CN113276359B - 注塑模具及注塑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种注塑模具及一种注塑方法，所述注塑模具包括：底盘，用于放置待注塑的封装芯片，所述封装芯片包括基板及通过倒装工艺固定于所述基板表面的至少一个芯片，所述基板上具有通孔；所述底盘内形成有注胶通道，用于注入塑封料，所述注胶通道与所述基板上的通孔连通。上述注塑模具能够提高注塑后封装芯片的可靠性。

Description

注塑模具及注塑方法
技术领域
本发明涉及芯片封装领域，尤其涉及一种注塑模具及注塑方法。
背景技术
芯片在封装完成后，需要通过注塑将封装完成后的芯片进行包裹，从而对芯片进行保护。
对于通过倒装工艺(Flip chip)封装的芯片，芯片与基板之间通过焊球与基板上的电路连接。塑封过程，需要将塑封料包裹整个芯片，填充满芯片与基板之间的间隙。由于芯片与基板之间直接通过焊球连接，间隙较小，焊球之间间隔距离也较小，因此，塑封料在填充时空气不易排出，容易出现封装结构不可靠的问题。
现有技术中，为了便于在注塑过程中有利于气体的排出，会在封装基板上设置气孔，从而在注塑过程中，随着塑封料的填充，气体自基板上的气孔排出。但是注塑过程中，所述基板与封装模具的底盘表面贴合，气孔容易被堵住，依旧会存在气体无法排除的问题。
因此，如何在注塑过程中，避免封装体内气体残留，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种注塑模具及注塑方法，提高注塑后封装芯片的可靠性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种注塑模具，包括：底盘，用于放置待注塑的封装芯片，所述封装芯片包括基板及通过倒装工艺固定于所述基板表面的至少一个芯片，所述基板上具有通孔；所述底盘内形成有注胶通道，用于注入塑封料，所述注胶通道与所述基板上的通孔连通。
可选的，所述注胶通道包括若干分立的贯穿所述底盘的注胶孔或注胶槽。
可选的，所述注胶通道的一端在所述底盘接触所述封装芯片的一面具有第一开口连通至所述基板上的通孔，另一端在所述底盘远离封装芯片的一面具有第二开口，用于注入塑封料。
可选的，所述第二开口位于所述底盘的底部或者侧壁。
可选的，所述注胶通道的第二开口的面积大于或等于所述第一开口的面积。
可选的，所述注胶通道的第一开口的面积大于或等于所述基板上通孔的面积。
可选的，包括：封盖，用于盖合于所述底盘上，与所述底盘之间形成空腔，所述空腔用于容纳待注塑的封装芯片。
可选的，所述封盖上具有至少两个开孔，所述开孔连通所述空腔与外界，用于由外界向所述空腔内注入塑封料或者向外界排出所述空腔内的空气。
本发明的技术方案还提供一种注塑方法，包括：提供上述的注塑模具以及待塑封的封装芯片，所述封装芯片包括基板及通过倒装工艺固定于所述基板表面的至少一个芯片，所述基板上具有通孔；将所述封装芯片置于所述注塑模具的底盘上并将封盖盖合于所述底盘上形成空腔，所述封装芯片位于所述空腔内，所述基板的背面与所述底盘表面贴合，且所述封装芯片的基板上的通孔与所述底盘内的注胶通道连通；进行第一注入，所述第一注入包括：通过所述底盘内的注胶通道经过所述基板上的通孔向所述空腔内注入液态塑封料或者排出空腔内的气体。
可选的，还包括：进行第二注入，所述第二注入包括：从所述注塑模具的封盖上的开孔向所述空腔内注入液态塑封料。
可选的，当进行所述第一注入过程中，液态塑封料填充满所述芯片与所述基板之间的空隙时，停止所述第一注入，进行所述第二注入，直至将所述空腔填满。
可选的，通过两个以上所述开孔向所述空腔内注入塑封料。
可选的，所述封装芯片的每个芯片所在的基板区域内形成有至少一个通孔。
可选的，所述第一注入过程中，同时或依次通过所述注胶通道向每个通孔注入塑封料。
可选的，还包括：当所述液态塑封料填满所述空腔后，进行热处理，使所述液态塑封料固化。
本发明的注塑模具能够通过底盘向模具形成的空腔内注入塑封料，塑封料自底盘表面向上填充所述空腔。封装芯片置于所述空腔内时，封装芯片的基板位于所述底盘表面，塑封料能够通过基板上的通孔进入空腔内，塑封料首先填充满基板与芯片之间的空隙，从而可以避免注塑过程中，基板与芯片之间气体无法排出而形成孔洞影响基板与芯片之间的连接性能，提高注塑效果。
本发明的注塑方法，首先通过注塑模具底盘上的注胶通道以及封装芯片基板上的通孔向空腔内注入塑封料，塑封料自基板表面向芯片方向填充，可以首先将芯片与基板之间的空间充分填满；而后再向芯片上方的空腔注入塑封料，从而可以避免芯片与基板之间气体无法排出，出现孔洞的问题。
附图说明
图1A至图1B为本发明一具体实施方式的注塑模具的底盘的结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式的注塑模具的结构示意图；
图3A至图3B为本发明一具体实施方式的底盘的结构示意图；
图4至图6为本发明一具体实施方式的注塑过程的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有技术中，在对倒装工艺的封装芯片进行注塑时，容易存在气体无法排出的问题。
为了解决上述问题，发明人提出一种新的注塑模具及注塑方法，以改善上述问题。
下面结合附图对本发明提供的新的注塑模具及注塑方法的具体实施方式做详细说明。
请参考图1A至图1B，为本发明一具体实施方式的注塑模具的结构示意图，其中图1A为注塑模具的底盘100的俯视示意图；图1B为沿图1B中割线AA’的剖面示意图。
所述注塑模具包括底盘100，所述底盘100用于放置待注塑的封装芯片，所述底盘100内形成注胶孔101，所述注胶孔101用于从外界向所述注塑模具内注入塑封料。所述外界指的是注塑模具的外部。
该具体实施方式中，若干分立的所述注胶孔101，贯穿所述底盘100，作为所述底盘100内的注胶通道。该具体实施方式中，在平行于所述底盘101表面的方向上，所述注胶孔101的横截面为圆形，在其他具体实施方式中，所述注胶孔101的横截面可以为多边形、椭圆形、矩形等其他形状。在其他具体实施方式中，所述注胶通道还可以为长条槽状，用于同时连通封装芯片基板上的多个通孔，以便同时向多个通孔内注入塑封料。
待注塑的封装芯片包括基板及通过倒装工艺固定于所述基板表面的至少一个芯片，所述基板上具有通孔。该具体实施方式中，所述注胶孔101呈阵列分布，与待注塑处理的封装芯片上的通孔一一对应，当封装芯片放置于所述底盘100上时，所述注胶孔101与所述基板上的通孔连通。
在其他具体实施方式中，所述注胶孔101的数量可以大于所述通孔的数量，以适应更多类型的封装芯片。本领域技术人员可以根据实际需求，合理设置所述注胶孔101的分布。
请参考图2，所述注塑模具还包括封盖200，所述封盖200用于盖合于所述底盘100上，与所述底盘100之间形成空腔201，所述空腔201用于容纳待注塑的封装芯片。
可以通过所述底盘100内的注胶孔100，向所述空腔201内注入塑封料，以将置于所述空腔201内的封装芯片进行塑封。
为了便于控制注塑过程中，向所述空腔201内注入的塑封料的流速，该具体实施方式中，所述底盘100内的注胶孔101在沿塑封料注入方向上，注入端口的面积大于或等于流出端口的面积，从而适当减缓塑封料流入模具内部的流速，避免在注塑过程中，由于塑封料流速过大而对封装芯片造成较大的冲击力，导致芯片与基板之间脱离。该具体实施方式中，所述注胶孔101包括两段直径不同的部分，直径较大的部分位于注入端，直径较小的部分位于流出端。
在其他具体实施方式中，所述注胶孔101也可以为圆锥形孔，侧壁倾斜；或者所述注胶孔101各位置处横截面面积相同。
该具体实施方式中，所述封盖200上具有一个开孔，作为注入孔202，用于向所述空腔201内注入塑封料。在其他具体实施方式中，所述封盖200上可以具有两个以上的注入孔202，通过两个以上注入孔202向空腔内注入塑封料，可以提高效率。所述封盖200上形成有至少两个开孔，用于向所述空腔内注入塑封料或者排出空腔内的气体，可以根据具体情况进行设置。
所述封盖200上还可以形成有特定的开孔，作为出气孔(图中未示出)，用于连通所述空腔201和注塑模具外部，用于在向空腔201内注入塑封料的过程中，向外界排出所述空腔201内的气体。
在其他具体实施方式中，所述封盖200上形成有至少两个开孔，用于向所述空腔内注入塑封料或者排出空腔内的气体，可以根据具体情况对每个开孔的功能进行设置。
在其他具体实施方式中，所述注胶通道的一端在所述底盘接触所述封装芯片的一面具有第一开口连通至所述基板上的通孔，另一端在所述底盘远离封装芯片的一面具有第二开口，用于从外界向所述注塑模具内注入塑封料。所述外界即为注塑模具的外部。
请参考图3A至图3B，为本发明另一具体实施方式的底盘300的结构示意图。
该具体实施方式中，所述底盘300内形成有若干组注胶通道310，每一组注胶通道310用于连通封装芯片基板上位于同一行的通孔。
所述底盘300包括相对的正面与背面，所述正面为与封装芯片接触的表面，所述背面为远离封装芯片的表面。所述注胶通道310包括位于所述底盘300背面的第一开口为注胶口303，位于所述底盘300内连通至所述注胶口303的注胶管路302，以及位于所述底盘300正面的若干第二开口，即出胶口301，所述出胶口301一端连通至所述注胶管路302，另一端用与连通至所述封装芯片的基板上的通孔。所述出胶口301作为塑封料流出端，所述注胶口303作为塑封料流入端。
通过一个注胶口303即可以实现向多个位置处的出胶口301处注入塑封料，从而可以提高塑封料注入效率。
在其他具体实施方式中，所述底盘300内的注胶通道也可以通过一路注胶管路连接至所有的出胶口，从而可以同时向底盘300内所有位置处的出胶口注入塑封料，可以包括一个或多个注胶口与所述注胶管路连通。
该具体实施方式中，所述注胶口303位于所述底盘300的背面；在其他具体实施方式中，所述注胶口303还可以形成于所述底盘300的侧壁处，所述注胶口303的位置，以及所述注胶管路302的具体连通形式在此不作限定。
在本发明的具体实施方式中，较佳的，底盘内的注胶通道的塑封料流出端口的面积大于或等于所述基板上通孔的面积，即便所述通孔位置与所述塑封料流出口之间有一定偏移，但是由于所述塑封料流出口的面积较大，依旧会与所述通孔之间有重叠部分，从而可以确保塑封料能够通过所述通孔被注入封盖与底盘之间的空腔内。
上述具体实施方式的注塑模具，能够通过底盘向模具形成的空腔内注入塑封料，塑封料自底盘表面向上填充所述空腔。封装芯片置于所述空腔内时，封装芯片的基板位于所述底盘表面，塑封料能够通过基板上的通孔进入空腔内，塑封料首先填充满基板与芯片之间的空隙，从而可以避免注塑过程中，基板与芯片之间气体无法排出而形成孔洞影响基板与芯片之间的连接性能，提高注塑效果。
本发明的具体实施方式，还提供一种采用上述注塑模的注塑方法。
请参考图4至图6，为本发明的注塑过程的结构示意图。
请参考图4，提供注塑模具400及待塑封的封装芯片430。
所述注塑模具400包括底盘410和封盖420，所述底盘410内形成有注胶通道411，所述封盖420具有注入口421。所述注塑模具400的具体结构请参考前述具体实施方式中的描述，在此不再赘述。
将待注塑的封装芯片430置于底盘410上，所述封装芯片430包括基板431及通过倒装工艺固定于所述基板431表面的至少一个芯片432，所述基板431上具有通孔433；将封盖420盖合于所述底盘410表面，形成空腔440，所述封装芯片430位于所述空腔440内，所述基板431的背面与所述底盘410表面贴合，且所述封装芯片430的基板431上的至少部分通孔433与所述底盘410内的注胶通道411连通。
所述封装芯片430的基板431为电路板，形成有电路、焊垫等电连接结构，表面通过倒装工艺，封装有若干芯片432，所述芯片432倒置于所述基板431表面，通过焊球与所述基板431表面的电连接结构形成电性连接。
所述封装芯片430的每个芯片432所在的基板区域内形成有至少一个通孔433，至少其中部分的通孔433与所述底盘410内的注胶通道411，以通过所述注胶通道411以及所述通孔433向所述空腔440内注入塑封料。较佳的，所述基板431内的所有气孔433均与所述底盘410内的注胶通道411连通，便于提高塑封料注入效率。该具体实施方式中，所述通孔433为圆孔，尺寸略小于所述底盘410内的注胶通道411的塑封料流出口。
请参考图5，进行第一注入，所述第一注入包括：通过所述底盘410内的注胶通道411以及所述基板431上的通孔433向所述空腔440内注入液态塑封料500。
所述第一注入过程中，可以同时或依次通过所述注胶通道411向每个所述通孔433注入塑封料500。
该具体实施方式中，由于所述注胶通道411相互独立，可以依次进行塑封料500的注入，在当前注胶通道411连通的通孔433上方的芯片432与基板431之间的间隙被填充满后，再进行注胶通道411的注入。在其他具体实施方式中，也可以同时向各个注胶通道411注入塑封料500。
由于通过底盘310内的注胶通道411向所述空腔440注入塑封料时，塑封料的流动方向朝向所述芯片432，在所述塑封料500填充于所述芯片432与基板431之间时，随着塑封料500的持续填充，会对所述芯片432施加一个使得芯片431背离基板431方向的作用力。因此，若所述塑封料的注入流速过大，会使得芯片432与基板431之间的连接处可靠性降低，有可能会损坏所述芯片432与基板431之间的焊球脱落，导致芯片432与基板431之间的电连接失效。
因此，在注入塑封料500的过程中，需要控制注入的流速。具体的，可以在所述第一注入过程中，控制从每个通孔433流入所述腔体440内的塑封料500的注塑压强范围为7E6Pa～1E7Pa。
请参考图6，当进行所述第一注入过程中，液态塑封料填充满所述芯片432与所述基板431之间的空隙时，停止所述第一注入；进行第二注入，直至塑封料500将所述空腔440(请参考图5)填满。
所述第二注入包括：从所述注塑模具400的封盖420上的注入孔421向所述空腔440内注入液态塑封料500。当所述封盖420上具有两个以上注入孔421时，可以通过两个以上所述注入孔421向所述空腔内注入塑封料，以提高注入效率。
该具体实施方式中，所述注入孔421位于所述封盖400的侧壁；在其他具体实施方式中，所述注入孔421还可以位于所述封盖400的顶部。
由于第二注入过程中，塑封料自芯片432的顶部注入，塑封料对芯片432施加朝向基板431的压力，不会导致芯片432与所述基板431脱离，因此，可以适当提高所述第二注入的塑封料流速，第二注入的塑封料流速大于第一注入的塑封料流速，提高注塑效率。
在第二注入过程中，空腔440上部分的气体，可以通过封盖420上的出气孔排出。
在其他具体实施方式中，也可以在进行第一注入的同时，进行第二注入，控制所述第二注入的流速，使得第二注入的塑封料流苏小于第一注入的塑封料流速，使得所述芯片432与所述基板431之间的间隙能够在空腔440上部分被第二注入填充满之前，被第一注入过程注入的塑封料填充满，使得芯片432与所述基板431之间的间隙内的气体均进入空腔440上部，通过封盖420上的气孔排出。
当液态塑封料填满所述空腔后，进行热处理，使所述液态塑封料500固化；将被固化的所述塑封料包裹的封装芯片510自所述封装模具内取出。
该具体实施方式中，塑封过程中，塑封料600从基板511上通孔进入第一气道411内，将封装芯430自模具中取出时，会连带形成于所述通孔433内的塑封料一起取出，使得所述基板431背面具有塑封料凸起，所述塑封料凸起将所述通孔433封闭。
封装芯片430取出后，还包括在所述封装芯片430的基板431的另一侧表面形成焊球，所述焊球通过所述基板431内的电连接结构与所述基板431正面的芯片432之间形成电连接；然后，将所述基板431进行切割，形成包括单颗芯片432的注塑后封装芯片。
上述注塑方法，首先通过注塑模具底盘上的注胶通道以及封装芯片基板上的通孔向空腔内注入塑封料，塑封料自基板表面向芯片方向填充，可以首先将芯片与基板之间的空间充分填满；而后再向芯片上方的空腔注入塑封料，从而可以避免芯片与基板之间气体无法排出，出现孔洞的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种注塑方法，其特征在于，包括：
提供注塑模具以及待塑封的封装芯片，所述注塑模具包括底盘和封盖，所述底盘，用于放置待注塑的封装芯片，所述封装芯片包括基板及通过倒装工艺固定于所述基板表面的至少一个芯片，所述基板上具有通孔；所述底盘内形成有注胶通道，用于注入塑封料，所述注胶通道与所述基板上的通孔连通；所述封盖，用于盖合于所述底盘上，与所述底盘之间形成空腔，所述空腔用于容纳待注塑的封装芯片；所述封盖上具有开孔，所述开孔连通所述空腔与外界，用于由外界向所述空腔内注入塑封料或者向外界排出所述空腔内的气体；所述封装芯片包括基板及通过倒装工艺固定于所述基板表面的至少一个芯片，所述基板上具有通孔；
将所述封装芯片置于所述注塑模具的底盘上并将封盖盖合于所述底盘上形成空腔，所述封装芯片位于所述空腔内，所述基板的背面与所述底盘表面贴合，且所述封装芯片的基板上的通孔与所述底盘内的注胶通道连通；
进行第一注入，所述第一注入包括：通过所述底盘内的注胶通道经过所述基板上的通孔向所述空腔内注入液态塑封料；
进行第二注入，所述第二注入包括：从所述注塑模具的封盖上的开孔向所述空腔内注入液态塑封料；
当进行所述第一注入过程中，液态塑封料填充满所述芯片与所述基板之间的空隙时，停止所述第一注入，进行所述第二注入，直至将所述空腔填满。
2.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于，通过两个以上所述开孔向所述空腔内注入塑封料。
3.根据权利要求2所述的注塑方法，其特征在于，所述封装芯片的每个芯片所在的基板区域内形成有至少一个通孔。
4.根据权利要求3所述的注塑方法，其特征在于，所述第一注入过程中，同时或依次通过所述注胶通道向每个通孔注入塑封料。
5.根据权利要求1～4任一项所述的注塑方法，其特征在于，还包括：当所述液态塑封料填满所述空腔后，进行热处理，使所述液态塑封料固化。
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