CN102655098A - 用于半导体封装的模塑装置及模塑半导体芯片的方法 - Google Patents

用于半导体封装的模塑装置及模塑半导体芯片的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于半导体封装的模塑装置及模塑半导体芯片的方法，该模塑装置包括：下模具，支撑至少一个第一半导体芯片；中间模具，位于下模具上方并支撑至少一个第二半导体芯片，该中间模具在面对下模具的下表面上具有用于模塑第一半导体芯片的第一空腔；上模具，位于中间模具上，该上模具在面对中间模具的下表面上具有用于模塑第二半导体芯片的第二空腔；第一供应端口，贯穿下模具并连接到第一空腔；第二供应端口，贯穿下模具和中间模具并连接到第二空腔；以及挤压单元，位于下模具下面并包括第一和第二转移压头，第一和第二转移压头分别提供在第一和第二供应端口中以挤压第一和第二供应端口中的模塑料，从而将模塑料供应到第一和第二空腔中。

Description

用于半导体封装的模塑装置及模塑半导体芯片的方法
技术领域
根据示范性实施例的装置和方法涉及模塑半导体封装，更具体地，涉及通过模塑料(molding compound)密封半导体芯片的模塑装置。
背景技术
通常，为了制造半导体封装，可以进行模塑工艺以用模塑树脂密封半导体芯片。例如，模塑工艺可以利用环氧模塑料(EMC)进行以保护半导体芯片免受外部损坏。
现有技术的模塑装置可以包括夹在一起的上模具和下模具，以提供用于模塑半导体芯片的腔。当半导体芯片设置在该腔中时，模塑料可以在上模具与下模具被夹紧的状态下注入到该腔中以模塑半导体芯片。
然而，由于上模具和下模具被夹在一起以形成腔，所以通过具有上模具和下模具的模塑装置一次模塑的半导体芯片的数目会受到限制。因而，需要一种模塑装置，在与现有技术的模塑装置基本相同的占用面积(footprint)和工艺时间内提高模塑工艺的生产率。
发明内容
示例实施例提供一种能够改善模塑工艺的生产率的用于半导体封装的模塑装置。
示例实施例还提供利用该模塑装置模塑半导体芯片的方法。
根据示例实施例的方面，提供一种用于半导体封装的模塑装置，该模塑装置包括：下模具，支撑至少一个第一半导体芯片；中间模具，位于下模具上方并支撑至少一个第二半导体芯片，中间模具在面对下模具的下表面上具有用于模塑第一半导体芯片的第一空腔；上模具，位于中间模具上方，上模具在面对中间模具的下表面上具有用于模塑第二半导体芯片的第二空腔；第一供应端口，贯穿下模具并连接到第一空腔；第二供应端口，贯穿下模具和中间模具并连接到第二空腔；以及挤压单元，位于下模具下面并包括第一和第二转移压头(transfer ram)，第一和第二转移压头分别提供在第一和第二供应端口中以挤压第一和第二供应端口中的模塑料，从而将模塑料供应到第一和第二空腔中。
在示例实施例中，中间模具可以包括下中间模具和上中间模具，该下中间模具可以面对下模具并具有第一空腔，上中间模具可以面对上模具并支撑第二半导体芯片。
在示例实施例中，挤压单元可以包括位于下模具下方的转移板，第一和第二转移压头可以安装在转移板中以向上延伸。
在示例实施例中，转移板可以同时提升或降低第一和第二转移压头。
在示例实施例中，第二转移压头的高度可以比第一转移压头的高度要大中间模具的厚度。
在示例实施例中，第二供应端口可以包括第一端口和第二端口，第一端口可以形成为贯穿下模具，第二端口可以形成为贯穿中间模具并连接到第一端口。
在示例实施例中，多个第一供应端口和第一端口可以形成为沿下模具的中间部分布置，多个第二端口可以形成为沿中间模具的中间部分布置。
在示例实施例中，第一供应端口和第二供应端口可以交替布置。
在示例实施例中，第一供应端口的数目可以与第二供应端口的数目相同。
在示例实施例中，第一供应端口可以布置在至少两个第一半导体芯片之间，第二供应端口可以布置在至少两个第二半导体芯片之间。
在示例实施例中，模塑料可以通过第一分配块体(distribution block)从第一供应端口供应到第一空腔中。
在示例实施例中，模塑料可以通过第二分配块体从第二供应端口供应到第二空腔中。
在示例实施例中，模塑装置还可以包括分别保持并支撑下模具、中间模具和上模具的下冲模(lower die)、中间冲模和上冲模。
在示例实施例中，上冲模可以固定到系杆(tie rod)，中间冲模和下冲模可以沿着系杆上下使得上模具和中间模具被夹在一起并且中间模具和下模具被夹在一起。
在示例实施例中，停止件(stopper)可以安装在系杆中以限制中间冲模的移动距离。
在示例实施例中，中间冲模还可以包括用于将第二半导体芯片与中间模具分离的多个第一中间模具脱模销以及用于支撑第一半导体芯片的多个第二中间模具脱模销。
在示例实施例中，第一中间模具脱模销可以通过安装在系杆中的停止件的压力而从中间模具的上表面突出，从而将第二半导体芯片与中间模具分离。
在示例实施例中，中间模具可以包括面对下模具的下中间模具和面对上模具的上中间模具，中间冲模还可以包括用于将上中间模具从中间冲模提升的脱模弹簧(ejector spring)。
在示例实施例中，多个引导部分可以提供在上中间模具中以抓住被模塑的第二半导体芯片。
根据另一示例实施例的方面，提供一种用于半导体封装的模塑装置，该模塑装置包括：下模具；上模具，位于下模具上方；中间模具，插设在下模具与上模具之间，中间模具与下模具夹紧以提供至少一个第一模塑空间以在第一模塑空间中模塑第一半导体芯片，中间模具与上模具夹紧以提供至少一个第二模塑空间以在第二模塑空间中模塑第二半导体芯片；第一供应端口，贯穿下模具并连接到第一模塑空间；第二供应端口，贯穿下模具和中间模具并连接到第二模塑空间；以及挤压单元，位于下模具下面并包括第一和第二转移压头，第一和第二转移压头分别提供在第一和第二供应端口中以挤压第一和第二供应端口中的模塑料，从而将模塑料供应到第一和第二模塑空间中。
根据另一示例实施例的方面，提供一种在模塑装置中模塑多个半导体芯片的方法，该模塑装置包括下模具、上模具以及在上模具与下模具之间的中间模具，该方法包括：将第一半导体芯片装载在下模具上以及将第二半导体芯片装载在中间模具上；将下模具与中间模具夹在一起以提供在第一半导体芯片上方的第一模塑空间以及将中间模具与上模具夹在一起以提供在第二半导体芯片上方的第二模塑空间；以及将模塑料从第一供应端口供应到第一模塑空间中以及将模塑料从第二供应端口供应到第二模塑空间中，该第一供应端口贯穿下模具并连接到第一模塑空间，该第二供应端口贯穿下模具和中间模具并连接到第二模塑空间，其中所供应的模塑料固化以模塑第一半导体芯片和第二半导体芯片。
根据一个或多个实例实施例的方面，一种模塑装置可以包括插设在下模具与上模具之间的中间模具。模塑装置可以提供在下模具与中间模具之间的第一模塑空间以及在中间模具与上模具之间的第二模塑空间以在第一和第二模塑空间中进行模塑工艺。
因而，与现有技术的模塑装置相比，该模塑装置可以改善模塑工艺的生产率至少两倍。此外，相同或不同的半导体芯片可以同时在第一和第二模塑空间中模塑。
附图说明
从以下结合附图的详细描述，示例实施例将被更清楚地理解。图1至图13示出如这里所述的非限制性的示例实施例，在附图中：
图1是示出根据第一示例实施例的用于半导体封装的模塑装置的截面图；
图2是示出图1的模塑装置的下模具的平面图；
图3是图1中的模塑装置的中间模具；
图4是沿图2中的线IV-IV’截取的截面图；
图5是沿图3中的线V-V’截取的截面图；
图6是沿图2中的线VI-VI’截取的截面图；
图7至图10是示出利用图1中的用于半导体封装的模塑装置来模塑半导体芯片的方法的截面图；
图11是示出根据第二示例实施例的用于半导体封装的模塑装置的截面图；
图12是示出图11中的中间模具的平面图；以及
图13是示出利用图11中的模塑装置来模塑半导体芯片的方法的截面图。
具体实施方式
在下文将参照附图更全面地描述各个示例实施例，附图中示出了示例性实施例。然而，示例实施例可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为限于这里阐述的示例实施例。而是，提供这些示例实施例使得本公开充分和完整，并将示例实施例的范围充分传达给本领域技术人员。附图中，为清晰起见，层和区域的尺寸和相对尺寸可以被夸大。
将理解，当称一个元件或层在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或耦接到另一元件或层，或者还可以存在插入的元件或层。相反，当称一个元件“直接在”另一元件或层上、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，不存在插入的元件或层。相似的附图标记始终指代相同的元件。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。
将理解，虽然这里可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不背离示例实施例的教导。
为便于描述这里可以使用诸如“在...之下”、“在...下面”、“下”、“在...之上”、“上”等空间相对性术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。将理解，空间相对性术语旨在涵盖除附图所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或特征的“上方”。这样，示范性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，这里所用的空间相对性描述符做相应解释。
这里所用的术语是为了描述特定示例实施例的目的，并非要限制示例实施例。如这里所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”均也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
这里参照截面图描述示例实施例，这些图为理想化示例实施例(和中间结构)的示意图。因而，由例如制造技术和/或公差引起的图示形状的变化是可能发生的。因此，示例实施例不应被解释为限于这里示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差在内。例如，图示为矩形的被注入区域通常将具有圆化或弯曲的特征和/或在其边缘处的注入浓度的梯度而不是从注入区到非注入区的二元变化。类似地，通过注入形成的埋入区可以导致在埋入区与通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，附图所示的区域本质上是示意性的，它们的形状并非要示出器件的区域的真实形状，也并非要限制示例实施例的范围。
除非另行定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。将进一步理解的是，诸如通用词典中所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。
在下文，将参照附图来详细解释示例实施例。
图1是示出根据第一示例实施例的用于半导体封装的模塑装置100的截面图。图2是示出图1的模塑装置100的下模具的平面图。图3是图1中的模塑装置100的中间模具。图4是沿图2中的线IV-IV’截取的截面图。图5是沿图3中的线V-V’截取的截面图。图6是沿图2中的线VI-VI’截取的截面图。
参照图1至图6，根据第一示例实施例的模塑装置100可以包括下模具200、中间模具300、上模具400、贯穿下模具200的第一供应端口220、贯穿下模具200和中间模具300的第二供应端口320以及挤压单元500。
上模具400可以位于下模具200上方。中间模具300可以插设在下模具200与上模具400之间。下模具200和中间模具300可以被夹在一起以提供用于模塑至少一个第一半导体芯片10a、10b的第一模塑空间。中间模具300和上模具400可以被夹在一起以提供用于模塑至少一个第二半导体芯片20a、20b的第二模塑空间。
因而，当下模具200和中间模具300处于夹紧状态时，第一半导体芯片10a、10b可以在下模具200与中间模具300之间被模塑。当中间模具300与上模具400处于夹紧状态时，第二半导体芯片20a、20b可以在中间模具300与上模具400之间被模塑。
在第一示例实施例中，下模具200和中间模具300可以被夹在一起以形成第一空腔310用于模塑至少一个第一半导体芯片10a、10b。中间模具300和上模具400可以被夹在一起以形成第二空腔410用于模塑至少一个第二半导体芯片20a、20b。
第一半导体芯片10a、10b可以设置并支撑在下模具200的上表面上。第一空腔310可以形成在中间模具300的下表面上使得下模具200和中间模具300被夹在一起以提供在第一半导体芯片10a、10b的基板上的模塑空间。
第二半导体芯片20a、20b可以设置并支撑在中间模具300的上表面上。第二空腔410可以形成在上模具400的下表面上使得中间模具300和上模具400被夹在一起以提供在第二半导体芯片20a、20b的基板上的模塑空间。
在第一示例实施例中，中间模具300可以包括下中间模具300a和上中间模具300b。下中间模具300a可以面对下模具200以提供用于模塑第一半导体芯片10a、10b的第一空腔310。上中间模具300b可以面对上模具400以支撑第二半导体芯片20a、20b。
用于半导体封装的模塑装置100可以包括分别保持和支撑下模具200、中间模具300和上模具400的下冲模(die)202、中间冲模302和上冲模402。
下冲模202可以保持并支撑下模具200。中间冲模302可以保持并支撑下中间模具300a和上中间模具300b。上冲模402可以保持并支撑上模具400。下冲模202、中间冲模302和上冲模402可以连接到系杆(tie rod)110使得下冲模202、中间冲模302和上冲模402沿着系杆110相对于彼此移动。
在第一示例实施例中，上冲模402可以固定到系杆110，中间冲模302和下冲模202可以沿着系杆110上下移动使得上模具400和中间模具300被夹在一起以及中间模具300与下模具200被夹在一起。
下冲模202可以沿着系杆110向上以与中间冲模302接合使得下模具200和中间模具300被夹在一起。中间冲模302可以沿着系杆110向上以与上冲模402接合使得中间模具300和上模具400被夹在一起。
如图1、图2、图4和图6所示，第一供应端口220可以贯穿下模具200以通过第一分配块体330连接到第一空腔310。
特别地，第一通孔204可以形成为贯穿下模具200以用作第一供应端口220。第一端口206可以邻近第一通孔204形成以贯穿下模具200。
在第一示例实施例中，多个第一通孔204可以形成以提供多个第一供应端口220。多个第一端口206可以形成在下模具200中。
第一供应端口220和第一端口206可以沿下模具200的中间部分布置。第一供应端口220和第一端口206可以彼此交替地布置。第一供应端口220的数目可以等于第一端口206的数目。
两个第一半导体芯片10a和10b可以设置在下模具200的上表面上，但是将理解，一个或多个其他的示范性实施例在数目上并不限于两个第一半导体芯片10a和10b。第一供应端口220可以提供在两个第一半导体芯片10a和10b之间。下模具200和下中间模具300a可以被夹在一起以形成第一空腔310，也就是用于模塑第一半导体芯片10a和10b的模塑空间C1a和C1b。
如图1、图3、图5和图6所示，第二供应端口320可以贯穿下模具200和中间模具300以通过第二分配块体430连接到第二空腔410。
在第一示例实施例中，第二供应端口320可以包括第一端口206和第二端口304。第二端口304可以对应于第一端口206形成以贯穿中间模具300。第一端口206和第二端口304可以连接到彼此以用作第二供应端口320。
多个第二端口304可以对应于第一端口206形成在中间模具300中。第二端口304可以沿着中间模具300的中间部分布置。因而，贯穿下模具200的第一端口206和贯穿中间模具300的第二端口304可以连接到彼此以提供第二供应端口320。
两个第二半导体芯片20a和20b可以设置在上中间模具300b的上表面上，但是将理解一个或多个其他的示范性实施例在数目上不限于两个第二半导体芯片20a和20b。上中间模具300b和上模具400可以被夹在一起以形成第二空腔410，也就是用于模塑第二半导体芯片20a和20b的模塑空间C2a和C2b。
第一供应端口220和第二供应端口320可以彼此交替布置。第一供应端口220的数目可以等于第二供应端口320的数目。但是，将理解在一个或多个其他的示范性实施例中，第一和第二供应端口220和320的数目和布置不限于上述的数目和布置。
如图6所示，挤压单元500可以包括第一和第二转移压头(ram)510和520，用于供应模塑料到第一和第二空腔310和410。第一转移压头510可以提供在第一供应端口220中，第二转移压头520可以提供在第二供应端口320中。
挤压单元500可以包括位于下模具200下面的转移板502。多个第一转移压头510可以安装在转移板502中以向上延伸。多个第二转移压头520可以安装在转移板502中以向上延伸。因而，转移板502可以一起升高或降低第一和第二转移压头510和520。
第一和第二转移压头510和520可以彼此交替布置，但是将理解一个或多个其他的示范性实施例不限于此。例如，第二转移压头520的高度可以比第一转移压头510的高度大中间模具300的厚度。在此实施例中，第二转移压头520与第一转移压头510之间的高度差异可以基本等于上中间模具300b的上表面与下中间模具300a的下表面之间的距离。
第一转移压头510可以提供在第一供应端口220内以挤压第一供应端口220中的模塑料，从而通过第一分配块体330供应模塑料到第一空腔310中。
特别地，第一分配块体330可以将圆形截面形状的第一供应端口220连接到第一空腔310。模塑料可以通过第一分配块体330的储料部(cull)、流道(runner)和水口(gate)从第一供应端口220转移到第一空腔310，然后可以被固化以在第一半导体芯片10a、10b的基板上形成模塑构件。
第二转移压头520可以提供在第二供应端口320内以挤压第二供应端口320中的模塑料并将模塑料通过第二分配块体430供应到第二空腔410中。
特别地，第二分配块体430可以将圆形截面形状的第二供应端口320连接到第二空腔410。模塑料可以通过第二分配块体430的储料部、流道和水口从第二供应端口320转移到第二空腔410，然后可以被固化以在第二半导体芯片20a、20b的基板上形成模塑构件。
因而，第一和第二转移压头510和520可以分别提供在第一和第二供应端口220和320中以同时挤压第一和第二供应端口220和320中的模塑料并将模塑料分别供应到第一和第二空腔310和410。
如图1、4和图5所示，在第一示例实施例中，下冲模202、中间冲模302和上冲模402可以包括多个脱模销242、342、352、442，用于支撑或去除第一和第二半导体芯片10a、10b、20a、20b。
特别地，下冲模202可以包括用于将第一半导体芯片10a、10b从下模具200分离的下模具脱模销242。下模具脱模销242可以提供为贯穿下模具200并可以连接到下模具脱模板240。下模具脱模板240可以通过第一复位弹簧244弹性支撑在下冲模202中。
第一停止件120可以安装在下冲模202下面以限制下冲模202的移动距离。此外，当下冲模202下降到预定高度以下时，第一停止件120可以挤压下模具脱模板240使得下模具脱模销242从下模具200的上表面突出。因而，被模塑的第一半导体芯片10a、10b可以通过下模具脱模销242从下模具200的上表面分离。
中间冲模302可以包括用于将第二半导体芯片20a、20b从中间模具300分离的多个第一中间模具脱模销342以及用于支撑第一半导体芯片10a、10b的多个第二中间模具脱模销352。
第一中间模具脱模销342可以提供为贯穿上中间模具300b并可以连接到第一中间模具脱模板340。第一中间模具脱模板340可以通过第二复位弹簧344弹性支撑在中间冲模302中。
第二停止件130可以安装在系杆110中以限制中间冲模302的移动距离。此外，当中间冲模302下降到预定高度以下时，第二停止件130可以挤压第一中间模具脱模板340使得第一中间模具脱模销342从上中间模具300b的上表面突出。因而，被模塑的第二半导体芯片20a、20b可以通过第一中间模具脱模销342从上中间模具300b的上表面分离。
第二中间模具脱模销352可以提供为贯穿下中间模具300a并可以连接到第二中间模具脱模板350。第二中间模具脱模板350可以通过第三复位弹簧354弹性支撑在中间冲模302中。
当下模具200和下中间模具300a被夹在一起时，下模具200或下冲模202可以接触并挤压从下中间模具300a突出的第二中间模具脱模销352。因而，第二中间模具脱模销352中的一些可以接触并支撑装载在下模具200上的第一半导体芯片10a、10b。
上冲模402可以包括用于支撑第二半导体芯片20a、20b的多个上模具脱模销442。上模具脱模销442可以提供为贯穿上模具400并可以连接到上模具脱模板440。上模具脱模板440可以通过第四复位弹簧444弹性支撑在上冲模402中。
当上中间模具300b和上模具400被夹在一起时，上中间模具300b或中间冲模302可以接触并挤压从上模具400突出的上模具脱模销442。因而，上模具脱模销442中的一些可以接触并支撑装载在上中间模具300b上的第二半导体芯片20a、20b。
在本示例实施例中，至少两个第一半导体芯片10a、10b可以在下模具和中间模具之间模塑，至少两个第二半导体芯片20a、20b可以在中间模具和上模具之间模塑。但是，将理解，在一个或多个其他的示范性实施例中要被模塑的半导体芯片的数目和形状不限于此。
此外，转移压头510、520的数目以及用于支撑并模塑半导体芯片的模具200、300、400的结构可以基于半导体芯片的类型、模具之间的压力等来确定。
此外，第一半导体芯片10a、10b可以与第二半导体芯片20a、20b基本相同。备选地，第一半导体芯片10a、10b可以不同于第二半导体芯片20a、20b。
在下文，将解释利用图1中的模塑装置100模塑半导体芯片的方法。
图7至图10是示出利用图1中的用于半导体封装的模塑装置100来模塑半导体芯片10a、10b、20a、20b的方法的截面图。
首先，参照图7，第一半导体芯片10a和10b可以通过装载机装载在下模具200上，第二半导体芯片20a和20b可以装载在中间模具300上。模塑料(R)诸如EMC可以供应到第一和第二供应端口220和320中的第一和第二转移压头510和520上。
参照图8，上冲模402可以固定到系杆110，下冲模202和中间冲模302可以沿着系杆110上升使得下模具200和中间模具300被夹在一起并且中间模具300和上模具400被夹在一起。
在第一示例实施例中，下冲模202可以上升使得下模具200和中间模具300被夹在一起，然后中间冲模302可以与下冲模202一起沿着系杆110上升。然而，将理解，一个或多个其他的示范性实施例不限于此。例如，根据一个或多个其他的示范性实施例，上冲模402和中间冲模302可以下降使得下模具200和中间模具300被夹在一起并且中间模具300和上模具400被夹在一起。此外，根据一个或多个其他的示范性实施例，中间冲模302可以只是与下冲模202一起沿着系杆110上升。
当下模具200和下中间模具300a被夹在一起时，从下中间模具300a突出的第二中间模具脱模销352中的一些可以接触并支撑装载于下模具200上的第一半导体芯片10a和10b。
当上中间模具300b和上模具400被夹在一起时，从上模具400突出的上模具脱模销442中的一些可以接触并支撑装载于上中间模具300b上的第二半导体芯片20a和20b。
然后，随着挤压单元500的转移板502向上，第一和第二转移压头510和520可以同时上升。因而，第一和第二转移压头510和520可以同时挤压第一和第二供应端口220和320中的模塑料(R)并将模塑料分别供应到第一和第二空腔310和410。
在第一示例实施例中，模塑料(R)可以由于第一转移压头510的压力通过第一分配块体330从第一供应端口220转移到第一空腔310，然后可以被固化以模塑第一半导体芯片10a和10b。
模塑料(R)可以由于第二转移压头520的压力通过第二分配块体430从第二供应端口320转移到第二空腔410，然后可以被固化以模塑第二半导体芯片20a和20b。
参照图9和图10，在第一和第二半导体芯片10a、10b、20a、20b被模塑之后，下冲模202和中间冲模302可以沿着系杆110下降。
在第一示例实施例中，中间冲模302可以与下冲模202一起下降，下冲模202与中间冲模302夹在一起。
当中间冲模302下降到预定高度以下时，中间冲模302可以被第二停止件130停止。第一中间模具脱模销342可以由于第二停止件130的压力从上中间模具300b的上表面突出以将被模塑的第二半导体芯片20a和20b从上中间模具300b分离。
然后，下冲模302可以继续下降到预定高度以下，然后下冲模302可以被第一停止件120停止。下模具脱模销242可以由于第一停止件120的压力从下模具200的上表面突出以将被模塑的第一半导体芯片10a和10b从下模具200分离。
接着，被模塑的第一和第二半导体芯片10a、10b、20a、20b可以被卸载机卸载，可以去除被模塑的半导体芯片10a、10b、20a、20b的不期望部分诸如水口和储料部分。
如上所述，根据第一示例实施例的模塑装置100可以包括插设在下模具200与上模具400之间的中间模具300。模塑装置100可以提供下模具200与中间模具300之间的第一模塑空间310以及在中间模具300与上模具400之间的第二模塑空间410以在第一和第二模塑空间310和410中进行模塑工艺。
因而，与现有技术的模塑装置相比，模塑装置100可以提高模塑工艺的生产率至少两倍。此外，在第一和第二模塑空间310、410中可以模塑相同或不同的半导体芯片。
图11是根据第二示例实施例的用于半导体封装的模塑装置101的截面图。图12是示出图11中的中间模具300的平面图。本示范性实施例与图1的示范性实施例基本相同或相似，除了用于将第二半导体芯片20a、20b从其分离的脱模单元之外。因此，相同的附图标记将用于指代与图1的示范性实施例中所述的那些相同或相似的元件，将省略关于以上元件的任何进一步的重复解释。
参照图11和图12，根据第二示例实施例的模塑装置101的中间冲模302可以包括用于将上中间模具300b从中间冲模302提起的脱模弹簧360。
脱模弹簧360可以提供在上中间模具300b下面。当上中间模具300b和上模具400被夹在一起时，上模具400可以挤压上中间模具300b。因而，上中间模具300b可以下降到中间冲模302中使得上中间模具300b的上表面与中间冲模302的上表面共平面。
当上中间模具300b从上模具400分离时，上中间模具300b可以通过脱模弹簧360从中间冲模302突出。同时，上中间模具300b的上表面可以高于中间冲模302的上表面。
在第二示例实施例中，多个引导部分362可以提供在上中间模具300b中以抓住被模塑的第二半导体芯片。
如图12所示，多个引导部分362可以形成在上中间模具300b的外部分中以彼此间隔开。引导部分362可以沿着上中间模具300b的外部侧部分形成以暴露设置在上中间模具300b上的第二半导体芯片20a、20b的下部侧部分。
当上中间模具300b被脱模弹簧360升起时，被模塑的第二半导体芯片20a、20b可以被升起。卸载器的夹具可以被引导部分362引导以与第二半导体芯片20a、20b的暴露的下部侧部分接触并抓住第二半导体芯片20a、20b。
应当理解，引导部分的数目、布置和结构不限于本示范性实施例的那些，而是可以考虑半导体芯片的类型、模塑料的重量等来确定。
在下文，将解释利用图11中的模塑装置101模塑半导体芯片10a、10b、20a、20b的方法。
图13是示出利用图11中的模塑装置101模塑半导体芯片10a、10b、20a、20b的方法的截面图。
首先，如图7和图8所示，第一和第二半导体芯片10a、10b、20a和20b可以通过装载器装载在下模具200和中间模具300上。模塑料(R)诸如EMC可以供应到第一和第二供应端口220和320中的第一和第二转移压头510和520上。
上冲模402可以固定到系杆110，下冲模202和中间冲模302可以沿着系杆110上升使得下模具200和中间模具300被夹在一起以及中间模具300和上模具400被夹在一起。
在第二示例实施例中，当上中间模具300b和上模具400被夹在一起时，上模具400可以挤压上中间模具300b。因而，上中间模具300b可以下降到中间冲模302中使得上中间模具300b的上表面与中间冲模302的上表面共平面。
然后，第一和第二转移压头510和520可以同时挤压第一和第二供应端口220和320中的模塑料(R)以将模塑料(R)分别供应到第一和第二空腔310和410。
参照图13，当第一和第二半导体芯片10a、10b、20a、20b被模塑时，下冲模202和中间冲模302可以沿着系杆110下降。
在第二示例实施例中，当上中间模具300b从上模具400分离时，上中间模具300b可以通过脱模弹簧360从中间冲模302突出。同时，上中间模具300b的上表面可以高于中间冲模302的上表面。
随着上中间模具300b被脱模弹簧360提升，被模塑的第二半导体芯片20a、20b可以被一起提升。卸载器的夹具140可以沿着引导部分362移动并上升以抓住第二半导体芯片20a、20b。此外，卸载器的吸气单元142可以抓住和转移被模塑的产品到接下来的工艺位置。
尽管上述示范性实施例提供了具有下模具、中间模具和上模具的模塑装置，但是将理解，一个或多个其他的示范性实施例不限于此。例如，根据一个或多个其他的示范性实施例，模塑装置可以包括下模具、上模具以及位于两者之间的多个中间模具以提供多于两层的模塑空间。此外，根据一个或多个示范性实施例，每层的模塑空间可以具有通过其供应模塑料的相应供应端口。
如上所述，根据示例实施例的模塑装置可以包括插设在下模具与上模具之间的中间模具。该模塑装置可以提供在下模具与中间模具之间的第一模塑空间以及在中间模具与上模具之间的第二模塑空间，以在第一和第二模塑空间中进行模塑工艺。
因而，与现有技术的模塑装置相比，该模塑装置可以提高模塑工艺的生产率至少两倍。此外，在第一和第二模塑空间中可以同时模塑相同或不同的半导体芯片。
以上是对示例实施例的说明而不应被解释为对其进行限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但本领域技术人员将易于理解，可以在示例实施例中做出许多修改而在本质上不脱离本发明的新颖教导和优点。因此，所有这样的修改都旨在被包括在权利要求所界定的示例实施例的范围内。在权利要求中，功能性限定意在覆盖这里所述的执行所述功能的结构以及结构等同物和等同的结构。因此，将理解，以上是对各个示例实施例的说明，而不应被解释为限于所公开的特定示例实施例，对所公开的示例实施例以及其他示例实施例的修改旨在被包括在权利要求的范围之内。
本申请要求于2011年3月3日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2011-0018733的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (26)

1.一种用于半导体封装的模塑装置，该模塑装置包括：
下模具，构造为支撑第一半导体芯片；
中间模具，设置在所述下模具上方并支撑第二半导体芯片，所述中间模具在面对所述下模具的下表面上具有用于模塑所述第一半导体芯片的第一空腔；
上模具，位于所述中间模具上方，所述上模具具有第二空腔，所述第二空腔构造为在面对所述中间模具的下表面上模塑所述第二半导体芯片；
第一供应端口，贯穿所述下模具并连接到所述第一空腔；
第二供应端口，贯穿所述下模具和所述中间模具并连接到所述第二空腔；以及
挤压单元，设置在所述下模具下面并包括第一转移压头和第二转移压头，所述第一转移压头提供在所述第一供应端口中以将模塑料挤压到所述第一供应端口中从而将所述模塑料供应到所述第一空腔中，所述第二转移压头提供在所述第二供应端口中以将模塑料挤压到所述第二供应端口中从而将所述模塑料供应到所述第二空腔中。
2.如权利要求1所述的模塑装置，其中所述中间模具包括下中间模具和上中间模具，所述下中间模具面对所述下模具并具有所述第一空腔，所述上中间模具面对所述上模具并支撑所述第二半导体芯片。
3.如权利要求1所述的模塑装置，其中所述挤压单元还包括设置在所述下模具下方的转移板，所述第一转移压头和所述第二转移压头从所述转移板向上延伸。
4.如权利要求3所述的模塑装置，其中所述转移板同时升高所述第一转移压头和所述第二转移压头并且同时降低所述第一转移压头和所述第二转移压头。
5.如权利要求3所述的模塑装置，其中所述第二转移压头的高度比所述第一转移压头的高度要大所述中间模具的厚度。
6.如权利要求1所述的模塑装置，其中所述第二供应端口包括第一端口和第二端口，所述第一端口贯穿所述下模具，所述第二端口贯穿所述中间模具并连接到所述第一端口。
7.如权利要求6所述的模塑装置，其中多个第一供应端口和第一端口沿所述下模具的中间部分布置，多个第二端口沿所述中间模具的中间部分布置。
8.如权利要求7所述的模塑装置，其中所述多个第一供应端口和所述多个第二供应端口交替布置。
9.如权利要求7所述的模塑装置，其中所述多个第一供应端口的数目等于所述多个第二供应端口的数目。
10.如权利要求1所述的模塑装置，其中所述第一供应端口布置在由所述下模具支撑的至少两个第一半导体芯片之间，所述第二供应端口布置在由所述中间模具支撑的至少两个第二半导体芯片之间。
11.如权利要求1所述的模塑装置，其中所述模塑料通过第一分配块体从所述第一供应端口供应到所述第一空腔中。
12.如权利要求1所述的模塑装置，其中所述模塑料通过第二分配块体从所述第二供应端口供应到所述第二空腔中。
13.如权利要求1所述的模塑装置，还包括：
下冲模，保持并支撑所述下模具；
中间冲模，保持并支撑所述中间模具；以及
上冲模，保持并支撑所述上模具。
14.如权利要求13所述的模塑装置，其中所述上冲模固定到系杆，所述中间冲模和所述下冲模沿着所述系杆移动以将所述上模具和所述中间模具夹在一起并且将所述中间模具和所述下模具夹在一起。
15.如权利要求14所述的模塑装置，还包括设置在所述系杆中以限制所述中间冲模的移动距离的停止件。
16.如权利要求13所述的模塑装置，其中所述中间冲模包括将所述第二半导体芯片与所述中间模具分离的多个第一中间模具脱模销以及支撑所述第一半导体芯片的多个第二中间模具脱模销。
17.如权利要求16所述的模塑装置，其中所述第一中间模具脱模销通过位于所述系杆中的停止件的压力而从所述中间模具的上表面突出，从而将所述第二半导体芯片与所述中间模具分离。
18.如权利要求13所述的模塑装置，其中所述中间模具包括面对所述下模具的下中间模具和面对所述上模具的上中间模具，所述中间冲模包括将所述上中间模具从所述中间冲模提升的脱模弹簧。
19.如权利要求18所述的模塑装置，还包括在所述上中间模具中的多个引导部分以抓住被模塑的第二半导体芯片。
20.如权利要求18所述的模塑装置，其中当所述上中间模具和所述上模具被夹在一起时，所述上中间模具挤压所述脱模弹簧并降低到所述中间冲模中使得所述上中间模具的上表面与所述中间冲模的上表面共平面，当所述上中间模具从所述上模具分离时，所述脱模弹簧提升所述上中间模具使得所述上中间模具的上表面高于所述中间冲模的上表面。
21.如权利要求1所述的模塑装置，其中被所述第一空腔模塑的模塑第一半导体芯片的尺寸和形状的至少一个不同于被所述第二空腔模塑的模塑第二半导体芯片的尺寸和形状。
22.一种用于半导体封装的模塑装置，该模塑装置包括：
下模具；
上模具，设置在所述下模具上方；
中间模具，插设在所述下模具与所述上模具之间，以在与所述下模具夹紧时提供将第一半导体芯片在其中模塑的第一模塑空间并且在与所述上模具夹紧时提供将第二半导体芯片在其中模塑的第二模塑空间；
第一供应端口，贯穿所述下模具并连接到所述第一模塑空间；
第二供应端口，贯穿所述下模具和所述中间模具并连接到所述第二模塑空间；以及
挤压单元，设置在所述下模具下面，并构造为将模塑料从所述第一供应端口供应到所述第一模塑空间中以及将所述模塑料从所述第二供应端口供应到所述第二模塑空间中。
23.如权利要求22所述的模塑装置，其中所述挤压单元包括：
第一转移压头，提供在所述第一供应端口中以挤压所述第一供应端口中的模塑料，从而将所述模塑料供应到所述第一模塑空间中；和
第二转移压头，提供在所述第二供应端口中以挤压所述第二供应端口中的模塑料，从而将所述模塑料供应到所述第二模塑空间中。
24.一种在模塑装置中模塑多个半导体芯片的方法，该模塑装置包括下模具、上模具和在所述下模具与所述上模具之间的中间模具，所述方法包括：
将第一半导体芯片装载在所述下模具上以及将第二半导体芯片装载在所述中间模具上；
将所述下模具与所述中间模具夹在一起以提供在所述第一半导体芯片上方的第一模塑空间以及将所述中间模具与所述上模具夹在一起以提供在所述第二半导体芯片上方的第二模塑空间；以及
将模塑料从第一供应端口供应到所述第一模塑空间中以及从第二供应端口供应到所述第二模塑空间中，所述第一供应端口贯穿所述下模具并连接到所述第一模塑空间，所述第二供应端口贯穿所述下模具和所述中间模具并连接到所述第二模塑空间，
其中所供应的模塑料固化以模塑所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述中间模具包括下中间模具和上中间模具，所述下中间模具面对所述下模具并具有第一空腔以形成所述第一模塑空间，所述上中间模具面对所述上模具并支撑所述第二半导体芯片。
26.如权利要求25所述的方法，还包括卸载被模塑的第一半导体芯片和被模塑的第二半导体芯片，
其中将所述中间模具与所述上模具夹在一起包括将所述上中间模具和所述上模具夹在一起并通过所述上中间模具压缩脱模弹簧以降低到保持并支撑所述中间模具的中间冲模中，使得所述上中间模具的上表面与所述中间冲模的上表面共平面；以及
其中卸载所述被模塑的第二半导体芯片包括将所述上中间模具从所述上模具分离并通过所述脱模弹簧提升所述上中间模具以高于所述中间冲模的上表面。
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