转移模具组件和转移模制压的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转移模具组件和转移模制压机。本实用新型提供2板式转移模具(80)及3板式转移模具(40，40a，40b)及一种模制压机(20，20a)。该2板式及3板式模具(40，40a)包括一上模板(44)及一下模板(42)。该下模板(42)具有树脂槽(50)群组。在每一树脂槽(50)中设有一柱塞(52)。该柱塞的顶面具有沟槽(54)，其在每一转移模制循环之后固持该剔除物(16)，从而将剔除物(16)保持在该柱塞顶面上用以被轻易地去除。在另一实施例中，一围绕每一柱塞(52)的槽套筒(56)的排放端具有浇口(58)以允许密封物直接流入到模穴中，从而减少剔除物的体积，以减少废料。
【专利说明】转移模具组件和转移模制压机
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种半导体装置制造中的转移模制设备。具体地，本实用新型是关于一种具去除剔除物及减少剔除物特性的多浇口转移模具及相关的模制压机。
【背景技术】
[0002]在传统的半导体装置制造中，转移模制设备被用来密封安装在载具(譬如，基板或导线架)上的半导体装置。在转移模制中，该密封物(典型地为热固性树脂)在其被注入模穴内之前首先被熔融于一树脂槽内。该熔融的密封物与该模穴、流道及浇口的设计共同确保在该半导体装置内的导电线不会被移动而与其它导电线接触(该情况被称为金线偏移0^11*6 8^661))) 0此外，熔融的密封物可流入到每一模穴内并确保无气隙的封装。将半导体装置密封在一树脂封装内使其免于灰尘、水气、静电放电、冲击、伤害是一重要的制程。
[0003]如图1八及图18中所见，传统的转移模制的产品具有在流道及树脂槽内硬化了的过剩的密封物。该过剩的密封物部分(其被称为剔除物16)及流道部分18通过额外的处理来予以去除。此外，随着在价格竞争性环境中对于半导体装置的高密度设置及集成电路的功能上进步的持续提高的要求，对于在相同或甚至更低的成本下的可靠、高质量半导体封装的高产量制造上的创新有所需求。因此，可看出的是，对于另一种可在每一密封处理之后立即去除剔除物及/或减少剔除物的体积以节省成本的转移模制设备存在着需求。
实用新型内容
[0004]下文提呈一种简化的概述以提供对创作的一基本了解。该概述并不是本实用新型的一广泛的综论，且并不打算要指出本实用新型的关键特征。相反地，它是要以一作为下面的详细说明的序文的一般性的形式来提呈本实用新型的一些创作性概念。
[0005]鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供了 2板式及3板式多群组开口转移模具及相关联的模制压机，其有益效果之一是能够使剔除物的体积被减少及/或剔除物在每次转移模制循环之后都被断离，并且允许相对大尺寸的块体密封且这让多芯片封装的高产量制造成为可能。
[0006]在一实施例中，本实用新型提供一种转移模具组件，其包含:一上模板；一下模板，其具有一模穴；及一被设置在该下模板内的槽套筒和相关联的柱塞，其中该柱塞具有一形成在该柱塞的顶面上的沟槽。
[0007]在该转移模具组件的一实施例中，它包含一中心穴板，其被设置在该上模板与该下模板之间。
[0008]在另一实施例中，本实用新型提供一种转移模制压机，其包含:一中心模板，一中心穴板可安装于其上；一下模板；及一槽和相关联的柱塞，其被设置在该下模板内，其中该柱塞的顶面具有一沟槽；其特征在于，在使用之前，一基板被设置在该中心穴板上及一树脂丸粒被放置在该槽内，且在使用时，该上模板、该中心穴板及该下模板被夹紧在一起，然后在该槽内被熔融的树脂被该柱塞注入到形成于该中心穴板与该基板之间的一个或多个模穴内，使得在模制及硬化该树脂之后，该上模板与该中心模板两者的开口造成一形成在该柱塞的顶面上的剔除物在所述模穴内断离且留在该柱塞的顶面上的该剔除物可轻易地从该沟槽移除。
[0009]在一实施例中，在该柱塞的顶面上的沟槽具有鸠尾形或形。在另一实施例中，该沟槽沿着该柱塞的顶面被渐缩。
[0010]在又另一实施例中，该围绕柱塞的槽套筒具有一形成有浇口的排放端，用以允许熔融的密封物从该槽套筒经由所述浇口被直接注入到相关联的模穴内。
[0011]在一实施例中，本实用新型提供一种转移模具组件，包含:
[0012]一下模板，其具有多个模穴；
[0013]—上模板，其布置成能够相对于该下模板移动；以及
[0014]—槽套筒和一相关联的柱塞，它们被设置在该下模板内，其中该柱塞具有一形成在该柱塞的顶面上的沟槽，并且该槽套筒的排放端具有多个浇口，便于在使用期间，该上模板和该下模板移动且夹紧在一起，并且熔融的密封物从该槽套筒经由所述多个浇口被注入相应的所述多个模穴中。
[0015]在一实施例中，该沟槽具有鸠尾形或形。
[0016]在一实施例中，该沟槽沿着该柱塞的该顶面被渐缩。
[0017]在一实施例中，更包含一中心穴板，其被设置在该上模板与该下模板之间。
[0018]在一实施例中，该上模板更包含相应数量的模穴。
[0019]在另一实施例中，本实用新型提供一种转移模制压机，包含:
[0020]一上模板；
[0021]一中心模板，一中心穴板可安装于其上；
[0022]一下模板；及
[0023]一槽套筒和一相关联的柱塞，它们被设置在该下模板内，其中该柱塞的顶面具有一沟槽，并且该槽套筒的排放端具有多个浇口 ；
[0024]其特征在于，在使用之前，一基板被设置在该中心穴板上及一树脂丸粒被设置在该槽套筒内，及在使用期间，该上模板、该中心穴板及该下模板被夹紧在一起，然后熔融于该槽套筒内的树脂被该柱塞从该槽套筒内部经由所述多个浇口被直接注入到形成在该中心穴板与该基板之间的相应的模穴内，使得在该树脂的模制及硬化之后，该上模板及该中心模板两者的开启造成一形成在该柱塞的该顶面上的剔除物在所述模穴处断离且被保持在该柱塞的该顶面上的该剔除物可轻易地从该沟槽被去除。
[0025]在一实施例中，该沟槽具有鸠尾形或形。
[0026]在一实施例中，该沟槽沿着该柱塞的该顶面被渐缩。
[0027]在一实施例中，该上模板更包含相应数量的模穴。
[0028]在又一实施例中，本实用新型提供一种在半导体密封处理期间将树脂转移模制于一基板上的具后续剔除物去除的方法，其特征在于，该方法包含:
[0029]将一树脂丸粒放入一槽套筒内并允许该树脂熔融，该树脂槽套筒被设置在一下模板上，并且该槽套筒具有形成在该槽套筒的排放端处的浇口 ；
[0030]将一中心模板降低，一中心穴板被安装于该中心模板上；
[0031]将一基板放置在该中心穴板上；
[0032]将一上模板、该中心穴板及该下模板夹紧在一起；
[0033]操作一设置在该树脂槽套筒内的柱塞，用以将该熔融的树脂从该槽套筒内部经由该槽套筒的排放端处的该浇口直接注入到形成在该中心穴板与该基板之间的相应的模穴内 '及
[0034]在允许该熔融的树脂硬化一段预定的时间间隔之后，打开该中心穴板与该上模板使得一形成在该柱塞的顶面上的剔除物具有减少的体积从而减少废料，且在所述模穴处断离，且被该柱塞的该顶面上的一沟槽保持的该剔除物是通过将该剔除物滑离该沟槽而被轻易地去除的。
[0035]在一实施例中，该沟槽具有鸠尾形或形。
[0036]在一实施例中，该沟槽沿着该柱塞的该顶面被渐缩。
[0037]在一实施例中，该上模板更包含相应数量的模穴。
[0038]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:使剔除物的体积被减少及/或剔除物在每次转移模制循环之后都被断离，并且允许相对大尺寸的块体密封且这让多芯片封装的高产量制造成为可能。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]本实用新型将参考附图以本实用新型的非限制性实施例来予以描述，其中:
[0040]图1八及图18例示两种具附着的剔除物及流道树脂的现有的被密封的半导体封装结果；图冗例示依据本实用新型的块体树脂模制的结果；
[0041]图2八例示依据本实用新型的实施例的一转移模制设备的3板式模具；图28例示依据本实用新型的另一实施例的一转移模制设备的3板式模具；
[0042]图3八例示与上述转移模制设备的中心板一起使用的穴板的顶视平面图，而图38例示沿着剖面XX的剖面图；图3(:例示该柱塞在密封期间的位置，而图30例示该柱塞在该中心穴板45已被抬起后的位置；及图32例示依据本实用新型的另一实施例的双模穴板型的3板式模具；
[0043]图4八例示图2八或图28中所示的该板式模具在一基板被放在一穴板上时的相对位置；图48例示该3板式模具在树脂粒被放入该多群组树脂槽内时的相对位置；图4(:例示该3板式模具在熔融的树脂被相关联的各柱塞注入到该模穴内时被夹紧的位置；及图40例示该上模板与该中心模板从该下模板打开，从而造成该剔除物在各模穴处断离；
[0044]图5八是一剖面图，其显示一将密封物直接注入到该模穴内以减少废料的柱塞的配置；图58显示依据本实用新型的树脂模制的结果，而图5(:显示该槽套筒的形成有浇口的顶部；及
[0045]图6显示一依据本实用新型的又另一实施例的具有将密封物直接注入到该模穴内的柱塞的2板式模具。
[0046]附图标记说明
[0047]10:半导体封装
[0048]12:基板
[0049]14:切割线
[0050]16:剔除物
[0051]18:流道部分
[0052]20:模制压机
[0053]22:基座结构
[0054]24:上机架
[0055]26:引导柱
[0056]30:基座平台
[0057]32:上平台
[0058]34:中间平台
[0059]35:夹紧液压缸
[0060]36:可滑移的机架
[0061]39:升降气缸
[0062]40:3板式模具
[0063]42:下模板
[0064]44:上模板
[0065]45:中心穴板
[0066]70:丸粒
[0067]46:剔除物穴
[0068]50:树脂槽
[0069]52:柱塞
[0070]208:模制压机
[0071]393:升降气缸
[0072]228:基座结构
[0073]2?:上机架
[0074]261引导柱
[0075]308:基座平台
[0076]328:上平台
[0077]49:模穴
[0078]47:流道
[0079]54:鸠尾槽
[0080]408:3板式双模穴模具
[0081]60:装载架
[0082]13&:孔
[0083]358:夹紧液压缸
[0084]48:针孔浇口
[0085]45^1:中心穴板
[0086]40?:3板式模具
[0087]56:槽套筒
[0088]58:浇口
[0089]80:2板式模具
【具体实施方式】
[0090]本实用新型的一个或多个特定的及替代的实施例现将参考附图予以描述。然而，熟习此技艺者将了解的是，本实用新型可在没有这些特定的细节下被实施。这些细节的一部分，譬如模具加热器、柱塞、处理控制器等等，并未被描述以免遮掩了本实用新型。为了易于参考，当参考到该图中相同或类似的特征时，共同的标号或数字系列将被使用于所有图中。
[0091]图1八及图18显示被安装在基板或导线架12上的两种现有的被密封的半导体封装10。示于图18中的该多芯片封装10然后沿着切割线14被分割以形成单个的半导体装置。如可从图1八及图18中看出的，两排分开的被密封的半导体封装10被剔除物16及流道部分18结合在一起，剔除物及流道部分是在群组槽及流道内部固化。被附着的剔除物16及流道部分18将须要额外的处理来将它们去除掉，而这会增加制造半导体封装的成本。如图1八及图18中所见，这些先前技术的密封物被形成在在相对小的封装10内以减少翘曲。相反地，图X显示密封物被形成在一有小的剔除物及流道体积的相对大的基板12上，这可转变成较少的废料。本实用新型也公开了一种3板式多群组槽模具40及相关联的转移模制压机，其可便于剔除物16及流道部分18在半导体封装10被形成及硬化之后立即去除。
[0092]图2八显示依据本实用新型的3板式模具40及相关联的模制压机20。该3板式模具40是由一下模板42、一上模板44及一中心穴板45 (在图38中看得更清楚)所构成。如图2八所示，该模制压机20是由一基座结构22、一上机架24及多根连接该上机架24与该基座结构22的引导柱26所构成。该基座结构22具有一基座平台30，该3板式模具40的下模板42被安装于该基座平台上。一上平台32可通过致动一安装在该上机架24上的液压式夹紧液压缸35而可滑移于引导柱26上。在该上平台32的下侧上安装了该上模板44。一中心或中间平台34形成一可滑移的机架36分组件。如图2八中所见，该中心穴板45被安装在该中间平台34的上侧上。该可滑移的机架36分组件被配置成可相对于该上平台32上下滑动。如图2八中所示，该可滑移的机架36分组件是被一安装在该可滑移的机架36分组件与该上平台32之间的升降气缸39作动。该升降气缸39的行程决定该中心穴板45与该上模板44之间的基板装载净距(1021(11118也丫丨丨油丨)，而该夹紧液压缸35的行程决定该下模板42与该中间平台34之间的丸粒装载净距。该基板装载净距与丸粒装载净距通常是在约10至30公分之间；当一装载夹具被用来装载一基板12或丸粒70时，该净距可小于10公分。
[0093]再次参考图2八，该下模板42具有多个树脂槽50，其对应于形成在该中心穴板45的下侧上的剔除物穴46 (如图3八所示)的数量。每一树脂槽50被作成可接纳一密封物或模制化合物的丸粒70的大小及形状。在每一树脂槽50中有一柱塞52。柱塞52被操作用以在各自的树脂槽50内往复运动，也就是说，将熔融的密封物注入到该穴板45内或缩回到树脂槽50内。柱塞52以一对应于一群剔除物穴46的群组形式被一液压冲头(图中未示出)同时操作。
[0094]该夹紧液气缸35的大小与该熔融的密封物的压力、该模穴的总面积及防止熔融的密封物经由该上模板44、该基板12和该穴板45之间的界面流出的夹紧力有关。通常，该熔融的密封物的压力约为70^？八1112及在该基板或导线架12上的夹紧压力约为1401^^7
2
0111。
[0095]图28显示一依据本实用新型的另一实施例的3板式模具40及相关联的模制压机203的结构。如图28所示，该模制压机203是由一基座结构223、一上机架2?及多根连接该上机架2?与该基座结构223的引导柱263所构成。一基座平台303被设置在该基座结构223的上部内，该3板式模具40的下模板42被设置在该基座平台303上。该基座平台30^与柱塞52的运动是由一设置在该基座结构223内的夹紧液气缸353来作动。
[0096]如图28所示，该模制压机203的一上平台323被安装在该上机架2?的下部上。与上述实施例一样地，一中心或中间平台34形成一可滑移的机架36分组件，其被配置成被一升降气缸3如相对于该上平台323上下滑动。一上模具板44被安装在该上平台323的下侧上，而一中心穴板45则被安装在该中心平台34的上侧上。与上述实施例一样地，该下模板42具有多个树脂槽50，每一树脂槽内设置一柱塞52。模制压机20，20?的操作将参考图4八-40予以描述。
[0097]图3八显示该中心穴板45的顶视平面图。图38显示该中心穴板45沿着剖面线XX的剖面。每一中心穴板45具有多个模穴49，但只有一组四个模穴49的群组被示于图3八中。每一示范性的模穴49群组被四个从一剔除物穴46辐射出的流道47连接至该剔除物穴46。该剔除物穴46及流道47被形成在该中心穴板45的底侧上，而模穴49则被形成在该中心穴板45的顶侧上,使得每一模穴49的一部分与相关联的流道47的一部分垂直地重迭，使得一将每一模穴49和其流道47相联通的针孔浇口 48容许熔融的密封物能够从该剔除物穴46及流道47流入到相关联的模穴49内。例如，该中心穴板45是由模具钢制成。在一实施例中，该中心穴板45约8111111厚。通常该剔除物穴46及流道47约2111111深，而该模穴49可依据所想要的半导体封装10而变动于约1臟至约3臟之间，及每一针孔浇口 48的直径约为1伽1。
[0098]如图38中所见，依据本实用新型的另一实施例，每一柱塞52的顶面具有渐缩的鸠尾槽54。该鸠尾槽54的渐缩是沿着每个柱塞52的面。较佳地，所有柱塞52上的鸠尾槽54的渐缩是被定向至一预定的方向上，譬如被定向至一剔除物收集流槽(图中未示出)。该鸠尾槽54的渐缩让该3板式模具40的操作者能够在每一密封处理之后轻易地及快速地去除剔除物16。读者在阅读下面的描述之后将可理解此剔除物去除特征。
[0099]图3(:显示在模穴49内的密封物硬化之后的一柱塞52的一部分。如图30所示，该鸠尾槽54的底部是在该3板式模具40的下模板42上方一距离(1处。在此位置，用来作动该柱塞52的柱塞冲头(图中未示出)尚未到达其死端，即该柱塞冲头未完全伸展。在一实施例中，该距离(1约为1111111。在该密封物硬化之后，该中心穴板45通过缩回该升降气缸39、3如而被升高且剔除物16在模穴49，特别是在流道部分18处，断离。通过作用在被去除的剔除物16上的力，柱塞52向上伸展(如图30中所见)直到该柱塞冲头到达其死端为止；在此位置，该柱塞52的顶部离该下模板42的表面约5臟及该剔除物16的底部离该下模板42约3^(距离(11)。
[0100]图32显示依据本实用新型的另一实施例的3板式双模穴模具403的剖面图。与上述3板式模具40相反，该3板式双模穴模具403具有一具有模穴的上模板4如。通过提供穿过该基板12的厚度的流孔13，图2八，28中示出的同一转移模制压机就能与用于半导体封装10的双侧密封的该3板式双模穴模具403 —起操作。
[0101]图4八-40显示上述3板式模具40的操作顺序。该3板式双模穴模具403的操作是相类似的且将不会予以进一步描述。如图4八所示，该中间平台34与该中心穴板45 —起相对于该上模板44被降低。因为在该中心穴板45与该上模板44之间有一净距，该净距可让该基板12被载入到该中心穴板45上。在一实施例中，一装载架或夹具60被用来将该基板12手动地装载至该中心穴板45上。在另一实施例中，该基板12装载至该中心穴板45上是在有使用或没有使用装载架60下用一搬运器自动地完成。在该中心穴板45上的定位销(未示于图中)及在基板12上的孔133确保该基板12在该中心穴板45上的精确定位。
[0102]在该基板被放置到该中心穴板45上之后，该升降气缸39，39^将该中间平台34向上移动，使得基板12与该上模板44接触且这提供该丸粒净距于该中间平台34与该下模板42之间，如图48所示。树脂丸粒70然后被放入该等树脂槽50内。
[0103]虽然未示出，但该下模板42被加热。在树脂丸粒70被放入到树脂槽50中之后，该3板式模具40然后用一夹紧力予以闭合。例如，该夹紧液压缸35将整个滑移机架36分组件降下来，使得该中心穴板45与该下模板42接触，如图扣所示，且它们被夹紧闭合。在另一例子中，该夹紧液压缸353将整个基座平台303及柱塞分组件向上升高并用一夹紧力将该3板式模具40闭合。在该3板式模具40及该基板12被加热至一预定的温度且树脂丸粒70被熔融之后，柱塞52然后被作动且该熔融的树脂经由相关联的剔除物穴46、流道47及针孔浇口 48被转移至模穴49内。当模穴内的树脂被硬化时，在一预定的时间长度之后，该夹紧液压缸35、353将该中心穴板45与该下模板42分离，如图40中所见。在此操作中，在该针孔浇口 48内的树脂材料断裂且剔除物16仍保持附着在柱塞52的顶端，如图30中所见。剔除物16然后可通过将每一剔除物16滑离相关联的鸠尾槽54而被轻易地从该等柱塞52的表面上被去除掉。
[0104]图5八显示依据本实用新型的另一实施例的3板式模具406的剖面图。如图5八所不，该3板式模具40)3不同于上述3板式模具40、403之处在于:该中心穴板453具有一用来接纳该柱塞52的穿孔。在此实施例中，该熔融的密封物被柱塞52直接注入到模穴49中。图58显示该密封物被模制在一基板12上的结果。图5(:显示一槽套筒56，该柱塞52往复运动于该槽套筒内。如图5(:所示，每一槽套筒56的一顶端或排放端具有四个浇口 58，其允许熔融的密封物从该槽套筒的内部直接流入到模穴49内。
[0105]图6显示依据本实用新型的又一实施例的2板式模具80的剖面图。如图6所示，该2板式模具是由一下模板42及一上模板44组成。如上述的实施例40)3，一柱塞52被设置在一槽套筒56的内部。该柱塞52的顶面具有一沟槽54，而该槽套筒56的一排放端具有浇口 58，如图5(:所示。
[0106]本实用新型的一优点为:在该3板式模具40，403及406的例子中，剔除物16紧接在该密封处理之后立即被断开且被分离。这减少密封后的搬运及处理的数量，且导致制造成本的降低。在双模穴2板式模具80或3板式模具403的例子中，在柱塞52顶面上的沟槽54在每一次密封处理之后该模具被打开时，将该剔除物16向下固持住；这有助于将该被模制的封装10从该上模板的模穴49中释放出来。此外，具有浇口 58的该槽套筒56使剔除物的体积减小，从而减少废料，以节省成本。本实用新型经得起相对薄且具有相对大的表面积的新的封装10的考验。此外，因为使较大的块体密封被促成，所以本实用新型对多芯片封装的高产量制造提供了一解决方案。
[0107]虽然特定的实施例已被描述及例示，但应理解的是，这些实施例的许多改变、修改、变化及结合可在不偏离本实用新型的范围之下对本实用新型实施。例如，上文描述了一模穴向上化狀“广即)的模具构造；本实用新型的原理对于模穴向下(⑶乂 11:7-(10--)的模具构造仍然适用。在上文的描述中，在柱塞面上的沟槽被描述成一鸠尾槽；其它剖面形状(如形)的沟槽也是可行的，只要沟槽能够在该中心穴板45被移离开该下模板42时固持住剔除物16即可。
【权利要求】
1.一种转移模具组件，其特征在于，包含: 一下模板，其具有多个模穴； 一上模板，其布置成能够相对于该下模板移动；以及 一槽套筒和一相关联的柱塞，它们被设置在该下模板内，其中该柱塞具有一形成在该柱塞的顶面上的沟槽，并且该槽套筒的排放端具有多个浇口，便于在使用期间，该上模板和该下模板移动且夹紧在一起，并且熔融的密封物从该槽套筒经由所述多个浇口被注入相应的所述多个模穴中。
2.根据权利要求1所述的转移模具组件，其特征在于，该沟槽具有鸠尾形或C形。
3.根据权利要求1所述的转移模具组件，其特征在于，该沟槽沿着该柱塞的该顶面被渐缩。
4.根据权利要求1所述的转移模具组件，其特征在于，更包含一中心穴板，其被设置在该上模板与该下模板之间。
5.根据权利要求1所述的转移模具组件，其特征在于，该上模板更包含相应数量的模穴。
6.一种转移模制压机，包含: 一上模板； 一中心模板，一中心穴板可安装于其上； 一下模板；及 一槽套筒和一相关联的柱塞，它们被设置在该下模板内，其中该柱塞的顶面具有一沟槽，并且该槽套筒的排放端具有多个浇口 ； 其特征在于，在使用之前，一基板被设置在该中心穴板上及一树脂丸粒被设置在该槽套筒内，及在使用期间，该上模板、该中心穴板及该下模板被夹紧在一起，然后熔融于该槽套筒内的树脂被该柱塞从该槽套筒内部经由所述多个浇口被直接注入到形成在该中心穴板与该基板之间的相应的模穴内，使得在该树脂的模制及硬化之后，该上模板及该中心模板两者的开启造成一形成在该柱塞的该顶面上的剔除物在所述模穴处断离且被保持在该柱塞的该顶面上的该剔除物可轻易地从该沟槽被去除。
7.根据权利要求6所述的转移模制压机，其特征在于，该沟槽具有鸠尾形或C形。
8.根据权利要求6所述的转移模制压机，其特征在于，该沟槽沿着该柱塞的该顶面被渐缩。
9.根据权利要求6所述的转移模制压机，其特征在于，该上模板更包含相应数量的模穴。
【文档编号】H01L21/00GK204130499SQ201190001161
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2011年10月14日 优先权日:2011年10月14日
【发明者】沈钦德, 苏树旺 申请人:沈钦德, 苏树旺