CN107180771B - 模具 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供成型性良好的模具。实施方式的模具包括：基板夹持面、型腔部、吸引部、通气孔部、第1、第2中间型腔、以及开闭部。通气孔部设置于型腔部与吸引部之间，成为型腔部内的气体的排出路径，并以通气孔部深度从基板夹持面后退。第1中间型腔设置于通气孔部与吸引部之间，与通气孔部连接，并具有第1宽度。第2中间型腔设置于第1中间型腔与吸引部之间，与第1中间型腔连接而以比通气孔部深度深的第2中间型腔深度从基板夹持面后退，并具有第2宽度。第2宽度比第1宽度窄。开闭部设置于第2中间型腔与吸引部之间。

Description

模具
关联申请
本申请享受以日本专利申请2016-48829号(申请日：2016年3月11日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及模具。
背景技术
存在例如通过树脂等将层叠的多个半导体元件密封了的半导体装置。这样的半导体装置例如通过使用了模具的传递成型装置来制造。例如，若没有适当地填充树脂，则会产生成型缺陷。期望得到成型性良好的模具。
发明内容
本发明的实施方式提供成型性良好的模具。
根据本发明的实施方式，模具包括：基板夹持面、型腔部、吸引部、通气孔部、第1中间型腔、第2中间型腔、以及开闭部。所述基板夹持面与被处理基板的表面接触。所述型腔部从所述基板夹持面后退。所述吸引部从所述基板夹持面后退。所述通气孔部设置于所述型腔部与所述吸引部之间的路径上，与所述型腔部连接而成为所述型腔部内的气体的排出路径，并以通气孔部深度从所述基板夹持面后退。所述第1中间型腔设置于所述路径上的所述通气孔部与所述吸引部之间，与所述通气孔部连接而从所述基板夹持面后退，并具有在相对于与连结所述吸引部和所述型腔部的最短距离路径对应的线段垂直、并且沿着所述基板夹持面的方向上的第1宽度。所述第2中间型腔设置于所述路径上的所述第1中间型腔与所述吸引部之间，与所述第1中间型腔连接而以比所述通气孔部深度深的第2中间型腔深度从所述基板夹持面后退，并具有在相对于与连结所述吸引部和所述型腔部的最短距离路径对应的线段垂直、并且沿着所述基板夹持面的方向上的第2宽度。所述第2宽度比所述第1宽度窄。所述开闭部设置于所述路径上的所述第2中间型腔与所述吸引部之间，对所述路径进行开闭。
附图说明
图1是例示出实施方式所涉及的模具的示意的俯视图。
图2(a)和图2(b)是例示出实施方式所涉及的模具和传递成型装置的示意的剖视图。
图3是例示出使用了实施方式所涉及的模具的传递成型装置的动作的工序顺序的示意的剖视图。
图4是例示出使用了实施方式所涉及的模具的传递成型装置的动作的工序顺序的示意的剖视图。
图5是例示出使用了实施方式所涉及的模具的传递成型装置的动作的工序顺序的示意的剖视图。
图6是例示出使用了实施方式所涉及的模具的传递成型装置的动作的工序顺序的示意的剖视图。
图7是例示出使用了实施方式所涉及的模具的传递成型装置的动作的工序顺序的示意的剖视图。
图8是例示出实施方式所涉及的另一模具的示意的俯视图。
图9是例示出实施方式所涉及的另一模具的示意的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
附图是示意的或概念的图像，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等不一定与实际的情况相同。即使是在表示相同部分的情况下，根据不同的附图，也存在彼此以不同的尺寸和/或比率来表现的情况。
在本申请说明书和各图中，对与已示出的图有关并且与前述同样的要素标注相同的附图标记并适当地省略详细的说明。
图1是例示出实施方式所涉及的模具的示意的俯视图。
图2(a)和图2(b)是例示出实施方式所涉及的模具和传递成型装置的示意的剖视图。
图1是从图2(a)的箭头AA方向观察到的俯视图。图2(a)是对应于图1的A1-A2线剖面的剖视图。图2(b)是对应于图1的B1-B2线剖面的剖视图。
如图2(a)所示，实施方式所涉及的模具10M包括第1模具10和第2模具20。第1模具10的主面10a以与第2模具20的主面20a相对的方式配置。图2(a)示出2个模具彼此分离的状态的例子。
在该例中，在第2模具20的主面20a的上方配置被处理物70的被处理基板71。在被处理基板71的上方例如设有半导体芯片72。被处理基板71和半导体芯片72成为被制造的半导体装置的一部分。
在实施方式中，也可以在第1模具10的上方配置被处理基板71并在其上方配置第2模具20。在实施方式中，第1模具10的位置与第2模具20的位置可以互换。
将从第2模具20朝向第1模具10的方向设为Z轴方向，将相对于Z轴方向垂直的1个方向设为X轴方向。将相对于Z轴方向和X轴方向都垂直的方向设为Y轴方向。
在2个模具之间配置被处理基板71，在2个模具闭合的状态下，基板夹持部的表面例如与被处理基板71接触。
图2(b)示出2个模具闭合的状态。
如图2(a)和图2(b)所示，第1模具10具有基板夹持面11(基板夹持部的表面)。如图2(b)所示，在第1模具10与第2模具20之间配置了被处理基板71(被处理物70)时，基板夹持面11与被处理基板71的表面71a接触。通过基板夹持面11和第2模具20的表面(主面20a)来夹持被处理基板71。
如图2(a)所示，在第1模具10的主面10a设有凹部。向凹部导入树脂40。将树脂40加工成与凹部的形状对应的形状，来制作半导体装置。
在该例中，在第1模具10的主面10a，作为凹部，设有直浇口部10u、横浇道10r、浇口部10g、型腔部10c、通气孔部10v、第1中间型腔10d、第2中间型腔10f、以及吸引部10e。这些部分都是从第1模具10的主面10a的平坦部(基板夹持面11)后退的区域。这些部分连接在一起。
在该例中，在第1模具10设有开闭部12。开闭部12例如是阀针。设有使开闭部12动作的驱动部12d。通过驱动部12d使开闭部12动作，来形成例如凹部与外部连接的状态和不连接的状态。
吸引部10e与吸引路径20p的一端连接。吸引路径20p的另一端连接于减压装置(例如排气泵等，未图示)。
在2个模具之间配置被处理物70，这些模具被设置为彼此靠近，以使得2个模具的一部分彼此接触。例如，开闭部12处于开状态，型腔部10c内的气体(例如空气和/或来自树脂40的排出气体)经由通气孔部10v、第1中间型腔10d、第2中间型腔10f、吸引部10e以及吸引路径20p而被排出。吸引部10e例如是气体吸引部。向排出了内部气体的型腔部10c导入树脂40。在该例中，吸引路径20p设置于第2模具20。在实施方式中，吸引路径20p也可以设置于第1模具10。
树脂40经由设置于模具10M的容器部23而被导入。在该例中，容器部23设置于第2模具20。在实施方式中，容器部23也可以设置于第1模具10。从容器部23填充树脂40。
在实施方式中，传递成型装置110包括模具10M和传递部31。在该例中设有柱塞32。除此之外，也可以设置未图示的控制部。控制部例如进行经由吸引部10e而从模具10M内的空间排出气体的控制、以及基于传递部31的动作而向模具10M内的空间导入树脂40的控制。
容器部23的至少一部分例如是筒状。在容器部23的内部配置柱塞32。在柱塞32的端部配置树脂40。传递部31例如在上下方向上(沿着Z轴)可动。通过传递部31的动作，柱塞32移动，树脂40被向模具10M内(即，第1模具10与第2模具20之间)供给。
例如，开闭部12处于开状态，树脂40被导入直浇口部10u。通过了直浇口部10u的树脂40通过横浇道10r而到达浇口部10g。之后，树脂40被导入至型腔部10c。例如，在树脂40通过通气孔部10v而到达第1中间型腔10d和第2中间型腔10f后，使开闭部12成为闭状态。型腔部10c、通气孔部10v、第1中间型腔10d以及第2中间型腔10f成为大致密闭空间，通过较高的压力而将树脂40填充至这些部分内。此处的大致密闭空间的意思是容许开闭部12成为可动所需的开闭部12与第1模具10的间隙等、模具10M的结构部件间的微小的缝隙。
这样，实施方式所涉及的模具10M(在该例中为第1模具10)包括：基板夹持面11、型腔部10c、吸引部10e、通气孔部10v、第1中间型腔10d、第2中间型腔10f、以及开闭部12。基板夹持面11与被处理基板71的表面71a接触(参照图2(b))。型腔部10c从基板夹持面11后退(参照图2(a))。吸引部10e从基板夹持面11后退(参照图2(a))。
通气孔部10v设置于型腔部10c与吸引部10e之间的路径10p上(参照图1和图2(a))。通气孔部10v与型腔部10c连接，从而成为型腔部10c内的气体的排出路径。型腔部10c以通气孔部深度Dc从基板夹持面11后退(参照图2(a))。
第1中间型腔10d设置于路径10p上的通气孔部10v与吸引部10e之间(参照图1和图2(a))。第1中间型腔10d与通气孔部10v连接，第1中间型腔10d从基板夹持面11后退。第1中间型腔10d具有第1宽度W1(参照图1)。第1宽度W1是在相对于与连结吸引部10e和型腔部10c的最短距离路径对应的线段垂直、并且沿着基板夹持面11的方向(X-Y平面内的1个方向)上的宽度。在该例中，第1宽度W1是在X轴方向上的长度。第1中间型腔10d以第1中间型腔深度Dd从基板夹持面11后退(参照图2(a))。在该例中，第1中间型腔深度Dd比通气孔部深度Dv深。
第2中间型腔10f设置于路径10p上的第1中间型腔10d与吸引部10e之间(参照图1和图2(a))。第2中间型腔10f与第1中间型腔10d连接。第2中间型腔10f从基板夹持面11后退。第2中间型腔10f具有第2宽度W2(参照图1)。第2宽度W2是在相对于与连结吸引部10e和型腔部10c的最短距离路径对应的线段垂直、并且沿着基板夹持面11的方向(X-Y平面内的1个方向)上的宽度。在该例中，第2宽度W2是在X轴方向上的长度。在实施方式中，第2宽度W2比第1宽度W1窄。第2中间型腔10f以第2中间型腔深度Df从基板夹持面11后退。第2中间型腔深度Df比通气孔部深度Dv深(参照图2(a))。
开闭部12(例如阀针)设置于路径10p上的第2中间型腔10f与吸引部10e之间。开闭部12例如进行上下动作和旋转动作中的至少一个。由此，开闭部12能够对第2中间型腔10f与吸引部10e之间的连通部分进行开闭。
例如，存在设置较浅的通气孔部10v而不设置上述较深的中间型腔的第1参考例。在第1参考例中，使开闭部12成为开状态，将树脂40导入模具10M的型腔部10c，在其通过通气孔部10v后使开闭部12成为闭状态，对树脂40施加高压。在开闭部12中，在从开状态向闭状态的切换的定时不合适的情况下，会发生例如树脂40的未填充或树脂40的泄漏。在该参考例中，存在成型性不充分的情况。
相对于此，在实施方式中，设置中间型腔(第1中间型腔10d和第2中间型腔10f)。例如，第2中间型腔深度Df比通气孔部深度Dv深。由此，例如，通过了通气孔部10v的树脂40的速度在第2中间型腔10f中变慢。由此，用于得到合适的成型状态的开闭部12的切换的定时的余裕扩大。能够抑制例如树脂40的未填充或树脂40的泄漏。根据实施方式，能够提供成型性良好的模具。
在设置较浅的通气孔部10v而不设置上述那样的第1中间型腔10d和第2中间型腔10f的第1参考例中，在较浅的通气孔部10v中，由于路径的截面面积较小，所以存在经由通气孔部10v的型腔部10c内的减压不充分的情况。例如，在型腔部10c中，排气容易变为局部性的。例如，存在根据型腔部10c内的位置的不同而脱气不充分的情况。因此，存在树脂40向型腔部10c的填充性部分地变差的情况。
另一方面，存在设置较浅的通气孔部10v而少设置1种中间型腔(例如宽度较窄的第2中间型腔10f)的第2参考例。由于中间型腔的宽度较窄，所以例如存在排气容易变为局部性的、根据型腔部10c内的位置的不同而脱气不充分的情况。因此，存在树脂40向型腔部10c的填充性部分地变差的情况。
在实施方式中，除了较浅的通气孔部10v之外还设置宽度较宽的第1中间型腔10d和宽度较窄的第2中间型腔10f。在宽度较宽的第1中间型腔10d中，内部的气压在面内容易变得均一。由此，容易实现型腔部10c的内部的均一的脱气。由此，能够在面内使填充性均一并且良好。根据实施方式，能够提供成型性良好的模具。
在实施方式中，例如优选第2宽度W2是第1宽度W1的1/100倍以上且1/5倍以下。在低于1/100倍的情况下，第2宽度W2变得过窄，例如脱气变得困难。若超过了1/5倍，则第2宽度W2变得过宽，例如变得容易发生树脂的泄漏。
在实施方式中，优选第1中间型腔10d的第1中间型腔深度Dd比通气孔部深度Dv深。由此，例如，通过了通气孔部10v的树脂40的速度在第2中间型腔10f中变慢。因此，用于得到合适的成型状态的开闭部12的切换的定时的余裕扩大。能够抑制例如树脂40的未填充或树脂40的泄漏。
在实施方式中，优选通气孔部10v的第3宽度W3(参照图2(a))比第2中间型腔10f的第2宽度W2宽。第3宽度W3是在相对于与连结吸引部10e和型腔部10c的最短距离路径对应的线段垂直、并且沿着基板夹持面11的方向(X-Y平面内的1个方向)上的宽度。在该例中，第3宽度W3是在X轴方向上的长度。通过使第3宽度W3比第2宽度W2宽，由此，有效率地进行从型腔部10c的脱气。例如，第3宽度W3也可以与第1宽度W1实质上相同。
在实施方式中，例如优选第2宽度W2是第3宽度W3的1/100倍以上且1/5倍以下。在低于1/100倍的情况下，第2宽度W2变得过窄，例如，变得脱气困难。若超过1/5倍，则第2宽度W2变得过宽，例如变得容易发生树脂的泄漏。
在实施方式中，在设置浇口部10g的情况下，使浇口部10g比通气孔部10v的深度深。即，模具10M(第1模具10)进一步包括以浇口部深度Dg从基板夹持面11后退的浇口部10g(参照图2(a))。在浇口部10g与通气孔部10v之间的至少一部分设置型腔部10c。通气孔部深度Dv比浇口部深度Dg浅。
以下，对传递成型装置110的动作的例子进行说明。
图3～图7是例示出使用了实施方式所涉及的模具的传递成型装置的动作的工序顺序的示意的剖视图。
如图3所示，在第1模具10与第2模具20之间配置被处理物70，并使这些模具闭合。然后，对这些模具之间的空间进行减压。
如图4所示，通过传递部31的驱动，柱塞32向上方移动。由此，树脂40被向型腔部10c内供给。
如图5所示，树脂40通过型腔部10c和通气孔部10v而到达第1中间型腔10d。进一步地，树脂40到达第2中间型腔10f。
如图6所示，检测该状态，并使开闭部12(阀针)成为闭状态。
如图7所示，开闭部12处于闭状态，进一步供给树脂40。树脂40被填充至第2中间型腔10f。一边施加大的填充压力一边使树脂40热固化。
例如，以降低成本为目的，可考虑取消填充于包括硅通孔(TSV)的芯片积层间的空隙的底部填充树脂而全部用模型树脂(mold resin)进行填充。例如，存在一边对模具的型腔内部进行减压一边填充树脂、在填充即将完成之前使阀针工作的方法。然而，在为了填充较窄的空隙而使树脂的粘度降低了的情况下，即使使用这样的方法，也容易发生树脂泄漏或未填充。
在实施方式中，通过在阀针之前设置阻碍树脂的部分(通气孔部10v)，能够延迟阀针的工作。并且，通过在通气孔部10v与阀针之间设置第1中间型腔10d和第2中间型腔10f，能够扩大阀针动作的定时的余裕。并且，通过设置宽度较宽的第1中间型腔10d和宽度较窄的第2中间型腔10f，容易实现型腔部10c的内部的均一的脱气。由此，能够在面内使填充性均一并且良好。
图8是例示出实施方式所涉及的模具的示意的俯视图。
如图8所示，在实施方式的另一模具10Ma中，也设置有第1中间型腔10d、第2中间型腔10f、吸引部10e以及开闭部12。在模具10Ma中，第3宽度W3比第1宽度W1宽。除此以外与模具10M相同。在模具10Ma中，第2宽度W2也比第1宽度W1窄。在模具10Ma中也能够得到良好的成型性。
图9是例示出实施方式所涉及的模具的示意的俯视图。
如图9所示，在实施方式的另一模具10Mb中也设置有第1中间型腔10d、第2中间型腔10f、吸引部10e以及开闭部12。在模具10Mb中，针对1个型腔部10c，设置有多个吸引部10e和多个第2中间型腔10f。并且，第1中间型腔10d相对于多个第2中间型腔10f的每一个而分别设置。在模具10Mb中，第3宽度W3也比第1宽度W1宽。除此以外，与模具10M相同。在模具10Mb中，第2宽度W2也比第1宽度W1窄。在模具10Mb中也能得到良好的成型性。
在上述的模具10M、10Ma以及10Mb中，也可以扩大在从第2中间型腔10f朝向第1中间型腔10d的方向上的宽度。宽度也可以连续地扩大。
根据实施方式，能够提供成型性良好的模具。
以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明的实施方式不限定于这些具体例。例如，关于模具所包括的型腔部、通气孔部、中间型腔、吸引部、基板夹持部以及开闭部、和传递成型装置所包括的传递部、传感器部以及控制部等各要素的具体的结构，只要通过本领域技术人员从公知的范围内适宜地进行选择而由此能够同样地实施本发明并获得同样的效果，则都包括于本发明的范围内。
另外，只要包括本发明的主旨，则技术上可行的范围内对各具体例的任意2个以上的要素进行组合而得的实施方式也包括于本发明的范围内。
除此之外，只要包括本发明的主旨，则本领域技术人员有可能基于上述的作为本发明的实施方式的模具而适当地进行设计变更并实施的所有的模具都属于本发明的范围内。
除此之外，应该理解成，在本发明的思想的范畴内，只要是本领域技术人员，则能够想到各种变更例和修正例，关于这些变更例和修正例，也属于本发明的范围内。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为例子而提出的，并非意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行种种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括于发明的范围及主旨内，并且包括于在专利的权利要求书中所记载的发明和其相等的范围内。
附图标记说明
10：第1模具
10M、10Ma、10Mb：模具
10a：主面
10c：型腔部
10d：第1中间型腔
10e：吸引部
10f：第2中间型腔
10g：浇口部
10p：路径
10r：横浇道
10u：直浇口部
10v：通气孔部
10x：中间通气孔部
11：基板夹持面
12：开闭部
12d：驱动部
20：第2模具
20a：主面
20p：吸引路径
23：容器部
31：传递部
32：柱塞
40：树脂
70：被处理物
71：被处理基板
71a：表面
72：半导体芯片
110：传递成型装置
AA：箭头
Dc：通气孔部深度
Dd：第1中间型腔深度
Df：第2中间型腔深度
Dg：浇口部深度
Dv：通气孔部深度
PA：一部分
W1～W3：第1～第3深度

Claims (6)

1.一种模具，具备：
基板夹持面，其与被处理基板的表面接触；
型腔部，其从所述基板夹持面凹入；
吸引部，其从所述基板夹持面凹入；
通气孔部，其设置于所述型腔部与所述吸引部之间的路径上，与所述型腔部连接而成为所述型腔部内的气体的排出路径，并以通气孔部深度从所述基板夹持面凹入；
第1中间型腔，其设置于所述型腔部与所述吸引部之间的路径上的所述通气孔部与所述吸引部之间，与所述通气孔部连接而从所述基板夹持面凹入，并在第1方向上具有第1宽度，所述第1方向是相对于与连结所述吸引部和所述型腔部的最短距离路径对应的线段垂直、并且沿着所述基板夹持面的方向；
第2中间型腔，其设置于所述型腔部与所述吸引部之间的路径上的所述第1中间型腔与所述吸引部之间，与所述第1中间型腔连接而以比所述通气孔部深度深的第2中间型腔深度从所述基板夹持面凹入，并在所述第1方向上具有第2宽度，所述第2宽度比所述第1宽度窄；以及
开闭部，其设置于所述型腔部与所述吸引部之间的路径上的所述第2中间型腔与所述吸引部之间，对所述路径进行开闭。
2.根据权利要求1所述的模具，
所述第1中间型腔以比所述通气孔部深度深的第1中间型腔深度从所述基板夹持面凹入。
3.根据权利要求1所述的模具，
所述通气孔部在所述第1方向上具有第3宽度，
所述第3宽度比所述第2宽度宽。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的模具，
所述第2宽度为所述第1宽度的1/100倍以上且1/5倍以下。
5.根据权利要求3所述的模具，
所述第2宽度为所述第3宽度的1/100倍以上且1/5倍以下。
6.根据权利要求3所述的模具，
所述第3宽度比所述第1宽度宽。
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