CN113410143A - 一种面板式塑封模具及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面板式塑封模具及其封装方法，包括上模和下模，上模和下模相互拼接形成塑封模具，塑封模具内部设置有塑封模具腔体，塑封模具腔体设置在上模和下模的连接部位，塑封模具上设置有注塑流道，注塑流道连通塑封模具腔体；塑封模具腔体为面板式腔体，塑封模具腔体用于放置已键合芯片的引线框架。方法包括将设置有已键合芯片的引线框架放置在塑封模具的塑封模具腔体中；注塑杆将流动的塑封料注塑至塑封模具腔体中；注塑固化后形成面板塑封体，通过塑封压机将塑封模具打开，取出注塑固化后的引线框架，将采用塑封模具注塑后的引线框架，放置于激光头下，保留芯片塑封体的区域，对非芯片塑封体区域进行激光刻蚀去除，完成封装。
Description
技术领域
本发明属于半导体集成电路封装测试领域，具体属于一种面板式塑封模具及其封装方法。
背景技术
引线框架封装技术是最为基础和最为普通的封装技术，广泛应用于各类消费电子产品和工业电子产品的封装，具有技术成熟度高、成本低、兼容性强等优点。引线框架封装形式多种多样，主要有TO、SOT、DIP、SOP、QFP、QFN、DFN等系列，每个系列又分不同的脚位、不同尺寸的封装形式，例如SOP系列可分为SOP8(4.88×3.90×1.45mm3)、SOP14(8.66×3.90×1.45mm3)、SOP20(12.75×7.50×2.34mm3)、SOP28(18.00×7.50×2.34mm3)等封装形式，每个封装形式在脚位、尺寸方面均具有唯一性。目前，整个封装行业内拥有数百种以上的引线框架封装形式。
引线框架封装主要采用塑封模具进行封装，不同封装形式之间的尺寸存在差异，则其所对应的塑封模具也将不一样。目前行业内TO、SOT、DIP、SOP、QFP等封装形式的塑封主要采用多型腔体的塑封模具，其具体封装技术为：(1)将带有已键合芯片的框架放置于塑封模具中，见附图1；(2)模具在塑封压机的作用下闭合；(3)在高温、高压的条件下，注塑杆将流动的塑封料注塑至塑封型腔中，见附图2；(4)在注塑固化以后，通过塑封压机将塑封模具打开，取出注塑固化后的框架，见附图3；(5)对注塑固化后的框架进行烘烤再固化；(6)采用电镀的方法对框架未塑封的铜材部分上锡；(7)对塑封体表面进行激光打标，标识产品；(8)采用冲切成型设备，将一颗颗电路从框架上分离成型，完成产品封装。
采用以上多型腔注塑模具进行TO、SOT、DIP、SOP、QFP封装，存在一定的局限性，主要为：(1)不同的封装形式其外观尺寸大小不一样，对塑封模具的型腔尺寸要求也不一样。不同产品需要开发不同的塑封模具，塑封模具昂贵，不利于产品的开发；同时，更换塑封模具进行不同产品的封装，要耗费较长的时间，影响设备利用率。(2)采用多型腔注塑模具进行塑封，会导致每颗产品注塑后在其塑封体外引脚根部存在溢料，部分产品溢料无法有效地通过电镀环节去除，溢料的存在影响后续电镀的质量及外观。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种面板式塑封模具及其封装方法，实现同一厚度不同管脚、不同长宽的封装形式在同一塑封模具上完成塑封，并在激光刻蚀成型的同时，对塑封体外引脚根部的溢料进行有效去除。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种面板式塑封模具，包括上模和下模，所述上模和下模相互拼接形成塑封模具，所述塑封模具内部设置有塑封模具腔体，塑封模具腔体设置在上模和下模的连接部位，所述塑封模具上设置有注塑流道，所述注塑流道连通塑封模具腔体；
所述塑封模具腔体为面板式腔体，所述塑封模具腔体的数量为1个，所述塑封模具腔体用于放置已键合芯片的引线框架。
优选的，所述塑封模具腔体呈多边形结构。
优选的，所述塑封模具腔体对称设置在上模和下模的连接部位。
优选的，所述引线框架采用铜制成。
一种封装方法，包括以下步骤，
步骤1，将设置有已键合芯片的引线框架放置在塑封模具的塑封模具腔体中；
步骤2，注塑杆将流动的塑封料注塑至塑封模具腔体中；
步骤3，注塑固化后形成面板塑封体，通过塑封压机将塑封模具打开，取出注塑固化后的引线框架；
步骤4，将采用塑封模具注塑后的引线框架，放置于激光头下，保留芯片塑封体的区域，对非芯片塑封体区域进行激光刻蚀去除，完成封装。
优选的，步骤4中，采用激光头对非芯片塑封体区域的框架部分进一步激光刻蚀，去除引线框架上附着的残余塑封料。
优选的，步骤4中，对进行激光刻蚀后的引线框架进行电镀上锡并激光打标标识。
优选的，步骤4中，采用冲切成型模具对引线框架进行冲切成型，获得单颗产品，完成同一塑封模具上的封装。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供一种一种面板式塑封模具，针对不同封装形式之间存在的塑封模具不能共用的问题，形成了一种具有兼容性的引线封装塑封模具。该塑封模具可以兼容同一厚度、不同类型的引线封装，实现相同厚度、不同脚位、不同长宽的TO、SOT、DIP、SOP、QFP产品，在同一塑封模具中完成注塑封装。本发明有效避免了单一封装形式对应单一模具的问题，可实现一个塑封模具兼容多种封装形式的注塑。采用该塑封模具，塑封模具只与封装塑封体的厚度有关，与封装的脚位、封装的长宽尺寸无关，实现单一塑封模具可对应于多种同一厚度封装形式的封装。同时，激光刻蚀既可以将面板状的塑封体刻蚀成一颗颗塑封产品，还可以有效去除单颗塑封体外引脚根部的溢料，改善后续电镀的质量和外观。
本发明提供一种封装方法，针对TO、SOT、DIP、SOP、QFP等塑封体外侧带有外引脚的封装系列，采用具有兼容性的塑封模具完成整个引线框架的全面板塑封，并引入激光刻蚀成型环节，在全面板塑封的框架上激光刻蚀形成阵列状的一颗颗塑封产品。采用塑封模具塑封后，采用激光刻蚀的方法形成特定封装类型的外观尺寸，并露出外引线。再采用激光刻蚀的方法去除外引线表面残余塑封料，并按现有工艺流程实现电镀、打标、冲切成型等工艺环节。该塑封模具及其封装方法，可实现不同封装类型之间的塑封模具共用，并有效去除塑封体外引脚根部的溢料，对于开发多品种、少数量的封装结构体系而言，具有兼容性好、成本低、时间快等优点。
进一步的，通过激光对非芯片塑封体区域的框架部分进一步激光刻蚀，由于框架材质铜较塑封料有机物具有更高的熔点，激光刻蚀将进一步去除框架上附着的残余塑封料，实现塑封体外引脚根部溢料的有效去除。
附图说明
图1为多型腔塑封模具注塑前示意图。
图2为多型腔塑封模具注塑过程示意图。
图3为多型腔塑封模具注塑后框架示意图。
图4为多型腔塑封模具结构示意图。
图5为本发明所述塑封模具结构示意图。
图6为本发明所述塑封模具注塑前示意图。
图7为本发明所述塑封模具注塑过程示意图。
图8为本发明所述塑封模具注塑后框架示意图。
图9为本发明所述激光刻蚀成型示意图。
附图中：1为注塑杆，2为塑封料，3为塑封模具，4为芯片，5为引线框架，6为多型腔塑封模具型腔，7为塑封体，8为注塑流道，9为塑封模具腔体，10为面板塑封体，11为激光头。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种面板式塑封模具，针对TO、SOT、DIP、SOP、QFP等塑封体外侧带有外引脚的封装系列，采用具有兼容性的塑封模具完成整个引线框架的全面板塑封，并引入激光刻蚀成型环节，在全面板塑封的框架上激光刻蚀形成阵列状的一颗颗塑封产品。
本发明一种面板式塑封模具，有效避免了单一封装形式对应单一模具的问题，可实现一个塑封模具兼容多种封装形式的注塑。采用该塑封模具和封装方法，塑封模具只与封装塑封体的厚度有关，与封装的脚位、封装的长宽尺寸无关，实现单一塑封模具可对应于多种同一厚度封装形式的封装。同时，激光刻蚀既可以将面板状的塑封体刻蚀成一颗颗塑封产品，还可以有效去除单颗塑封体外引脚根部的溢料，改善后续电镀的质量和外观。
传统的多型腔的塑封模具，针对具体封装形式具有一个个固定尺寸的型腔，对应于整个引线框架塑封模具的表面为阵列状的型腔，如图4。注塑流道与每个型腔相连，为流动的塑封料提供注塑流道。封装后每个型腔对应一个塑封产品。
本发明的塑封模具不针对具体封装形式的长宽尺寸，将多型腔塑封模具的型腔进行整体相连，形成了只有一个且覆盖整个框架的面板式腔体；如图5所示，一种面板式塑封模具，包括上模和下模，上模和下模相互拼接形成塑封模具3，塑封模具3内部设置有塑封模具腔体9，塑封模具腔体9设置在上模和下模的连接部位，塑封模具3上设置有注塑流道8，注塑流道8连通塑封模具腔体9；塑封模具腔体9为面板式腔体，塑封模具腔体9的数量为1个，塑封模具腔体9用于放置已键合芯片4的引线框架5。塑封模具腔体9呈多边形结构。塑封模具腔体9对称设置在上模和下模的连接部位。引线框架5采用铜制成。注塑流道8与整个面板式腔体相连，流动的塑封料2经过注塑流道8进入面板式腔体，封装后整个腔体包封了一个框架内所有的塑封产品。
本发明一种塑封模具的注塑封装方法，包括以下步骤，
步骤1，将带有已键合芯片4的引线框架5放置于塑封模具3中的塑封模具腔体9中，见附图6；
步骤2，塑封模具3通过塑封压机的作用进行闭合；
步骤3，在高温、高压的条件下，注塑杆1将流动的塑封料2注塑至塑封模具腔体9中，见附图7；
步骤4，在注塑固化以后形成面板塑封体10，通过塑封压机将塑封模具3打开，取出注塑固化后的引线框架5，见附图8。
步骤5，将采用塑封模具3注塑后的引线框架5，放置于激光器的激光头11下，根据框架的标识位置，确定每个芯片4对应的塑封体位置。保留芯片4塑封体的区域，对非芯片塑封体区域进行激光刻蚀去除，见附图9。
步骤6，在面板状塑封体10的引线框架5上，采用激光刻蚀成型出一颗颗塑封产品之后，将激光头11对非芯片塑封体区域的框架部分进一步激光刻蚀，由于框架材质铜较塑封料有机物具有更高的熔点，激光刻蚀将进一步去除框架上附着的残余塑封料，实现塑封体外引脚根部溢料的有效去除。
本发明一种塑封模具及其封装的方法，针对不同封装形式之间存在的塑封模具不能共用的问题，形成了一种具有兼容性的引线封装塑封模具。该塑封模具可以兼容同一厚度、不同类型的引线封装，实现相同厚度、不同脚位、不同长宽的TO、SOT、DIP、SOP、QFP产品，在同一塑封模具中完成注塑封装。用该模具塑封后，采用激光刻蚀的方法形成特定封装类型的外观尺寸，并露出外引线。再采用激光刻蚀的方法去除外引线表面残余塑封料，并按现有工艺流程实现电镀、打标、冲切成型等工艺环节。该塑封模具及其封装方法，可实现不同封装类型之间的塑封模具共用，并有效去除塑封体外引脚根部的溢料，对于开发多品种、少数量的封装结构体系而言，具有兼容性好、成本低、时间快等优点。
如图1所示，将含有已键合芯片4的引线框架5放置于具有多型腔塑封模具型腔6中，将塑封料2放置于注塑流道8中，待下一步注塑。
如图2所示，通过注塑压机，将多型腔的塑封模具闭合，并通过注塑杆1，将高温融化的塑封料2经注塑流道8注塑至塑封模具的型腔中，填满每个型腔。
如图3所示，注塑后，通过注塑压机将多型腔塑封模具打开，取出已经成型的引线框架5。框架上的芯片4被包封在一颗颗黑色的塑封体7中。
如图4所示，多型腔塑封模具具有一个个多型腔塑封模具型腔6，每个型腔的尺寸对应于封装形式具体的长、宽、高，具有封装形式的唯一性。模具表面呈现出阵列状的型腔形貌。
如图5所示，本发明塑封模具3的表面，为一个整体的腔体结构形成塑封模具腔体9，整个腔体面积对应于整个引线框架5待包封的面积，对应于多个芯片4的塑封体7及其周围框架的面积之和。
如图6所示，将含有已键合芯片4的框架放置于本发明所述的塑封模具3中，将塑封料2放置于注塑流道8中，待下一步注塑。
如图7所示，通过注塑压机，将本发明所述的塑封模具3进行闭合，并通过注塑杆1，将高温融化的塑封料2注塑至塑封模具3的型腔中，填满塑封模具腔体9。
如图8所示，注塑后，通过注塑压机将本发明所述的塑封模具3打开，取出已经成型的引线框架5。引线框架5上的所有芯片4被包封在整块的面板塑封体10中。
如图9所示，将面板状塑封后的引线框架5，放置于激光器之下，采用激光头11对芯片4塑封体之外的部分进行刻蚀成型，实现框架上一个个塑封体7的成型，最后得到附图3的效果。
实施例1：
针对LQFP32(32引脚，长×宽×高：10×10×1.4mm3)、LQFP48(48引脚，长*宽*高：7×7×1.4mm3)两个封装形式，具体实施步骤如下：
步骤1：对两种封装形式，采用各自专用的引线框架完成芯片的粘片、键合；
步骤2：由于塑封体厚度一样，可采用同一个厚度为1.4mm的塑封模具进行塑封。先对LQFP32引线框架进行注塑塑封，并从塑封模具中取出LQFP32引线框架；
步骤3：再进行LQFP48引线框架注塑塑封，塑封完成后从塑封模具中取出LQFP48引线框架；
步骤4：对塑封后的LQFP32引线框架、LQFP48引线框架进行烘烤固化；
步骤5：将LQFP32引线框架放置于激光头下，保留芯片塑封体10×10mm2的区域，对其他非塑封体区域进行激光刻蚀整型。整型后，对露出部分的引线框架的残胶进行溢料去除；
步骤6：将LQFP48引线框架放置于激光头下，保留芯片塑封体7×7mm2的区域，对其他非塑封体区域进行激光刻蚀整型。整型后，对露出部分的引线框架的残胶进行溢料去除；
步骤7：对激光刻蚀整型及去溢料后的LQFP32引线框架、LQFP48引线框架进行切筋；
步骤8：对切筋后的LQFP32引线框架、LQFP48引线框架进行电镀上锡；
步骤9：对电镀上锡的LQFP32引线框架、LQFP48引线框架进行激光打标标识；
步骤10：分别采用LQFP32、LQFP48冲切成型模具对LQFP32、LQFP48引线框架进行冲切成型，获得LQFP32、LQFP48的单颗产品。完成不同封装形式的LQFP32、LQFP48在同一塑封模具上的封装。
实施例2：
针对某SOP20(20引脚，长×宽×高：12.75×7.5×2.34mm3)、SOP28(28引脚，长*宽*高：18×7.5×2.34mm3)两个封装形式，具体实施步骤如下：
步骤1：对两种封装形式，采用各自专用的引线框架完成芯片的粘片、键合；
步骤2：由于塑封体厚度一样，可采用同一个厚度为2.34mm的塑封模具进行塑封。先对SOP20引线框架进行注塑塑封，并从塑封模具中取出SOP20引线框架；
步骤3：再进行SOP28引线框架注塑塑封，塑封完成后从塑封模具中取出SOP28引线框架；
步骤4：对塑封后的SOP20引线框架、SOP28引线框架进行烘烤固化；
步骤5：将SOP20引线框架放置于激光头下，保留芯片塑封体12.75×7.5mm2的区域，对其他非塑封体区域进行激光刻蚀整型。整型后，对露出部分的引线框架的残胶进行溢料去除；
步骤6：将SOP28引线框架放置于激光头下，保留芯片塑封体18×7.5mm2的区域，对其他非塑封体区域进行激光刻蚀整型。整型后，对露出部分的引线框架的残胶进行溢料去除；
步骤7：对激光刻蚀整型及去溢料后的SOP20引线框架、SOP28引线框架进行电镀上锡；
步骤8：对电镀上锡的SOP20引线框架、SOP28引线框架进行激光打标标识；
步骤9：分别采用SOP20、SOP28冲切成型模具对SOP20、SOP28引线框架进行冲切成型，获得SOP20、SOP28的单颗产品。完成不同封装形式的SOP20、SOP28在同一塑封模具上的封装。
Claims (8)
1.一种面板式塑封模具，其特征在于，包括上模和下模，所述上模和下模相互拼接形成塑封模具(3)，所述塑封模具(3)内部设置有塑封模具腔体(9)，塑封模具腔体(9)设置在上模和下模的连接部位，所述塑封模具(3)上设置有注塑流道(8)，所述注塑流道(8)连通塑封模具腔体(9)；
所述塑封模具腔体(9)为面板式腔体，所述塑封模具腔体(9)的数量为1个，所述塑封模具腔体(9)用于放置已键合芯片(4)的引线框架(5)。
2.根据权利要求1所述的一种面板式塑封模具，其特征在于，所述塑封模具腔体(9)呈多边形结构。
3.根据权利要求1所述的一种面板式塑封模具，其特征在于，所述塑封模具腔体(9)对称设置在上模和下模的连接部位。
4.根据权利要求1所述的一种面板式塑封模具，其特征在于，所述引线框架(5)采用铜制成。
5.一种封装方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1，将设置有已键合芯片(4)的引线框架(5)放置在塑封模具(3)的塑封模具腔体(9)中；
步骤2，注塑杆(1)将流动的塑封料(2)注塑至塑封模具腔体(9)中；
步骤3，注塑固化后形成面板塑封体(10)，通过塑封压机将塑封模具(3)打开，取出注塑固化后的引线框架(5)；
步骤4，将采用塑封模具注塑后的引线框架(5)，放置于激光头(11)下，保留芯片(4)塑封体的区域，对非芯片塑封体区域进行激光刻蚀去除，完成封装。
6.根据权利要求5所述的一种封装方法，其特征在于，步骤4中，采用激光头(11)对非芯片塑封体区域的框架部分进一步激光刻蚀，去除引线框架(5)上附着的残余塑封料。
7.根据权利要求5所述的一种封装方法，其特征在于，步骤4中，对进行激光刻蚀后的引线框架(5)进行电镀上锡并激光打标标识。
8.根据权利要求5所述的一种封装方法，其特征在于，步骤4中，采用冲切成型模具对引线框架(5)进行冲切成型，获得单颗产品，完成同一塑封模具3上的封装。
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| JP2016162965A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | ローム株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| CN108878299A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-11-23 | 无锡中微高科电子有限公司 | 通过激光进行框架类集成电路塑料封装的制备方法 |
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2021
- 2021-06-15 CN CN202110662016.9A patent/CN113410143A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09321205A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法およびその方法で用いるリードフレームならびにリードフレームの製造方法 |
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