，以在合模后最大限度的抽取模封腔内空气。

本申请注塑模封后的初坯模封体201如图13所示，其包括有效模封体201与外部无效模封部件，其中外部无效模封部件是由流入外部无效腔中树脂固化而成，该外部无效模封部件将于后续无效区域切除步骤中除去。

本申请注塑模封后的半导体器件20如图13所示，其包括模封体201与无效区块202，其中无效区块202是由流入外部无效区域中树脂固化而成，该无效区块202将于后续切筋工艺中除去。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。