用于芯片区域裸露封装的单元封装体模具及精准成型模具的制作方法

本发明属于半导体芯片封装技术领域，具体涉及一种用于芯片区域裸露封装的单元封装体模具及精准成型模具。

背景技术：

为实现特定功能，某些芯片需要局部区域裸露，并对裸露区域进行特殊处理，从而使处理过的裸露区域直接与使用环境中的相关介质直接接触，发生各种物理和化学反应达到特定的效果，因此裸露区域不需要采用塑封料保护，而其他区域仍需要采用塑封料进行保护，塑封后的裸露区域相对其他区域便会以凹槽的形式出现，凹槽底部为芯片裸露区域，而侧壁则为保护其他区域的塑封料，在封装领域此种形式叫做开窗封装，为实现局部的开窗，根据产品形状与模具的对应关系，必须在封装模具相应位置处设计凸台，凸台的尺寸根据开窗的尺寸决定。

为了保证芯片裸露区域完全裸露而不存在溢胶，塑封时必须保证模具上的凸台与芯片裸露区域间紧密配合，无间隙，一旦两者之间存在间隙，塑封料在注塑压力的作用下进入两者之间，从而形成溢料。由于以下原因，两者之间并不能紧密配合，原因一：每个芯片厚度各不相同，都存在一定的误差。原因二：芯片上片过程中由于上片胶水厚度不同而存在一定的误差，导致上片后每个芯片的高度各不相同。原因三：模具顶部凸台在加工过程中会有一定的加工误差，从而导致每个凸台自身的高度各不相同。

模具合模后，由于上述原因导致模具部分凸台和芯片之间会存在配合间隙的现象，部分会出现过盈配合的现象。两者配合存在间隙的，封装过程中就会造成芯片裸露区域顶部存在溢料，从而影响芯片裸露区域的功能，而两者过盈配合的，由于芯片承受不住模具顶部凸台的压力，存在被压坏的风险。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于芯片区域裸露封装的单元封装体模具，将凸台设置于活动的成型组件上，可以实现对不同厚度的芯片的精准配合。

还提供一种用于芯片区域裸露封装的精准成型模具，整个模具是由多个单元封装体模具按设定的排列方式而拼接成的，能够有效地降低加工难度，保证加工误差，并解决塑封成型过程中的溢胶和芯片压碎现象。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于芯片区域裸露封装的单元封装体模具，包括固定支撑体，所述固定支撑体内在设定位置处嵌设活动的成型组件，所述成型组件一端部设置压紧芯片的凸台，成型组件另一端部与活动元件接触配合以使成型组件在固定支撑体内移动。将对应于芯片裸露区域的凸台设置于成型组件上，且成型组件活动嵌设于固定支撑体内，由活动元件的配合可以使得成型组件带动凸台在固定支撑体内活动，凸台可以凸出固定支撑体不同长度，也就可以实现对不同厚度的芯片的精准配合，不会发生溢胶或芯片压碎现象。

优选的，所述成型组件与活动元件配合的一端部连接径向挡块，所述固定支撑体设置有与径向挡块相配合的槽形结构。设置径向挡块使得成型组件与固定支撑体有一定配合，既保证成型组件有一定的活动空间，又保证成型组件不会脱出固定支撑体。

所述固定支撑体设有至少一个通孔，所述成型组件嵌设于通孔内。将成型组件嵌设于固定支撑体的通孔内，固定支撑体既可以给成型组件以一定固定支持力，也不会给成型组件过多限制，使成型组件可以沿通孔顺滑移动。

所述活动元件为与成型组件相连接的弹性元件，所述弹性元件底部连接于压板上。设置弹性元件，使凸台可以弹性的与芯片配合，既能保证凸台与芯片精准配合，又不会给芯片带来过多压力。

或者，所述活动元件为与成型组件相连接的活塞体，所述活塞体与驱动装置相配合。通过活塞体的设置，凸台在与芯片配合时，若芯片高度较高，可以挤压活塞体，进而使得凸台向固定支撑体内缩入，不会给芯片造成过多压力；若芯片高度较低，可通过驱动装置使得凸台向固定支撑体外伸出，以使得芯片与凸台更精确配合。

所述活塞体配合设置于活塞缸体内，所述活塞缸体与固定支撑体相连接。活塞体沿活塞缸体活动，从而带动凸台的伸缩。

所述活塞体与活塞缸体之间配合设置密封元件。避免气压提供装置的气体发生泄露，而造成对活塞体的气压不能满足要求，使气压提供装置更好的与活塞体相配合。

优选的，所述成型组件在凸台外部包覆设置薄膜。设置薄膜可以辅助凸台与芯片更精确配合。

优选的，所述凸台的端部设置避让槽。设置避让槽可以避免薄膜对整体塑封成型造成影响。

一种用于芯片区域裸露封装的精准成型模具，包括多个如上所述的单元封装体模具，多个所述单元封装体模具成排成列布设，相邻的单元封装体模具拼接组合成一体。将多个单元封装体模具成排成列拼接组合成一体，可以与多个裸露芯片相配合，以实现包含多个裸露芯片的封装成型。

本发明的有益效果为：

本发明的成型模具设置多个单元封装体模具，且多个单元封装体模具相互拼接组合成一体，可以实现对含有多个裸露芯片的封装成型。

本发明将每个单元封装体模具设置成分体式，固定支撑体为整个单元封装体模具的支撑定位部件，成型组件与芯片相配合，可以很好的降低单元封装体模具的加工难度，保证加工精度。

本发明的成型组件一端设置与芯片裸露区域配合的凸台，另一端设置活动元件，使得成型组件可沿固定支撑体滑动，进而使得凸台凸出固定支撑体的长度发生变化，更好的与开窗部分芯片精准配合，不会出现溢胶或芯片压碎的现象。

附图说明

图1为塑封成型前单元封装体模具的示意图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为塑封成型后单元封装体模具的示意图；

图4为单元封装体模具的剖面示意图；

图5为本发明成型模具的结构示意图；

图6为图5中B-B剖面图；

图7为活动元件的一种实施结构示意图；

图8为活动元件的另一种实施结构示意图；

图中，1为单元封装体模具，2为凸台，3为薄膜，4为芯片，5为避让槽，6为开窗部分，7为载板，8为金线，9为上片胶水，10为固定支撑体，11为成型组件，12为径向挡块，13为槽形结构，14为开槽，15为弹簧，16为弹簧槽，17为压板，18为连接体，19为活塞体，20为密封元件，21活塞缸体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图5-图6所示，一种用于芯片区域裸露封装的精准成型模具，包括相互拼接的多个单元封装体模具1，多个单元封装体模具1成排成列布设，相邻的单元封装体模具1拼接组合成一体。将多个单元封装体模具1成排成列拼接组合成一体，可以与多个裸露芯片相配合，以实现包含多个裸露芯片的封装成型。

如图1-图4所示，单元封装体模具1包括固定支撑体10，固定支撑体10内在设定位置处嵌设活动的成型组件11，成型组件11一端部设置凸台2，成型组件11另一端部与活动元件配合以实现凸台2以不同长度凸出固定支撑体10。将对应于芯片裸露区域的凸台设置于成型组件上，且成型组件活动嵌设于固定支撑体内，由活动元件的配合可以使得成型组件带动凸台在固定支撑体内活动，凸台可以凸出固定支撑体不同长度，也就可以实现对不同厚度的芯片的精准配合，不会发生溢胶或芯片压碎现象。

如图1-图3所示，成型组件11在凸台2外部包覆设置薄膜3，厚度根据产品确定。塑封时凸台2和芯片之间的薄膜起到缓冲层的作用，两者之间存在间隙后，受压的薄膜会恢复部分形变来填充两者之间产生的间隙。凸台2外的薄膜可以阻止塑封料进入开窗部分。由于薄膜在厚度方向有可压缩性，填补了两者之间的高度差，在两者之间起到缓冲层的作用，能够通过改变自身的厚度来调节两者之间的间隙。设置薄膜可以辅助凸台与芯片更精确配合。

凸台2的端部设置避让槽5。设置避让槽可以避免薄膜对整体塑封成型造成影响。设置避让槽的作用是：薄膜在受到模具和芯片的压力后，厚度方向会变薄，由于此处薄膜的体积不变，受压后薄膜在厚度方向变薄，长度方向增长，变形后的薄膜势必会向模具和芯片的其中一侧变形，为防止薄膜向芯片方向变形影响芯片功能，在模具端部设置避让槽，让薄膜向避让槽内变形。

芯片的封装在载板7上用上片胶水9贴装芯片4，芯片4通过金线8与电气外接端子相连。在需要裸露的芯片区域则对应的是开窗部分6，单元体封装模具1在对应于开窗部分6设置凸台2，由凸台2可以活动，凸台2可以与芯片4精准配合，不会发生溢胶和芯片压碎现象。在凸台2和芯片4精准配合后，通过塑封成型出芯片裸露区域处的开窗部分6。凸台2的位置和形状可以根据芯片裸露区域的要求而改变。

成型组件11与活动元件配合的一端部连接径向挡块12，固定支撑体10设置有与径向挡块12相配合的槽形结构13。成型组件11在与活动元件配合的端部设置开槽14，在开槽14处固定安装活动元件。设置径向挡块使得成型组件与固定支撑体有一定配合，既保证成型组件有一定的活动空间，又保证成型组件不会脱出固定支撑体。

固定支撑体10设有至少一个通孔，成型组件11嵌设于通孔内。将成型组件嵌设于固定支撑体的通孔内，固定支撑体既可以给成型组件以一定固定支持力，也不会给成型组件过多限制，使成型组件可以沿通孔顺滑移动。

活动元件可以采用两种方式，其一如图7所示，活动元件包括与成型组件11相连接的弹性元件，本实施例中弹性元件采用弹簧15，弹簧15底部连接于压板17上，成型组件11设置弹簧槽16，弹簧15嵌设在弹簧槽16内。设置弹性元件，使凸台可以弹性的与芯片配合，既能保证凸台与芯片精准配合，又不会给芯片带来过多压力。

活动元件可以采用两种方式，其二如图8所示，活动元件包括与成型组件11相连接的活塞体19，活塞体19与驱动装置相配合，本实施例中驱动装置采用气压提供装置，也可以采用液压提供装置，活塞体19与成型组件11通过连接体18连接。通过活塞体的设置，凸台在与芯片配合时，若芯片高度较高，可以挤压活塞体，进而使得凸台向固定支撑体内缩入，不会给芯片造成过多压力；若芯片高度较低，可通过气压提供装置使得凸台向固定支撑体外伸出，以使得芯片与凸台更精确配合。

活塞体19配合设置于活塞缸体21内，活塞缸体21与固定支撑体10相连接。活塞体沿活塞缸体活动，从而带动凸台的伸缩。气体由外部的气泵提供，活塞缸体内的气体不足时，外部气泵会及时打压补充气体。原理如下：当注塑压力大于气体压力时，成型组件受到注塑压力的作用，向活塞缸的方向移动。反之，则向凸台侧移动。若两者相同，则不移动。

活塞体19与活塞缸体21之间配合设置密封元件20。避免气压提供装置的气体发生泄露，而造成对活塞体的气压不能满足要求，使气压提供装置更好的与活塞体相配合。

本发明的成型模具可以应用于单颗芯片裸露封装、多颗芯片裸露封装以及多颗芯片组合封装中单颗、多颗芯片裸露。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。