專利名稱：樹脂封裝模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樹脂封裝模具，具體地說，涉及一種安裝在引線框上的用于芯片狀半導(dǎo)體器件的樹脂封裝模具。
背景技術(shù)：
安裝在引線框上的芯片狀半導(dǎo)體器件具有它的電極座，這種芯片狀半導(dǎo)體器件和與導(dǎo)線相接之引線框的引線通常被做成一個封裝體，有一個樹脂外殼，并由樹脂封裝模具將其封裝于樹脂中。另外，當(dāng)前的半導(dǎo)體器件趨向于具有長形薄壁外殼的封裝，數(shù)量越來越多的腿作為它的引線，且其間的間距非常窄。
對于這種半導(dǎo)體器件而言，樹脂封裝模具出現(xiàn)多種改型，比如關(guān)于噴注機(jī)的速度控制，再比如關(guān)于夾持樹脂噴注結(jié)構(gòu)和/或所形成的外殼，以防止被用作封裝體之外部樹脂殼中所生成的氣泡、碎片或縫隙。
日本專利申請的未審公開特開平11-87378中公開了一種解決這些問題的半導(dǎo)體器件制作設(shè)備的實例。被用作這種半導(dǎo)體器件制作設(shè)備的樹脂封裝模具其下膜固定有一標(biāo)尺，檢查該標(biāo)尺下端的位置是否在預(yù)定位置的上方抑或在其下方，再根據(jù)檢查的結(jié)果，改變下模下降的速度，以及在從上模或下模之一脫模半導(dǎo)體器件期間減小加于半導(dǎo)體器件上的載荷，以解決樹脂封裝體中的縫隙或碎片問題。
另外，在脫模期間檢查由負(fù)載單元加給的載荷，如果測得的量超過預(yù)定的量，則發(fā)出警告，如警鈴，使設(shè)備停止，除去模型上的污物，以解決上面所說的在模鑄期間因污物所致的問題。
采用上述半導(dǎo)體器件制作設(shè)備，使得在模具分離期間所發(fā)生的諸如樹脂封裝體中的缺陷、縫隙及破損等問題得以被解決，但無法避免在噴注樹脂過程中于噴注器的銷桿附近發(fā)生氣泡。為將大的半導(dǎo)體芯片封入這種薄的樹脂封裝中，采用低黏度的樹脂用于噴注，以便不致對接線或內(nèi)部連接造成損傷。另外，要使樹脂的噴注速度非常地快。
然而，噴注器銷桿自腔體的內(nèi)壁突出，這在從閘門注入樹脂過程中成為樹脂快速流動的障礙。具體地說，有如圖6所示，當(dāng)從閘門注入的熔融樹脂流入腔體6時，熔融的樹脂會與噴注銷桿7相碰，靠近噴注銷桿7的肩狀部分形成一空間，而且這個空間變得處于在所述熔融樹脂中被包圍，引出殘余氣泡問題。
為了防止這種氣泡的發(fā)生，如果噴注器的端表面與腔體內(nèi)壁處于同一平面，就不會在氣泡之后發(fā)生并殘存氣穴；然而，即使噴注銷桿的長度被加工得正好，并正確地構(gòu)成它們，每個噴注銷桿的伸出也不同。例如，假定每個腔體有4個噴注銷桿，如果在同一模具內(nèi)有8個封裝半導(dǎo)體器件的腔體，于是總共就有32個噴注銷桿，這個銷桿數(shù)量是很大的。要想使所有這些噴注銷桿的端部以凹洼于模具底部的方式構(gòu)成在同一平面內(nèi)是很難的。
例如，即使各噴注銷桿長度的精度被加工成在幾微米之內(nèi)，并裝配它們，但由于組成模具的材料的平整度以及模具的結(jié)構(gòu)精度方面存在加工誤差，所有各噴注銷桿在凹洼9和10的底部伸出的量在100μm或更大的范圍內(nèi)改變。即使同一腔體內(nèi)的這個伸出量也可能有100μm之多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種樹脂封裝模具，能夠?qū)雽?dǎo)體器件封裝于樹脂內(nèi)，在各噴注銷桿附近無任何氣泡發(fā)生。
本發(fā)明的樹脂封裝模具包括安裝在引線框上的下模，它有一個其內(nèi)放置半導(dǎo)體器件的凹洼，并形成閘門，通過此門注入樹脂；上模，其中形成一個與所述下模之凹洼相對的凹洼，以構(gòu)成一個容納半導(dǎo)體器件的腔體；多個噴注銷桿，它們分別從上模的凹洼和下模的凹洼的底部伸入到樹脂封裝主體內(nèi)，并脫離所述樹脂封裝主體，所述樹脂封裝主體是通過從所述閘門將樹脂注入腔體內(nèi)形成的；縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使所述上模與下模接觸和分離；以及伸出量調(diào)節(jié)裝置，用于在把樹脂注入所述腔體時，調(diào)節(jié)從組成所述腔體之下模和上模的凹洼底部伸出的多個噴注銷桿各端部的伸出量；其中所述多個噴注銷桿的伸出量在0與60μm之間的范圍。


通過以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，將使本發(fā)明的上述目的、特點、優(yōu)點及其它變得愈加清晰，其中圖1A和1B分別表示本發(fā)明工作實例之樹脂封裝模具打開的結(jié)構(gòu)和閉合的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2A和2B是用于描述在每個凹洼底部處各噴注銷桿的伸出量與對應(yīng)發(fā)生的氣泡的示意圖；圖3A和3B表示抽出圖1的噴注銷桿保持機(jī)構(gòu)的剖面圖；圖4A和4B是描述本發(fā)明另一工作實例樹脂封裝模具的平面圖；圖5A和5B分別表示噴注銷桿保持機(jī)構(gòu)的平面圖和沿其中AA線所取剖面圖；用以描述本發(fā)明再一工作實例樹脂封裝模具；圖6是用于描述普通樹脂封裝模具中存在問題的示意圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的幾個工作實例。
圖1A和1B分別表示本發(fā)明一種工作實例之樹脂封裝模具打開的結(jié)構(gòu)和閉合的結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖1所示，這種樹脂封裝模具包括安裝于引線框25上的下模1，它形成閘門5，通過該門注入樹脂，它還有一凹洼3，作為半導(dǎo)體器件的芯片26被置于其中；上模2，它形成與下模1之凹洼3相對的凹洼4，構(gòu)成容納芯片26的腔體6；多個噴注銷桿7a、7b、7e和7f，它們分別從上模2的凹洼4和下模1的凹洼3的底部伸入到樹脂封裝主體內(nèi)，所述樹脂封裝主體是通過從閘門5將樹脂27注入腔體6內(nèi)形成的，并脫離所述樹脂封裝主體；縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)8，使所述上模2與下模1接觸和分離。
另外，下模1的噴注銷桿保持機(jī)構(gòu)9a包括其中已經(jīng)放置多個噴注銷桿7e和7f的平板10，以便使從下模1的凹洼3底部的伸出穩(wěn)定；彈簧，它的作用是將噴注銷桿7e和7f從凹洼3底部推回或者拉向凹洼3底部。上模2的噴注銷桿保持機(jī)構(gòu)9b包括其中已經(jīng)放置多個噴注銷桿7a和7b的平板10，以便穩(wěn)定；彈簧12，它的作用是將噴注銷桿7a和7b從凹洼4底部推回或者拉向凹洼4底部。
圖2A和2B是用于描述各噴注銷桿從每個凹洼底部伸出的量與對應(yīng)發(fā)生的氣泡的示意圖。為此，使用清潔的樹脂制作可以看得見的模具進(jìn)行試驗，為的是連同氣泡一起觀察各噴注銷桿分別從各凹洼底部伸出的量d、縫隙的發(fā)生及它們持續(xù)的時間。
在此試驗期間，各噴注銷桿都使用低碳鋼制作，并如圖2A所示那樣制備多個銷桿，它們的長度使伸出的量可在0至100μm范圍內(nèi)。組裝這些噴注銷桿，并將它們插入到所述腔體中，使熔融的樹脂能夠以實際的速度從所述閘門流入，同時用高速攝影機(jī)連續(xù)拍攝，觀察縫隙和氣泡發(fā)生的程度。
結(jié)果有如圖2B所示，當(dāng)各噴注銷桿的伸出量d為30μm或更小時，絕對不會發(fā)生縫隙和氣泡。此外，當(dāng)所述伸出量在30和60μm之間時，雖然發(fā)生縫隙，但在1或2秒鐘之后即消失，只有微小的氣泡殘存。另外，當(dāng)所述伸出量在60和100μm之間時，發(fā)生縫隙，而且氣泡未能驅(qū)散封裝體內(nèi)殘存氣泡。
圖3A和3B表示抽出圖1的噴注銷桿保持機(jī)構(gòu)的剖面圖。通過根據(jù)上述使用的觀察調(diào)節(jié)各噴注銷桿的伸出量，解決氣泡發(fā)生的問題。
如圖3A所示，首先，理想的是將厚度適宜的隔離片16a和16b插入預(yù)加載彈簧12的平板14與上模保持機(jī)構(gòu)內(nèi)的模鑄材料15之間，使噴注銷桿7a和7b之端表面的伸出量d1和d2分別在30μm內(nèi)。不過，由于調(diào)節(jié)隔離片要花時間，以便使偏差在30μm內(nèi)，所以它們保持在60μm內(nèi)。
另一方面，如圖3B所示，在下模的保持機(jī)構(gòu)內(nèi)，在由彈簧11從模鑄材料18預(yù)加載的平板10與塊體17之間插入厚度適宜的隔離物16e和16f，并調(diào)節(jié)它，使得與對上模一樣，噴注銷桿7e和7f的伸出量d3和d4分別在60μm內(nèi)，其中所述噴注銷桿7e和7f被置于模鑄材料18內(nèi)，以使其穩(wěn)定，而所述塊體17被附在所述平板上。
一旦以這種方式對上模及下模調(diào)節(jié)噴注銷桿的伸出量，當(dāng)實現(xiàn)半導(dǎo)體器件的實際樹脂封裝時，卻不能說沒有氣泡發(fā)生，就產(chǎn)生的比率而言，結(jié)果是令人滿意的。
圖4A和4B是描述本發(fā)明另一種工作實例樹脂封裝模具的平面圖。如上所述，當(dāng)把各噴注銷桿的伸出量調(diào)節(jié)在60μm內(nèi)，再次進(jìn)行試驗，以重新檢驗所發(fā)生的極少量的氣泡。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在靠近閘門附近的各噴注銷桿處產(chǎn)生的氣泡變得更少，并在幾秒鐘之后消失；但在位于非常遠(yuǎn)離所述閘門(面向閘門的拐角位置)的各噴注銷桿周圍產(chǎn)生的極少量氣泡。這被認(rèn)為是由于從閘門快速流過的樹脂與腔體遠(yuǎn)端的側(cè)壁碰撞并回流，而且回流的樹脂再與拐角處的噴注銷桿碰撞，造成混入空氣之故。
因此，有如圖4A所示，在下模的凹洼3的4個拐角中對著閘門5的拐角3a處的噴注銷桿7d被從拐角3a移動，只偏離了距離L。采用這種試驗?zāi)＞?，比如使它偏離10cm，進(jìn)行試驗。結(jié)果表明，減輕了回流的樹脂與噴注銷桿7d的碰撞，以致不再混入空氣，沒有氣泡產(chǎn)生。
另外，再如圖4B所示，面對閘門5之拐角3a處的噴注銷桿已被移動，當(dāng)進(jìn)行類似的試驗時，給出未發(fā)現(xiàn)氣泡的令人滿意的結(jié)果。這里已經(jīng)描述過下模，不過，當(dāng)然需要進(jìn)行類似的對于上模的噴注銷桿定位或噴注銷桿移動。
圖5是表示噴注銷桿保持機(jī)構(gòu)的平面圖和沿其中AA線所取剖面圖；用以描述本發(fā)明再一工作實例樹脂封裝模具。有如圖2B所示那樣，采用不帶噴注銷桿伸出量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的常規(guī)結(jié)構(gòu)，噴注銷桿伸出量的不同接近60至100μm。因此，再次考慮即使噴注銷桿伸出量方面略有差異，是否有辦法防止氣泡的發(fā)生。
于是，有如圖5所示，考慮在噴注樹脂期間，如果能使噴注銷桿7c、7d、7e和7f旋轉(zhuǎn)，則會因這種旋轉(zhuǎn)而不會發(fā)生氣穴現(xiàn)象；以致給試驗?zāi)＞哐b上一種簡單的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，再對其進(jìn)行試驗。結(jié)果表明，并無氣泡發(fā)生。
如圖5所示，這種噴注銷桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包含裝于噴注銷桿7c、7d、7e和7f各自下端的小齒輪19；設(shè)置用來與這些小齒輪19嚙合的大齒輪21；將旋轉(zhuǎn)螺線管20的外圓周嵌入到該大齒輪21的里面；以及使旋轉(zhuǎn)螺線管20的轉(zhuǎn)軸固定于塊體17上。
這種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)當(dāng)然也適用于上模。另外，利用圖1的縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)8壓柱塞22，以熔化樹脂塊，隨著將熔融的樹脂從閘門注入腔體，使噴注銷桿7c、7d、7e和7f轉(zhuǎn)動。通過旋轉(zhuǎn)螺線管20的螺線管通電與不通電控制這種旋轉(zhuǎn)的起停。
應(yīng)予說明的是，各噴注銷桿的轉(zhuǎn)數(shù)由小齒輪19與大齒輪21的齒數(shù)比確定。當(dāng)然也可以由旋轉(zhuǎn)螺線管20的旋轉(zhuǎn)角度來確定。兩種方法中的任何一種最好都是使噴注銷桿7c、7d、7e和7f連續(xù)轉(zhuǎn)動，直至所述腔體充滿樹脂。當(dāng)腔體變得充滿樹脂時，停止旋轉(zhuǎn)螺線管20的轉(zhuǎn)動。
還應(yīng)說明的是，由于必須準(zhǔn)確定位的柱塞22位置以及各噴注銷桿的伸出量，最好采用螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)，用作圖1中的縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，而不用液壓機(jī)構(gòu)。例如，各種適宜的，也即商業(yè)上適用的球-螺栓或球-螺帽機(jī)構(gòu)均可內(nèi)用作這種螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
如上所述，在使用多個伸入到已被封裝之半導(dǎo)體器件的外部樹脂殼中的噴注銷桿時，為了防止熔融樹脂通過各噴注銷桿高速回流到腔體內(nèi)和發(fā)生氣穴現(xiàn)象，本發(fā)明設(shè)置用于調(diào)節(jié)各噴注銷桿自腔體底部伸出之伸出量的裝置以及用于旋轉(zhuǎn)各噴注銷桿的機(jī)構(gòu)。通過將多個噴注銷桿的伸出量調(diào)節(jié)在60μm內(nèi)和/或在設(shè)置注入期間轉(zhuǎn)動各噴注銷桿，形成在外部設(shè)置殼內(nèi)既可以不產(chǎn)生氣泡，也沒有氣泡保留，其結(jié)果是提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
雖然已參照特定的實施例描述本發(fā)明，但這種描述并不意味著構(gòu)成限制的意義。對于那些熟悉本領(lǐng)域的人員而言，參照本發(fā)明的描述，對所公開實施例的各種改型都是顯見的。因此，可以預(yù)期，所附各權(quán)利要求將覆蓋各種改型和實施例，因為它們都落入本發(fā)明的真正的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種樹脂封裝模具，包括安裝在引線框上的下模，它有一個其內(nèi)放置半導(dǎo)體器件的凹洼，并形成閘門，通過此門注入樹脂；上模，其中形成一個與所述下模之凹洼相對的凹洼，以構(gòu)成一個容納半導(dǎo)體器件的腔體；多個噴注銷桿，它們分別從上模的凹洼和下模的凹洼的底部伸入到樹脂封裝主體內(nèi)，并脫離所述樹脂封裝主體，所述樹脂封裝主體是通過從所述閘門將樹脂注入腔體內(nèi)形成的；縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使所述上模與下模接觸和分離；以及伸出量調(diào)節(jié)裝置，用于在把樹脂注入所述腔體時，調(diào)節(jié)從組成所述腔體之下模和上模的凹洼底部伸出的多個噴注銷桿各端部的伸出量；其中所述各噴注銷桿的伸出量在0與60μm之間的范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的樹脂封裝模具，其特征在于，所述伸出量調(diào)節(jié)裝置包括銷桿平板件，所述噴注銷桿被置于其中，以便樹立在它的表面上，并在模件的導(dǎo)孔內(nèi)上下滑移；彈簧，用于從所述腔體的底部推各噴注銷桿或者將各噴注銷桿拉向所述腔體的底部；隔離件，將其插入一個與所述平板件及所述噴注銷桿接觸的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的樹脂封裝模具，其特征在于，所述多個噴注銷桿中分別位于所述上模的凹洼和所述下模的拐角處面對所述閘門的各噴注銷桿只偏離所述拐角預(yù)定的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的樹脂封裝模具，其特征在于，不存在位于所述上模和所述下模的凹洼面對所述閘門之拐角處的噴注銷桿；其它所述多個噴注銷桿處于所述上模和所述下模各凹洼的四個拐角的其余各拐角處。
5.一種樹脂封裝模具，包括安裝在引線框上的下模，它有一個其內(nèi)放置半導(dǎo)體器件的凹洼，并形成閘門，通過此門注入樹脂；上模，其中形成一個與所述下模之凹洼相對的凹洼，以構(gòu)成一個容納半導(dǎo)體器件的腔體；多個噴注銷桿，它們分別從上模的凹洼和下模的凹洼的底部伸入到樹脂封裝主體內(nèi)，并脫離所述樹脂封裝主體，所述樹脂封裝主體是通過從所述閘門將樹脂注入腔體內(nèi)形成的；縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使所述上模與下模接觸和分離；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它使多個噴注銷桿旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的樹脂封裝模具，其特征在于，所述縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)是螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的樹脂封裝模具包括:安裝在引線框上的下模,它有一個其內(nèi)放置半導(dǎo)體器件的凹洼,并形成閘門,通過此門注入樹脂;上模,其中形成一個與所述下模之凹洼相對的凹洼,以構(gòu)成一個容納半導(dǎo)體器件的腔體;多個噴注銷桿,它們分別從上模的凹洼和下模的凹洼的底部伸入到樹脂封裝主體內(nèi),并脫離所述樹脂封裝主體,所述樹脂封裝主體是通過從所述閘門將樹脂注入腔體內(nèi)形成的;縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu),使所述上模與下模接觸和分離;以及伸出量調(diào)節(jié)裝置,用于在把樹脂注入所述腔體時,調(diào)節(jié)從組成所述腔體之下模和上模的凹洼底部伸出的多個噴注銷桿各端部的伸出量;其中所述各噴注銷桿的伸出量在0與60μm之間的范圍。
文檔編號B29C45/40GK1348206SQ0113609
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月6日
發(fā)明者峯哲一 申請人:日本電氣株式會社