专利名称:用于半导体树脂封装的模压设备的制作方法
本发明涉及应用于半导体器件制造工艺过程的树脂封装模压设备，所述工艺过程包括下列步骤在半导体晶片上形成电路和元件，用树脂封装所形成的电路和元件，以及将树脂封装的压模件切成小片。
在半导体产品的制造中，由于产品的复杂性和对灰尘的敏感性，在自动化程度方面，先有的工艺过程一般已落后于其后的工艺过程。随着近来生产的发展，对建立半导体产品的高效率生产线的需求也已经在增加了。为了适应这种需求就必然地推动了大直径半导体晶片的发展。而且，先有的工艺过程的自动化程度也得到了改进，同时以后的工艺过程预计将具有更先进的自动化程度和更高的工作效率。根据这些情况，已经研制出各种对半导体的小片芯片键合或引线键合的改进方法，而且，在制造工序中，紧跟着键合工艺的树脂封装工艺已在效率上得以改善。通常在封装工艺中使用一种被称为多槽型传动模压设备。
现在参考图1至图4，叙述一下先有技术模压设备之一例。
一对护面板4固定在垂直支柱2上，而滑动台6被支撑在支柱2上，以使滑动台6可在护面板4之间往复运动，以靠近和离开护面板。上压模8固定在上护面板4上，而下压模10固定在滑动台6上。因此，压模10可随滑动台向上和向下运动。上护面板4上装有传动液缸12，而且注入树脂的活塞16与液缸12的活杆14的端头相装接。
上压模8包括固定在上护面板4上的上基座18，装在基座18上的垫块20和压模基座22，以及被这些部件所限定的空腔部分24。推顶板26和推顶支座28被分层装在部分24中，型腔板30安装在基座22上，在推顶支架28上装有多个起模顶杆32，这些顶杆穿过基座22和型腔板30，沿支柱2的轴线方向运动，作为封装树脂源入口的给料腔，位于压模8的中心。
固定在滑动台6上的下压模10，具有基本上与上压模8相同的结构，它包括基座18，垫块20和压模基座22，空腔部分24、推顶板26，推顶支座28，型腔板30和起模顶杆32。上下两压模的多数起模顶杆32之间是彼此相对的，起模推棒36安装在下护面板4上，以便穿过滑动台6和下基座18，并且支撑下推顶板26，下护面板4被固定在传动液缸38上，传动液缸能使滑动台6沿支柱2轴线方向作往复运动，液缸38的活杆40穿过护面板4，其端头固定地支撑着滑动台6。
当传动压模被加热到预定的温度以后，则引线模框放在下压模10的型腔板32上，然后传动液缸38的活杆40上升，以压紧压模8和10(如图2所示)。在这个时候，树脂42通常呈小块状送入给料腔34内。
随后，为了进行压模，传动液缸12的活杆14下降，以便活塞16挤压小块状树脂42(如图3所示)。因此，树脂从环槽44经过流道46和浇口48，注入到被封装部分50中，然后液缸12的活杆14向上移动，而压模压紧液缸38的活杆40下移，因此，所得的压模件就被推顶出来(如图4所示)。图5为这种压模件的顶视图，而图6为沿图5Ⅵ-Ⅵ线的模压件剖视图。
在上述模压设备中，传动液缸12和压模8是相互无关的，因此当安装压模8时，为使位于液缸12的活杆14端头的活塞16的中心对准压模8内的给料腔34的中心，则要花很长的时间和熟练的技巧。若对不准，给料腔34和活塞16会很快被磨损坏。由于压模8和活塞16相互是无关的，因此它们需要被分别加热到同一个预定的温度，这些部件之间存在着温度的差别，会导致次品数量的增加。
此外，给料腔34和活塞16需要有一个空隙，以加入树脂42，因此，在每一压模工作周，活塞16必须要移出给料腔34之外，这样，活塞16要有一较长的行程。从而加速了给料腔34和活塞16的磨损。
由于只有单一的活塞16，这使得环槽44和待树脂封装的部分之间的距离较长(如图5所示)，因此，这种方案不仅需延长流道46，还需要大量的树脂并延长了注入过程。此外，由于环槽44和各个封装部位之间的间距不等，又进一步增加了次品的可能性。
加给引线模框的树脂是与主树脂源无关的。这样，下一工作周要待已给入的树脂被溶化之后才能开始进行。因而将延长压模时间。
本发明的目的是提供一种用以提高半导体树脂封装的工作效率的压模设备，该设备能够用树脂快速地封装半导体器件，而不会引起封装设备的磨损或损坏。
本发明提供一种半导体树脂封装压模设备，它包括一对按预定距离隔开的支座;一个处于支座之间的滑动台;供滑动台在支座之间往复运动，使得滑动台可靠近或隔开支座的运动装置;第一压模部件，它固定在一个支座上并具有第一压模面;第二压模部件，它固定在滑动台上并具有第二压模面;第一和第二压模面，它们各自具有凹槽，当两压模面接合在一起时，这些凹槽便用来限定用于树脂封装的特定型腔;多个给料腔，它们制作在第二压模部件中，并且与型腔相连;多个活塞，它们分别位于给料腔中;以及压力装置，它用于当给料腔内的活塞上放上树脂并将两压模面接合在一起之后，同时地把活塞推向第二压模面，以迫使树脂注入型腔。
在本发明的设备中，只有第二压模部件是可移动的，活塞总是处于其相应所在的给料腔中，这些给料腔在第二压模部件内部形成。这样，就省去了通常为对准所要求的时间和技巧。而且，避免了由于对不准所造成的给料腔和活塞的过多的磨损。
由于活塞处于第二压模部件之中，这些部件可被一起加热，这样，将能够减小活塞与第二压模部件之间的温度差别。此外，活塞总是处于给料腔之中，这样活塞的行程被缩短。因此，减小了给料腔和活塞之间的磨损。
根据本发明，采用两个或更多个的活塞，可使连接在环槽和型腔之间的流道变短，这样就提高了树脂输出速度，也缩短了注入时间。此外，由于可把流道制成长度基本相等，因此出次品的可能性就大大减小。
图1为先有技术树脂封装工艺模压设备的垂直剖面图;
图2、图3和图4为说明图1设备工作过程的垂直剖面示图;
图5是由图1设备制得的压模件的平面图;
图6是沿图5Ⅵ-Ⅵ线的剖面图;
图7是根据本发明实施例的树脂封装模压设备的垂直剖面图;
图8和图9为说明图7设备工作的垂直剖面示图;
图10为由图7设备制得的压模件的平面图;
图11为沿图10Ⅺ-Ⅺ线的剖面图。
图7是根据本发明实施例的树脂封装模压设备的垂直剖面图，一对平板支座64被固定在多个立柱62的两端上，滑动台66由立柱62支承，以在支座64之间沿立柱的纵向往复运动，上压模(模压)68安装在上支座64的下表面上，而下压模70安装在滑动台66的上表面上，传动液缸72固定在下支座64的下表面上，而液缸72的活杆74穿过下支座中心的孔。活杆74的端头固定在滑动台66的下表面。当液缸72的动作，使得活杆74伸出或缩回，滑动台66则靠近或离开支座64而运动。
上压模68包括固定在上支座64下侧的基板80，固定在基板80下表面的垫块82，和固定在垫块82下端的压模座84，基板80和压模座84，以及垫块82确定空腔94，型腔板86固定叠在压模座84的下表面上，而其凹槽面向下。推顶板92和推顶支架90安装在空隙94内，推顶支架90上固定有多个起模顶杆88，这些起模顶杆穿过压模座84和型腔板86，分别伸入型腔板86上的凹槽中。这样，当板92下降时，起模顶杆88将会把板86凹槽中的压模件推顶出来。
传动管100安装在滑动台66的上表面。缩回传动管104安装在垫块102上，垫块102安装在管100的上表面上，同样，在模座110安装在垫块108上，垫块108安装在管104的上表面上。型腔板112固定地叠在压模座110的上表面上。板112的上表面有凹槽，这些凹槽对准型腔板86上的凹槽。当板112和板86接合在一起时，它们的凹槽合在一起。以确定要在其内进行封装的型腔。
推顶板116和推顶支架118安装在空腔114内，空腔114被限定在缩回传动管104和压模座110之内。在推顶支架118上对准起模顶杆88装有多个顶杆120;多个连杆134安装在起模板116的下侧面，以便在垂直方向上延伸。连杆134穿过传动管104和100上的孔。多个起模棒136对准连杆134安装在下支座64的上表面上。起模棒136穿过滑动台66和传动管100上的孔，当滑动台66下移时，连杆134触及到与之相应的起模棒136，由此阻止起模板116的下移。结果，起模顶杆120相对滑动台66和型腔板112而上移，这样，起模顶杆120便从板112中向上伸出以推顶出压模件。
压力装置部件装在传动管104和100之间的空档处。压力装置包括安装在缩回管104下表面与管100上表面上的多个活杆130，和由活杆130支承的压力平衡装置。有多个活塞杆126安装在部件128上，以便在垂直方向上延伸。活塞杆126穿过管104，起模板116和起模支架118中的孔。多个竖直延伸的液缸塞给料腔122被装在型腔板112和压模座110上的孔内，活塞124分别以密封的方式装在塞槽122内，它们固定在其相应的活塞杆126的上端。给料腔122用于与型腔适当的连通，该型腔是在当型腔板85和112两板结合在一起时，由两型腔板86和112的凹槽确定的，因此，当树脂块140放进给料腔122内的活塞124上，而活塞130被启动，以使装置128升起时，活塞124在其相应的给料腔122内上升，此时，活塞与给料腔内周壁之间为滑动接触，由此加入的树脂块140被送入压模型腔。由传动管104和100形成使油压作用于活杆130的油压通道132，油压通道132与外部油压源(未示出)相连。油压作用于活杆130下部，以使得装置128向上，而作用于活杆130上部，则使得装置128向下。当向上或向下的驱动力由活杆130作用在力平衡装置128上时，装置128将力均匀地传送到活塞杆126上，这样，使得活塞124对树脂块140的压力是均匀的。装置128可以用弹簧来实现其压力平衡的作用。
用这种方法制成的模压设备中，其型腔板86和112，压模座84和110，以及在板112和模压座110内的活塞124可首先同时被加热至同一个预定温度。然后，将引线模框142放在下型腔板112上，而把树脂块140放在给料腔122内的活塞124上，随后，用于压紧压模的传动液缸72的活杆74上升，使得板86和112接合在一起，并受压压紧(如图8所示)，要这样做，就要先将推顶板92向上升起，以让起模顶杆88从板86的凹槽中退出。然后，通过油压通道132将油压作用于传动管100的活杆130上，由此，使得压力平衡装置128上升。因此，活塞124在给料腔122内上升，以迫使树脂块140进入型腔板86和112上的凹槽确定的型腔。
当树脂在型腔中压模之后，传动液缸72的活杆74下收(如图9所示)。这样，使型腔板112同86分离开，而依靠推顶板92的重量，将压模件146从型腔板86中推顶出来等等。当整个滑动台66下移到位时，推顶棒134抵触到相应的连杆136，使得推顶板116相对压模座110上移，这样，起模顶杆120将压模件146从板112的凹槽中推顶出来。
图10为以这种方法进行树脂封装所得到压模件的平面图，图11为图10沿Ⅺ-Ⅺ线的剖视图。相对于多个给料腔122，装有多个环槽148，树脂由环槽148经流道150和浇口152加给安放有半导体芯片的型腔内，树脂封装部分154在型腔所对应的部分形成，将封装好的部分154切开就可得到多个树脂封装的半导体芯片。
由于本设备具有两个或更多个的给料腔122，这就可有两个或更多个的环槽148，并且也可缩短流道150，长度也可统一，还可使环槽148到被封装部分154之间的距离相同，这样，所制得的压模件质量相同，由此，将提高树脂输出速率，也缩短了注入的时间。
这个其内部具有给料腔及其有带活塞的压力装置的压模组件可以改装在固定的支架上，以代取滑动台。
根据本发明制成的上述设备，不需要在压模安装时为使给料腔与活塞对准而化费时间，这样，也就避免了由于对不准而引起的磨损。由于压模和活塞总是连在一起的，它们可被一起加热，这使得温度差别由原工艺设备的170±10℃减少到现在的170±3℃。这样，由温度差别造成的次品将减少。
由于活塞在给料腔内的行程大大缩短(由通常的150mm变为30mm)，这就使得活塞和给料腔的磨损减少到先有标准的1/5。
如图10所示，以环槽148到每个被树脂封装部分154的距离是相同的(缩短到12mm，而过去通常情况下为220至400mm)，树脂使用量减少约10%。由此，大大清除了次品。
另外，树脂注入时间也从30秒缩短到10秒，而且引线模框和树脂的同时送进，减少了机械操作的次数，由于树脂可在压模压紧的过程中熔化，所以可提高操作速度。
压模过程时间将由180秒缩短到60秒，从而改善了操作效率。而且，后道工序的合理性将对大大促进半导体器件的制造生产，以获得更大的实际效益。
权利要求
1.一种半导体树脂封装模压设备，它包括一对相隔一预定距离的支座；一个位于支座间的滑动台。运动装置，它用于使滑动台在支座间来回移动，以便滑动台作靠近或离开支座的运动；一个第一压模部件，它安装在一个支座上，且具第一压模面；以及一个第二压模部件，它安装在滑动台上且具有第二压模面，所述第一和第二压模面各自具有用于当两个压模面合在一起时，确定待树脂封装的型腔的凹槽部分；其特征在于；多个在第二压模部件中形成的且与型腔相连接的给料腔；多个分别安置在给料腔中的活塞，以及压力装置；它用于同时使活塞朝第二压模面运动，当把树脂放置于给料腔内的活塞之上并且第一与第二压模面接合以后，可将树脂压入型腔之中。
2.根据权利要求
1的模压设备，其特征在于它还包括安插在第一和第二压模部件内的第一和第二起模顶杆组，以便可作靠近或离开支座的运动，而且还包括分别安装在第一和第二起模顶杆组上的第一和第二起模板，这样，采用第一和第二起模板分别朝第一和第二压模面运动的方法，将树脂固化制得的模压件从凹进部分中移去。
3.根据要求2的模压设备，其特征在于所述压力装置包括多个安装在所述滑动台上的液缸，而每个液缸具有一个活杆连杆，所述压力装置还包括多个其一头各自安装在活塞上活塞连杆，通过这些活塞连杆，活塞朝第二压模面运动。
4.根据权利要求
3的模压设备，其特征在于所述压力装置包括与液缸的活杆连杆和活塞连杆连接在一起的压力平衡装置，该装置用于均匀地将活杆连杆压出的力传送到活塞连杆上。
5.根据权利要求
4的模压设备，其特征在于还包括一个穿入所述滑动台且安装在另外支座上的起模顶杆，该起模顶杆用来抵触第二起模板，以在运动装置使滑动台运动时，滑动台在一定方向上运动，使得第一和第二压模面相互分离开，使第二组起模顶杆顶出模压件。
6.根据权利要求
1的模压设备，其特征在于所述的运动装置包括一个安装在另外支座上的传动液缸，该传动液缸穿过支座的一个孔且其末端安装在滑动台上。
专利摘要
将滑动台安置在一对相隔一预定距离的支座之间。由传动液缸的一个活杆使该滑动台来回移动，这样，滑动台便作靠近或离开支座的运动。一对压模部件各自安装在滑动台和一个支座上。安装在滑动台的压模部件带有多个其中各自安装有活塞的给料腔。这些活塞利用活塞连杆及压力平衡部件跟活杆相接。当活杆动作时，活塞便从给料腔中将树脂压出到由两个模压部件所确定的型腔中。
文档编号B29K101/10GK86104184SQ86104184
公开日1987年1月7日 申请日期1986年6月19日
发明者高浜久延 申请人:株式会社东芝导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan