CN103817836A - 一种半导体模具清模方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体封装行业中对模具的清洁方法，特别是一种清模方法，所述清模方法包括以下步骤，（1）以清模胶条进行2~5次清模处理；（2）以清模料饼进行5~8次清模处理；（3）使用润模料进行润模处理1~3次；所述清模胶条是ST2000、ST5000或ST5100；所述清模料饼是EMEC-6；所述润模料是EMEC-110S或IWAX。本清模方法主要适用于模具模腔密度高半导体封装模具的清洁，单次清模耗时88~130分钟，清模后无不良品产生。

Description

一种半导体模具清模方法

技术领域

本发明涉及一种半导体封装行业中对模具的清洁方法，特别适用于模具模腔密度高半导体封装模具的清洁。

背景技术

一般在半导体器件转移成型封装过程中，模具长时间处于高温条件下，易发生氧化，容易产生污垢，虽然清模是一项看似无关紧要的工序，但在实际生产中却对工业生产效率有着极大的影响，所以清模就成了半导体封装企业的日常工作之一。

现有技术中主要有两种清模材料，分别是三聚氰胺清模料和清模胶片。据霍炬（2006）发表的《国内半导体封装清模材料的最新进展及趋势》（电子与封装6.1(2006):3-7.）中介绍如下：

其一、传统的三聚氰胺清模料

三聚氰胺清模料，一般是比重为1.2～1.5的白色圆柱体或条块，是一种热固性材料。其主要成分有三种，具体如下：①三聚氰胺甲醛树脂60％～70％，是清模料的主体，具有良好的流动性，交联固化后具有一定黏性。②固化剂3％～10％，同三聚氰胺甲醛树脂发生聚合反应。③填料20％～40％。填料的成分有两种：一种是有机填料，如纤维；另外一种为无机填料，如二氧化硅颗粒。由于三聚氰胺在固化后脆性增加，纤维填料可以增强固化树脂的韧性，避免清模料破裂。无机颗粒料主要是与模腔污垢刮擦和碰撞，起研磨作用。另外在清模料中一般还有2％～10％的蜡和添加剂，分别起到离型和增强粘结的作用。

清模料饼清模方法存在以下缺点：清模料饼本身成本较低，但是清模时候需要其他引线框架（Lead Frame）作为辅助，清6～8模才能达到效果。整个清模过程需要1.5～2小时。但是对于模具模腔密度高、生产量较大的模具不能达到彻底清洁的效果。在料饼清模后，会有一些残渣残留在模具排气孔里面，此残渣较坚硬且不好处理。清模后还会花大量人力和时间处理此残渣。如未清理干净，最后也会导致生产出废品。

其二、清模胶片

清模胶片是未完全固化的泡沫树脂材料，使用时清模胶片被待清洁的模具压平，并均匀分布到模具凹处，然后受到模具的加热固化，同时将污垢、杂质等粘到胶片上，最后，将固化后的胶片和污垢一同剥离，达到清模的目的。

清模润模胶条清模方法存在以下缺点：对于模具模腔密度高、生产量较大的模具不能达到彻底清洁的效果。在胶条清模过程中，会有部分胶条断裂在模腔边角处，多次清洁也不会被清理出来，最后导致生产出废品。

这两种清模材料在不同的企业中均有不同层度的应用，究其原因如下，三聚氰胺清模料清模成本较低，当企业产能较小的时候，多采用此法；清模胶片的处理速度较快，但成本较高，对于需要加快生产速度的企业则多使用清模胶片。

据上述文献报道，以上两种清模材料清模效率大致如下：

*shot：上模具与下模具闭合生产一次，即1shot。

然而，模具的污垢构成分为两层结构，其中表层污垢主要是塑封料的组分，相对容易从模具上剥离出来；而底层污垢之中含有脱模剂（石蜡）以及塑封料在高温下的部分碳化产物，同时夹杂了部分模具表面金属镀层的成分，所以在底层污垢更难去除。无论是三聚氰胺还是普通的清模胶条，都无法一次将底层污垢彻底去除。需要重复数次的清模工作才能达到清洁模具的目的。

但是现有技术的两种清模方法对于模具模腔密度高、生产量较大、800～900个shots清模一次的封装厂而言，均不太不适用。就清模材料和方法业者而言，尽管对材料的需求会因为清模次数的增加而升高。但是，因为清模材料和方法不仅需要解决如何能够有效地将粘结在模具表面的塑封料清干净的问题，还面对着减少清模时间从而提高了封装厂产能的问题。

现在各封装厂采用是纯清模胶片或者是三聚氰胺清模料，两种未混合使用。两种技术方案只适用于低密度模腔且两次清模间隔12小时的模具。以上两种清模方案清模效果不是很好，清模后会产生一些不良品。据了解，目前无技术方案解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种适用于大规模生产，长间隔清模的半导体封装企业的清模方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种半导体封装中的高密度模腔清模方法，包括以下步骤，（1）以清模胶条进行2～5次清模处理；（2）以清模料饼进行5～8次清模处理；（3）使用润模料进行润模处理1～3次。

所述清模胶条是ST2000、ST5000、ST5100等；

所述清模料饼是EMEC-6等；

所述润模料是EMEC-110S、IWAX等；

进一步，优选的清模胶条清模处理2～3次；优选清模料饼清模处理5～7次。

本发明将传统清模方法中清模料饼和清模胶条混合使用，首先使用清模胶条，因为清模胶条具有使用简单，清模快速的特点，可以快速的将模具中的表层污垢清除。然后，再利用清模料饼重复处理多次，清模料饼处理的对于深层的具有强附着力的碳化物污垢可以起到很好研磨和剥离作用。经过清模料饼的处理后，底层碳化物污垢被有效清除干净，所以最后再使用润模料进行润模处理，在模具的表面形成一层润滑保护层。

经过本法处理的模具可以满足大规模、大批量生产时，长间隔的清模，使清模后的模具达到一个快速、高效生产速度，而且产品中次品、废品的产率大大降低。经试验，本清模方法的清模时间与现有技术的方法相比大降低，且Void（VI）型、Chipped Packages（PG）型和Incomplete Filled（IF）型次品率大大降低。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.清模时间缩短，本发明清模方法清模只需要80～130分钟，远远低于传统清模方式的时间，提高了封装机器产能。

2.本发明方法能够有效的防止废品的产生：①防止Void出现；②防止Chipped Packages（表面碎裂）；③防止Incomplete Filled（填充不完整）。

具体实施方式

本发明中部分专业术语解释如下：“Shots”：上模具与下模具闭合生产一次，叫1shot；闭合生产2次，叫2shots。Lead Frame：引线框架。“Void”：一种废品；简称VI，是指产品表面有孔的废品。“Chipped Packages”一种废品，简称PG，是指产品表面碎裂的废品。“Incomplete Filled”：一种废品，简称IF，是指产品填充不完整的废品。“离型”：模具打开时，产品与模具分离的时候。“官能团”：是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。“低密度模腔”：1shot做出产品小于1000粒。“高密度模腔”：1shot做出产品大于1000粒。

所述ST2000，ST5000、ST5100是新加坡IC Vision有限公司（IC VISION PTE LTD，地址：Blk306A Woodlands St31#02-02Singapore731306）生产的清模胶条，ST2000、ST5000、ST5100为其产品具体型号。所述i-wax是新加坡IC Vision有限公司（IC VISION PTE LTD，地址：Blk306A Woodlands St31#02-02Singapore731306）生产的润模材料，i-wax为具体型号。

所述EMEC-6、EMEC-110s是日本住友电木株式会社（Sumitomo Bakelite Co.,LTD，也译作住友酚醛塑料株式会社）生产的清模料饼和润模颗粒料，EMEC-6、EMEC-110s是其产品型号。

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

一种半导体模具清模方法，以清模胶条处理2～3次+普通清模料饼处理5～7次+料饼润模或I-WAX润模1～3次。主要是运用胶条和普通清模料饼交叉使用。不同于传统清模方法单一使用清模胶条或者清模料饼。其特征是清模胶条和清模料饼混合使用清模。先使用清模胶条2～3次（ST2000、ST5000、ST5100），再使用清模料饼5～7次（EMEC-6），最后使用料饼润模或I-WAX润模1～3次（EMEC-110S、I-WAX）。有区别于现有技术单一使用清模胶条或者料饼清模。

进一步，优选的，本发明清模方法的一个具体实施方案如下：（1）清模胶条ST2000清模处理2～3shots；（2）清模料饼EMEC-6清模处理6～7shots；（3）润模料EMEC-110S润模处理2～3shots。

所述ST2000：具有较强的粘性，与模具结合力较大，开模后会粘在模具上，需要人工辅助清理。更优选ST2000清模3shots。所述EMEC-6：具有较好的清洁作用，配合清模LeadFrame使用。更优选EMEC-6清模7shots。所述EMEC-110s：能很好的附蜡在模具上，配合清模Lead Frame使用。更优选EMEC-110S清模3shots。

总而言之，本清模方法具有以下特点：清模时间约130分钟，ST2000由于粘性较强，对污垢剥离效果较好，但离型时会出现部分粘附在模具上的不足，需要人工处理。

实施例1

以ST2000清模3shots，以EMEC-6清模7shots，以EMEC-110S清模3shots。清模时间较长为130分钟，影响设备产能。ST2000由于粘性较强，离型时会粘在模具上面，需要大量人工时间来处理。

进一步更优选的，本发明清模方法的另一个具体实施方案如下：（1）清模胶条ST2000清模处理1～2shots,清模胶条ST5000清模处理1～2shots；（2）清模料饼EMEC-6配合清模LeadFrame使用清模处理5～6shots；（3）润模料EMEC-110S润模处理2～3shots。

所述ST2000：有较强的粘性，与模具结合力较大，开模后会粘在模具上，需要人工辅助清理。更优选ST2000清模1～2shots。所述ST5000：粘性较弱，可以把模腔内污迹打碎。更优选ST5000清模1～2shots。所述EMEC-6：具有较好的清洁作用，能把ST5000打碎污迹粘下。配合清模Lead Frame使用。更优选EMEC-6清模5shots。所述EMEC-110s：能很好的附蜡在模具上，配合清模Lead Frame使用。更优选EMEC-110S清模3shots。

实施例2

以ST2000+ST5000清模3shots，以EMEC-6清模5shots，EMEC-110S清模3shots。。

1.清模时间较长为115分钟，影响设备产能。

进一步更优选的，本发明清模方法的另一个具体实施方案如下：（1）清模胶条ST5100清模处理2～3shots；（2）清模料饼EMEC-6配合清模Lead Frame使用清模处理5～6shots；（3）润模料I-wax润模处理1～2shots。

所述ST5100：具有较适中的粘性，与模具结合力较小，开模后完整的一块，人工辅助时间少。更优选ST5100清模3shots。所述EMEC-6：具有较好的清洁作用，配合清模Lead Frame使用。更优选EMEC-6清模5shots。所述I-wax是泡沫聚氨酯片：此润模片效果和润模胶条、润模料饼效果相同，润模后模具能维持24小时生产。更优选I-wax清模1shot。

实施例3

以ST5100清模3shots，以EMEC-6清模5shots，以I-wax清模1shot。

本清模方式清模只需要88分钟，远远低于传统清模方式的时间。从而提高了封装机器产能。

总结

采用本发明方法清模时间较短，模具清洁干净，不会有废品的产生。和传统方法相比在同等情况下，清模成本相对较便宜，清模时间缩短一倍，清模后模具清洁度维持时间长，清模后不会产生废品。所以本发明清模方法在半导体封装行业中对有很大的优点。

对比例1

采用同实施例3前两步相同的方法，以ST5100清模3shots，以EMEC-6清模5shots，然后分别以STW9050、STW9060（生产厂商新加坡IC Vision有限公司）进行润模处理2shot。结果润模不完全，不能有效恢复清模处理过程中对于模具表面除去杂物时模面的粗糙化表现，直接进行生产出现void，Incomplete Filled等缺陷。额外再次进行润模处理2～3shots，才能够使模具满足生产需求，生产成本上升明显。

对比例2

采用与ST5100清模处理5shots，用清模料饼处理5shots，以i-wax润模处理2shots。由于ST5100清模处理后模具表面基本无杂质，清模料饼处理效果不明显，而ST5100价格较高，成本上升很多，且i-wax润模处理时效果一般，可能与ST5100清模处理次数过多有关，反应降低了润模的效果，生产过程中出现void缺陷。

Claims (6)

1.一种清模方法，包括以下步骤，（1）以清模胶条进行2~5次清模处理；（2）以清模料饼进行5~8次清模处理；（3）使用润模料进行润模处理1~3次；

所述清模胶条是ST2000、ST5000或ST5100；

所述清模料饼是EMEC-6；

所述润模料是EMEC-110S或IWAX。

2.按照权利要求1所述清模方法，其特征在于，步骤（1）清模胶条清模处理2~3次。

3.按照权利要求1所述清模方法，其特征在于，步骤（2）清模料饼清模处理5~7次。

4.按照权利要求1所述清模方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）清模胶条ST2000清模处理2~3次；（2）清模料饼EMEC-6清模处理6~7次；（3）润模料EMEC-110S润模处理2~3次。

5.按照权利要求1所述清模方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）清模胶条ST2000清模处理1~2次, 清模胶条ST5000清模处理1~2次；（2）清模料饼EMEC-6配合清模Lead Frame使用清模处理5~6次；（3）润模料EMEC-110S润模处理2~3次。

6.按照权利要求1所述清模方法，其特征在于，以ST5100清模3次，以EMEC-6清模5次，以I-wax清模1次。