CN115565893A - 封装方法、封装设备及塑封元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种封装方法、封装设备及塑封元件，所述方法包括以下步骤：在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一所述模型槽的底壁具有可解胶层，且所述塑封层位于所述可解胶层表面；将多个待封装元件分别置于所述模型槽内，并通过所述塑封层将所述待封装元件粘接固定，且所述焊脚露出于所述模型槽的开口；在所述待封装元件的侧壁与所述模型槽的侧壁之间填充封装胶并使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳；在所述待封装元件的上表面形成外接导电部后，脱去所述过渡载板形成多个独立封装完成的塑封元件。本发明可在过渡载板脱去后，无需切割即形成多个封装完成并相互独立的塑封元件，从而省去引线框架和切割步骤。
Description
技术领域
本发明涉及电子元件封装领域，更具体地说，涉及一种封装方法、封装设备及塑封元件。
背景技术
封装是电子元件，特别是芯片生产的必要工序之一，其主要作用是把电子元件用封装外壳包裹起来，这样不仅起到安装、固定、密封、保护电子元件及增强电热性能等方面的作用，而且还将电子元件上的接点连接到封装外壳的引脚上，并通过这些引脚与外部电路的连接。
目前，芯片封装工艺主要包括基板制备、芯片切割、芯片焊脚键合、底层填料、塑封、切割成型、植球和回流焊等工序。在上述封装工艺中，需要不同的设备完成不同的工序，多个设备加工不同的工序无疑增加设备成本及影响生产周期的效率，且每一设备的损耗都会导致产量损失、材料浪费和多样化制造成本的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述电子元件封装工艺复杂的问题，提供一种封装方法、封装设备及塑封元件。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种封装方法，用于将待封装元件封装形成塑封元件，所述待封装元件的上表面具有焊脚，所述方法包括以下步骤：
在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一所述模型槽的底壁具有可解胶层，且所述塑封层位于所述可解胶层表面；
将多个待封装元件分别置于所述模型槽内，并通过所述塑封层将所述待封装元件粘接固定，且在每一所述模型槽内，所述待封装元件的上表面背向塑封层，所述焊脚露出于所述模型槽的开口；
在所述待封装元件的侧壁与所述模型槽的侧壁之间填充封装胶并使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳，且所述封装胶的顶部不超过所述焊脚所在的平面；
待所述待封装元件的上表面形成外接导电部后，脱去所述过渡载板形成多个封装完成并相互独立的塑封元件。
本发明还提供一种封装设备，一种封装设备，用于将待封装元件封装形成塑封元件，所述待封装元件的上表面具有焊脚，所述封装设备包括第一注胶装置、转移装置、第二注胶装置、热处理装置、3D打印装置、脱模装置以及控制装置：
所述第一注胶装置，用于在所述控制装置控制下，在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一所述模型槽的底壁具有可解胶层，且所述塑封层位于所述可解胶层表面；
所述转移装置，用于在所述控制装置控制下，将多个待封装元件以上表面背向塑封层的方式分别置于多个所述模型槽内，且所述待封装元件的焊脚露出于所述模型槽的开口；
所述第二注胶装置，用于在所述控制装置控制下，在所述待封装元件粘结固定后，向所述待封装元件与模型槽的侧壁之间填充封装胶，且所述封装胶的顶部不超过所述焊脚所在的平面；
所述热处理装置，用于在所述控制装置控制下，在所述待封装元件置于所述模型槽后进行热处理，以使所述塑封层将所述待封装元件粘接固定；以及，在所述控制装置控制下，对所述封装胶和塑封层进行热处理，使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳；
所述3D打印装置，用于在所述控制装置控制下，在所述待封装元件的上表面形成外接导电部；
所述脱模装置，用于在所述控制装置控制下，脱去所述过渡载板形成多个封装完成并相互独立的塑封元件。
本发明还提供一种塑封元件，所述塑封元件使用如上所述的封装方法封装而成。
本发明具有以下有益效果：通过过渡载板上的模型槽作为塑封壳的模腔，并在待封装元件的上表面形成外接导电部，从而在过渡载板脱去后，无需切割即形成多个封装完成并相互独立的塑封元件，相较于现有的封装工艺，省去了引线框架和切割步骤。
附图说明
图1是本发明实施例提供的封装方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的封装方法中待封装元件置于模型槽的示意图；
图3是本发明实施例提供的封装方法中另一待封装元件置于模型槽的示意图；
图4是本发明实施例提供的封装方法中待封装元件置于模型槽的另一示意图；
图5是本发明实施例提供的封装方法中形成一体的塑封壳的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的封装方法中形成一体的塑封壳的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的封装方法中脱去过渡载板的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的封装方法中在待封装元件的上表面形成外接导电部的流程示意图；
图9是本发明实施例提供的封装方法中在待封装元件的上表面形成第一介电层和第一导电层的示意图；
图10是本发明实施例提供的封装方法中在待封装元件的上表面形成第二介电层和第二导电层的示意图；
图11是本发明实施例提供的封装方法中在待封装元件的上表面形成第三介电层和金属触点的示意图；
图12是使用本发明实施例提供的封装方法将多个同类电子元件一体封装的示意图；
图13是使用本发明实施例提供的封装方法将多个不同类电子元件一体封装的示意图；
图14是另一使用本发明实施例提供的封装方法将多个不同类电子元件一体封装的示意图；
图15是本发明实施例提供的封装设备的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明实施例提供的封装方法的流程示意图，该方法用于将待封装元件封装形成塑封元件，其中待封装元件可以为集成电路的裸晶（例如ASIC裸晶、FPGA裸晶、MEMS裸晶、Flash裸晶或PowerPC处理器裸晶或上述芯片组成的功能模块或者系统等）或未经封装的被动元件（例如电阻、电容、电感等）。在本实施例中，该封装方法包括以下步骤：
步骤S11：在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一模型槽的底壁具有可解胶层，且塑封层位于可解胶层表面。
结合图2所示，上述过渡载板可提前制备，且该过渡载板的上表面具有多个模型槽24。在本发明的一个实施例中，过渡载板包括刚性基板21和可解胶层22，其中刚性基板21可由玻璃、硅、金属、塑料、陶瓷的任意一种加工而成，其表面具有多个凹槽；上述可解胶层22可采用对热敏感或对光敏感的材料，从而在受热或特定光照射时失去粘性，从而便于与其表面的物体相分离。
可解胶层22分布于刚性基板21的上表面，并且该可解胶层22同样覆盖凹槽的底壁和侧壁，即模型槽24由可解胶层22覆盖刚性基板21表面凹槽的底壁和侧壁的部分形成，且塑封层41位于模型槽24底部的可解胶层上。具体地，可先将可解胶层22置于刚性基板21的上方，然后采用压合工艺将可解胶层22压合至刚性基板21的表面，包括刚性基板21的凹槽内，并在模型槽24低壁内沉积塑封层。在实际应用中，也可以采用沉积方式将可解胶层22沉积在刚性基板21的上表面（包括凹槽的底壁）。
步骤S12：将多个待封装元件31分别置于模型槽24内，并通过塑封层41将各待封装元件31粘接固定，且在每一模型槽24内，待封装元件31的上表面背向塑封层41，待封装元件31的焊脚311（例如裸晶的PAD）露出于模型槽24的开口。
上述待封装元件31可以为集成电路的裸晶，且待封装元件31的上表面具有焊脚311（例如裸晶的PAD）。具体地，可通过机械手或机器人装置将各个待封装元件31分别放置于模型槽24内，且待封装元件31的上表面（即待封装元件31上焊脚311所在的表面）背向塑封层41。模型槽24的尺寸需大于待封装元件31的尺寸，在将待封装元件31置于模型槽24时，待封装元件31的四个侧壁分别与模型槽24的四个侧壁之间具有间隙。
并且，可在塑封层41尚未完全硬化之前将待封装元件31置于模型槽24内，从而塑封层41可在硬化过程中将待封装元件31粘结固定，但该方案有可能导致在放置待封装元件31时导致塑封层41变形。在实际应用中，也可待塑封层41完全硬化后再将待封装元件31置于模型槽24，然后再对塑封层41或整个过渡载板加热，从而使塑封层41软化，将待封装元件31粘结固定。
特别地，待封装元件31的高度需与模型槽24的深度相适配，使封装元件31上表面高于模型槽24的开口，但优选的，待封装元件31的上表面与模型槽24的开口相持平，使封装元件31的焊脚311高于模型槽24的开口（此时待封装元件31的焊脚311与模型槽24的开口相持平），一方面可避免因待封装元件31的上表面低于模型槽24的开口时，导致后续填充封装胶时封装胶淌到待封装元件31的上表面及焊脚311处，另一方面避免因待封装元件31的上表面高于模型槽24的开口时，封装胶无法包裹待封装元件的侧壁。
步骤S13：在待封装元件31的侧壁与模型槽24的侧壁之间填充封装胶并使封装胶与塑封层41形成一体的塑封壳42，且在填充封装胶时，需使封装胶的顶部不超过模型槽24的开口（即封装胶的顶部不超过焊脚所在的平面）。
在该步骤中，可通过在模型槽24内灌注未硬化的封装胶的方式，由模型槽24的侧壁和底壁构成模腔，使得未硬化的封装胶填充在待封装元件31的侧壁与模型槽24的侧壁之间。当然，在实际应用中，也可通过3D打印方式在待封装元件31的侧壁与模型槽24的侧壁之间填充封装胶，但该方式成本较高、速度较慢。
具体地，结合图5、图6所示，该步骤具体可包括以下步骤：
步骤S131：通过注胶装置将未硬化的封装胶（例如热熔的封装胶）注入到模型槽24内，使未硬化的封装胶在重力作用下填充于所述待封装元件31与模型槽24的侧壁之间。
在实际应用中，上述封装胶具体可以是环氧树脂、可模塑、橡胶或聚酰亚胺等的聚合物中的至少一种。
步骤S132：对封装胶及塑封层41进行热固化处理，使封装胶与塑封层41形成一体的塑封壳42，且塑封壳42的顶部与封装元件31上表面平齐。在该步骤中，可对过渡载板整体进行加热后冷却，以提高封装胶和塑封层结合强度。
步骤S14：在待封装元件31的上表面形成外接导电部后，脱去过渡载板形成多个独立封装完成的塑封元件。
结合图7所示，外接导电部50直接结合到待封装元件31的上表面，并由外接导电部50与塑封壳42共同包裹待封装元件31，为待封装元件31提供保护。同时，由外接导电部50将待封装元件31的焊脚311引出，实现与外部设备（例如印刷电路板或特定接口等）电连接，即通过外接导电部50实现待封装元件31的倒装封装，上述外接导电部50同时构成引线框架。具体地，该外接导电部50可采用3D打印形成，也可通过其他方式形成。
当刚性基板21采用透明或半透明材料，可解胶层22可采用光解胶（例如UV光解胶）时，过渡载板可通过UV光敏剥离与塑封壳42相分离。当可解胶层22采用热解胶时，过渡载板可采用激光热剥离与塑封壳42相分离。剥离完过渡载板后，过渡载板与封装完成后的塑封元件间失去支撑作用，并形成多个相互独立的塑封元件，省去了引线框架和塑封壳切割的步骤。
上述封装方法，通过将过渡载板上的模型槽24作为形成塑封壳42的模腔，并在待封装元件31的上表面形成外接导电部50，从而在过渡载板脱去后，无需切割即形成多个封装完成并相互独立的塑封元件，相较于现有的封装工艺，省去了引线框架和切割步骤，避免多增加的工序造成额外的技术问题。
结合图2所示，在本发明的一个实施例中，过渡载板21与模型槽24为一体成型的结构。即在过渡载板21表面形成凹槽，且可解胶层22覆盖在凹槽的侧壁和底壁并形成模型槽24。
结合图3、图4所示，在本发明的一个实施例中，过渡载板21包括平板状的刚性基板，过渡载板21上方设有可解胶层22，其中，隔离架23可直接通过3D打印设备等在可解胶层22的表面打印生成，由隔离架23与下方的可解胶层22共同形成模型槽24。在实际应用中，隔离架23也可以通过其他现有工艺制备而成，并粘贴固定到可解胶层22表面。隔离架23的材料可以是金属材料、玻璃材料或陶瓷材料等。
特别地，在本发明的一个实施例中，塑封层41可由热熔型胶粘剂构成。在该步骤中，可通过在模型槽24内灌注热熔胶的方式在模型槽24的底部形成塑封层41，例如可通过灌胶装置将熔融状态的热熔胶灌注到模型槽24的底部，由模型槽24的侧壁和底壁构成模腔，热熔胶在重力作用下在模型槽24的底部形成厚薄均匀的一层，在其冷却后即形成塑封层41。当然，在实际应用中，塑封层41也可通过其他方式形成，例如利用一3D打印喷头在模型槽24的底壁打印热熔胶形成塑封层41。
这样，在上述步骤S13的热固化处理过程中，由于热熔胶和封装胶的主要基体都是树脂，在将热熔胶加热到95°±5°时，热熔胶便会由改变其物理状态与封装胶的材料结合，使得封装胶可以填充到待封装原件31的底部，并包裹待封装元件31，在其冷却后便可完成塑封。
能理解的是，在待封装元件31的尺寸不变的情况下，可根据待封装元件31的尺寸来对塑封层41的高度做适应性调整，使待封装元件31的焊脚311的高度高于模型槽24的开口，但优选的是调整刚性基板21上凹槽的深度，塑封层41的厚度过大会导致在塑封完成后的塑封壳遇热再次软化。在本发明的一个实施例中，上述外接导电部50可由形成于待封装元件31的上表面的重布线层(RDL)构成，在该重布线层上可包括锡球、引脚等便于将塑封元件与其他器件电连接的结构。
3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在控制装置控制下，3D打印设备把液体活粉末等打印材料一层层叠加起来，最终把控制装置上的蓝图变成实物。结合图8所示，在本发明的一个实施例中，待封装元件31上表面的重布线层即可通过3D打印形成，相应地，上述步骤S14在待封装元件的上表面形成外接导电部50，具体可包括；
步骤S141：结合图9所示，通过第一喷头组件（与计算机等控制装置相连）按照设计好的线路在待封装元件31的表面打印第一介电层51，以及通过第二喷头组件（与计算机等控制装置相连）按照设计好的线路在待封装元件31的表面打印第一导电层52。上述第一介电层的至少一部分避开待封装元件31的焊脚311；第一导电层52和第一介电层51位于待封装元件31的上表面的相同高度空间内，并且第一导电层51的至少一部分与待封装元件31的焊脚相叠。
即第一介电层51上形成有多个分别围绕焊脚311的镂空部，且该第一介电层的51边缘延伸到塑封壳42的上表面，例如第一介电层51的侧面与塑封壳42的边缘持平。第一导电层52填充于第一介电层51的镂空部内，并构成与待封装元件31的焊脚311电连接的导电柱。
上述第一介电层51可由陶瓷材料、高分子材料、树脂材料、玻璃材料等绝缘材料构成；第一导电层52则可包括铝、铜、金或其合金或其他金属合金材料。并且根据3D打印的特性，上述第一介电层51和第一导电层52分别壳包括多个相叠的子层。
步骤S142：结合图10所示，通过第一喷头组件按照设计好的线路在第一介电层51和第一导电层52的表面打印第二介电层53，以及通过第二喷头组件按照设计好的线路在第一介电层51和第一导电层52的表面打印第二导电层54。上述第二介电层53的至少一部分避开待第一导电层52；第二导电层54和第二介电层53位于第一介电层51和第一导电层52的表面的相同高度空间内，且第二导电层54的至少一部分与待第一导电层52相叠。
即第二介电层53上形成有多个镂空部，且该第二介电层的53的侧面与第一介电层51的侧面持平。第二导电层54填充于第二介电层53的镂空部内，并经由第一导电层52与待封装元件31的焊脚311电连接。
类似地，上述第二介电层53可由陶瓷材料、高分子材料、树脂材料、玻璃材料等绝缘材料构成；第二导电层54则可包括铝、铜、金或其合金或其他金属合金材料。并且根据3D打印的特性，上述第二介电层53和第二导电层54分别壳包括多个相叠的子层。
步骤S143：结合图11所示，通过第一喷头组件按照设计好的线路在第二介电层53和第二导电层54的表面打印第三介电层55，以及通过第二喷头组件按照设计好的线路在第二介电层53和第二导电层54的表面打印金属触点56，上述金属触点56的数量和分布可与现有的标准接口中的导电连接点相对应。上述第三介电层55的至少一部分避开第二导电层54；第三导电层55和金属触点56位于第二介电层53和第二导电层54的表面的相同高度空间内，且金属触点56的至少一部分与第二导电层54相叠，并由金属触点56或植于金属触点56上的导电材料57(例如锡球等)与外部装置（例如印刷电路板、接口等）电连接。
即第三介电层55上形成有多个镂空部，且该第三介电层的55的侧面与第二介电层53的侧面持平。金属触点56填充于第三介电层55的镂空部内，并经由第二导电层54、第一导电层52与待封装元件31的焊脚311电连接。
类似地，上述第三介电层55可由陶瓷材料、高分子材料、树脂材料、玻璃材料等绝缘材料构成；金属触点56则可包括铝、铜、金或其合金或其他金属合金材料。并且根据3D打印的特性，上述第三介电层55和金属触点56分别可包括多个相叠的子层。导电材料57可通过植球和回流焊工艺将锡球等植入到金属触点56的上方，在实际应用中，也可先打印导电层，再打印介电层。
相较于现有使用引线将待封装元件的焊脚键合到引线框架的方案，上述方案无需使用单独设备提前进行引线框架制备，并且由于各个介电层和导电层、金属触点均位于待封装元件31的上表面，因此可减小塑封元件在长度和宽度方向的尺寸。同时，由于待封装元件31的焊脚与3D打印的导电材料直接键合使其结构强度提高，从而使得导电更加稳定。
同时，由于第一导电层52、第二导电层54和金属触点56直接打印在各个介电层中，相较于现有工艺，既省去了通孔的光刻和刻蚀、金属线路的光刻、刻蚀以及电镀沉积等工艺步骤，也无需单独制备导电块和密封填充胶，大大降低了工艺复杂性。
上述打印介电层和导电层可根据工艺的需求进而调整，而非仅限于三层介电层与导电层堆叠打印，根据设计方案与图纸可以是一层也可以多层，本实施例举例三层仅是已较为容易理解的方式进行描述。
在本发明的一个实施例中，上述第二喷头组件可采用选择性激光烧结（SLS）和激光熔覆（Laser Cladding）技术打印第一导电层52、第二导电层54和金属触点56。此时，第二喷头组件可包括用于喷出金属粉末的金属粉末喷头和用于将金属粉末喷头喷出的金属粉末熔化的烧结头，且第一导电层52、第二导电层54和金属触点56分别由熔化后的金属粉末冷却后形成。
具体地，金属粉末喷头在控制装置控制下，按照第一导电层52、第二导电层54、金属触点56的位置逐点逐线喷射金属粉末，烧结头同步发射出激光将金属粉末熔化，熔化后的粉末冷却成型后即构成第一导电层52、第二导电层54和金属触点56。
或者，第二喷头组件也可采用导电材料粘贴打印的方式打印第一导电层52、第二导电层54和金属触点56。此时第二喷头组件包括用于喷出导电浆料的浆料喷头，其中导电浆料为掺杂有金属粉末的高分子聚合物，浆料喷头在控制装置控制下，按照第一导电层52、第二导电层54、金属触点56的位置逐点逐线喷射喷出导电浆料，导电浆料固化后形成第一导电层52、第二导电层54和金属触点56。相对于现有的键合线，由于第一导电层52、第二导电层54和金属触点56的横截面较大，因此其导电性能也能满足导电要求。
类似地，第一喷头组件也可采用上述两种方式之一打印形成第一介电层51、第二介电层53、第三介电层55。
本发明的封装方法可实现单个待封装元件31的封装，即将每一待封装元件31置于一个模型槽24内，并在每一待封装元件31的上表面形成重布线层，且各个待封装元件31的上表面的重布线层相互独立，从而在脱去过渡载板时每一模型槽24内的元件形成一个独立的塑封元件。
此外，本发明的封装方法还可将多个待封装元件31封装一体。结合图12所示，在本发明的一个实施例中，在执行步骤S12时，可将多个待封装元件31置于过渡载板表面的同一模型槽（该模型槽的尺寸与多个待封装元件31的尺寸相适配）内；在执行步骤S13时，除了待封装元件31的侧表面与模型槽的侧壁之间填充有封装胶外，相邻待封装元件31之间的间隙也填充有封装胶；在执行步骤S14时，通过一个重布线层（外接导电部50）覆盖该多个待封装元件31的上表面，即多个待封装元件31通过同一塑封壳和同一重布线层包裹，且该多个待封装元件31的焊脚分别与其上表面的重布线层电连接，并由重布线层实现该多个待封装元件31的焊脚引出。
特别地，由于封装在一起的多个待封装元件31往往是相互协同工作，为提高多个待封装元件31的电连接的稳定性、可靠性及待封装元件31间信号传输效率，可使同一模型槽内的多个待封装元件31的至少部分焊脚通过重布线层电连接，而非由外部结构相连接。通过该方式，可使得封装一体的多个元件之间的信号传输更稳定、更不易受到干扰。
除了将多个相同规格（尺寸）的待封装元件31封装一体，还可将多个不同尺寸的待封装元件311、312封装一体。如图13所示，在本发明的一个实施例中，过渡载板的模型槽的底部可成台阶状，例如图13中模型槽的右侧的深度小于该模型槽的左侧的深度，在执行步骤S12时，可将高度较大的待封装元件311置于模型槽的左侧，将高度较小的待封装元件312置于模型槽的右侧，并通过模型槽底部的不同深度，使得待封装元件311、312的顶部位于同一平面；在执行步骤S13时，除了待封装元件311、312的侧表面与模型槽的侧壁之间填充有封装胶外，待封装元件311、312之间的间隙也填充有封装胶；在执行步骤S14时，通过一个重布线层（外接导电部50）覆盖该待封装元件311、312的上表面，即待封装元件311、312通过同一塑封壳和同一重布线层包裹。
为避免步骤S11中形成塑封层41时热熔胶在硬化前由模型槽底壁的高区流淌到地区，在模型槽底壁的不同高度区域之间具有挡条211，具体地，该挡条211可位于模型槽底壁的较高区域的边缘，其突起于底壁较高区域的高度与塑封层41的厚度相适配。
此外，除了通过每一模型槽分别将一个或多个待封装元件封装一体（即每一模型槽内的塑封壳通过一个独立的重布线层封闭）外，还可通过重布线层将多个模型槽内的待封装元件封装一体。结合图14，在本发明的一个实施例中，过渡载板表面具有多个模型槽，在执行步骤S14时，在相邻模型槽内的待封装元件313、314的上表面形成相连的重布线层，这样，在脱去过渡载板形成封装完成的塑封元件时，重布线层相连的元件形成一个塑封元件。
上述实施例可对具有不同类型的待封装元件进行封装，例如待封装元件313为裸晶，待封装元件314为被动元件，过渡载板表面的两个相邻模型槽分别为第一模型槽和第二模型槽，且第一模型槽的深度与裸晶的高度相适配，第二模型槽的深度与被动元件的高度相适配；在步骤S12中，将裸晶置于第一模型槽内，将被动元件置于第二模型槽内；在步骤S14中，在第一模型槽内的裸晶和第二模型槽内的被动元件的上表面形成相连的重布线层，脱去过渡载板形成封装完成的塑封元件时，第一模型槽和第二模型槽内的元件形成一体的塑封元件。
如图15所示，本发明还提供一种封装设备，该封装设备用于将待封装元件（例如裸晶或被动元件等）封装形成塑封元件。该封装设备包括第一注胶装置81、转移装置82、第二注胶装置83、热处理装置84、3D打印装置85、脱模装置86以及控制装置87，其中控制装置87可以为安装有控制软件的工业计算机等，且该控制装置87分别与第一注胶装置81、转移装置82、第二注胶装置83、热处理装置84、3D打印装置85、脱模装置86相连接，以控制封装进程。为满足封装过程无污染，上述第一注胶装置81、转移装置82、第二注胶装置83、热处理装置84、3D打印装置85、脱模装置86可位于同一封闭空间内，并围绕一个操作平台或在操作平台上按操作工序依次分布（操作平台可包括传送带、机械臂等将物料传送到各个不同工位）。
在本实施例中，第一注胶装置81用于在控制装置87控制下，在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一模型槽的底壁具有可解胶层，且塑封层位于所述可解胶层表面。具体地，过渡载板则可提前制备完成后置于封装设备内；第一注胶装置81可以为小型注胶机，其可将热熔胶等热熔后注入到模型槽的底部。
转移装置82用于在控制装置控制87下，将多个待封装元件以上表面背向塑封层的方式分别置于多个模型槽内，且待封装元件的焊脚露出于模型槽的开口。待封装元件可提前加工成单体（例如切割完成的裸晶），转移装置82具体可以为端部具有抓放工具、定位工具等的机械臂等。
第二注胶装置83用于在控制装置控制87下，在待封装元件粘结固定后，向待封装元件与模型槽的侧壁之间填充封装胶，且封装胶的顶部不超过模型槽的开口。类似地，第二注胶装置83也可以为小型注胶机，其可将可流动状态的封装胶灌注到模型槽内。
热处理装置84用于在控制装置控制87下，在待封装元件置于模型槽后进行热处理，以使塑封层将待封装元件粘接固定，防止带封装元件在后面的工序中移动；该热处理装置84还用于在控制装置87控制下，对封装胶和塑封层进行热处理，使封装胶与塑封层形成一体的塑封壳。
3D打印装置85用于在控制装置87控制下，在待封装元件的上表面形成外接导电部，例如外接导电部可以为重布线层。
脱模装置86用于在控制装置87控制下，脱去过渡载板形成多个封装完成的塑封元件。例如，当过渡载板上的可解胶层为光解胶时，脱模装置86可以为光解胶机。
在本发明的一个实施例中，过渡载板包括呈平板状的刚性基板和位于所述刚性基板其中一个表面的可解胶层；3D打印装置85包括第一喷头组件，结合图3所示，该第一喷头组件用于在控制装置87控制下，在可解胶层的表面制备隔离架并由隔离架与过渡载板共同形成模型槽。
此外，3D打印装置85还包括第二喷头组件。结合图9-图11所示，第一喷头组件还用于在控制装置87控制下，打印第一介电层、第二介电层和第三介电层，第二喷头组件用于在所述控制装置控制下，打印第一导电层、第二导电层和金属触点，其中：第一介电层和第一导电层位于待封装元件的表面，且第一介电层的至少一部分避开待封装元件的焊脚，第一导电层的至少一部分与所述待封装元件的焊脚相叠；第二介电层和第二导电层位于第一介电层和第一导电层的表面，且第二介电层的至少一部分避开待第一导电层，第二导电层的至少一部分与待第一导电层相叠；第三介电层和金属触点位于第二介电层和第二导电层的表面，且第三介电层的至少一部分避开所述第二导电层，金属触点的至少一部分与第二导电层相叠，并由金属触点或植于金属触点上的导电材料构成外接导电部以及由第一导电层和第二导电层实现焊脚与外接导电部的电连接。
在本发明的一个实施例中，第二喷头组件包括用于喷出金属粉末的金属粉末喷头和用于将所述喷头喷出的金属粉末熔化的烧结头，且第一导电层、第二导电层和金属触点分别由熔化后的金属粉末冷却后形成。或者，第二喷头组件包括用于喷出导电浆料的喷头，且第一导电层、第二导电层和金属触点分别由导电浆料固化后形成。
在实际应用中，隔离架和各个介电层也可通过不同的喷头组件打印而成。
上述封装设备与图1-14对应实施例中的封装方法属于同一构思，其具体实现过程详细见对应的方法实施例，且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。
本发明还提供一种塑封元件，所述塑封元件使用如上所述的封装方法封装而成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种封装方法，用于将待封装元件封装形成塑封元件，所述待封装元件的上表面具有焊脚，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一所述模型槽的底壁具有可解胶层，且所述塑封层位于所述可解胶层表面；
将多个待封装元件分别置于所述模型槽内，并通过所述塑封层将所述待封装元件粘接固定，且在每一所述模型槽内，所述待封装元件的上表面背向塑封层，所述焊脚露出于所述模型槽的开口；
在所述待封装元件的侧壁与所述模型槽的侧壁之间填充封装胶并使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳，且所述封装胶的顶部不超过所述焊脚所在的平面；
待所述待封装元件的上表面形成外接导电部后，脱去所述过渡载板形成多个封装完成并相互独立的塑封元件。
2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述过渡载板包括刚性基板，所述刚性基板的表面具有多个凹槽，所述可解胶层覆盖所述凹槽的底壁和侧壁并形成所述模型槽。
3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述过渡载板包括呈平板状的刚性基板和位于所述刚性基板其中一个表面的可解胶层，所述方法还包括；
在所述可解胶层的表面制备隔离架并由所述隔离架与下方的可解胶层共同形成模型槽。
4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述模型槽的底壁的塑封层通过热熔沉积形成；
在所述待封装元件与模型槽的侧壁之间填充封装胶，使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳，包括；
将未硬化的封装胶注入到所述模型槽内，使所述封装胶填充于所述待封装元件与模型槽的侧壁之间；
对所述封装胶及塑封层进行热固化处理，使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳。
5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，在所述待封装元件的上表面形成外接导电部，包括：
在所述待封装元件的上表面形成重布线层，所述重布线层的顶面具有多个金属触点，并由所述金属触点或植于所述金属触点的导电材料构成连接外部设备的接点。
6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于，在所述待封装元件的上表面形成重布线层，包括；
通过第一喷头组件在所述待封装元件的表面打印第一介电层，以及通过第二喷头组件在所述待封装元件的表面打印第一导电层，所述第一介电层的至少一部分避开所述待封装元件的焊脚，所述第一导电层的至少一部分与所述待封装元件的焊脚相叠；
通过第一喷头组件在所述第一介电层和第一导电层的表面打印第二介电层，以及通过第二喷头组件在所述第一介电层和第一导电层的表面打印第二导电层，所述第二介电层的至少一部分避开所述第一导电层，所述第二导电层的至少一部分与所述第一导电层相叠；
通过第一喷头组件在所述第二介电层和第二导电层的表面打印第三介电层，以及通过第二喷头组件在所述第二介电层和第二导电层的表面打印金属触点，所述第三介电层的至少一部分避开所述第二导电层，所述金属触点的至少一部分与所述第二导电层相叠，并由所述第一导电层和第二导电层实现焊脚与金属触点或植于所述金属触点上的导电材料电连接。
7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述第二喷头组件包括喷头用于喷出金属粉末的金属粉末喷头和用于将所述喷头喷出的金属粉末熔化的烧结头，且所述第一导电层、第二导电层和金属触点分别由熔化后的金属粉末冷却后形成；或者，
所述第二喷头组件包括用于喷出导电浆料的浆料喷头，且所述第一导电层、第二导电层和金属触点分别由浆料喷头喷出的导电浆料固化后形成。
8.根据权利要求5或6所述的封装方法，其特征在于，在所述待封装元件的上表面形成重布线层，包括：在每一模型槽内的待封装元件的上表面分别形成重布线层，且各个待封装元件的上表面的重布线层相互独立；
脱去所述过渡载板形成封装完成的塑封元件时，每一模型槽内的元件形成一个独立的塑封元件。
9.根据权利要求5或6所述的封装方法，其特征在于，所述过渡载板表面的同一模型槽内具有多个待封装元件，多个所述待封装元件之间的间隙填充有封装胶，且多个所述待封装元件的焊脚分别与重布线层电连接。
10.根据权利要求9所述的封装方法，其特征在于，同一模型槽内的多个待封装元件的至少部分焊脚通过所述重布线层电连接。
11.根据权利要求5或6所述的封装方法，其特征在于，所述过渡载板表面具有多个模型槽；
在所述待封装元件的上表面形成重布线层，包括：在相邻模型槽内的待封装元件的上表面形成相连的重布线层；
脱去所述过渡载板形成封装完成的塑封元件时，重布线层相连的元件形成一个塑封元件。
12.根据权利要求11所述的封装方法，其特征在于，所述待封装元件包括裸晶和被动元件，所述过渡载板表面的模型槽包括相邻设置的第一模型槽和第二模型槽，且所述第一模型槽的深度与所述裸晶的高度相适配，所述第二模型槽的深度与所述被动元件的高度相适配；
在将待封装元件置于所述模型槽内时，将所述裸晶置于第一模型槽内以及将所述被动元件置于第二模型槽内；
在所述待封装元件的上表面形成重布线层时，在所述第一模型槽内的裸晶和第二模型槽内的被动元件的上表面形成相连的重布线层；
脱去所述过渡载板形成封装完成的塑封元件时，所述第一模型槽和第二模型槽内的元件形成一体的塑封元件。
13.一种封装设备，用于将待封装元件封装形成塑封元件，所述待封装元件的上表面具有焊脚，其特征在于，所述封装设备包括第一注胶装置、转移装置、第二注胶装置、热处理装置、3D打印装置、脱模装置以及控制装置：
所述第一注胶装置，用于在所述控制装置控制下，在过渡载板表面的多个模型槽内分别形成塑封层，每一所述模型槽的底壁具有可解胶层，且所述塑封层位于所述可解胶层表面；
所述转移装置，用于在所述控制装置控制下，将多个待封装元件以上表面背向塑封层的方式分别置于多个所述模型槽内，且所述待封装元件的焊脚露出于所述模型槽的开口；
所述第二注胶装置，用于在所述控制装置控制下，在所述待封装元件粘结固定后，向所述待封装元件与模型槽的侧壁之间填充封装胶，且所述封装胶的顶部不超过所述焊脚所在的平面；
所述热处理装置，用于在所述控制装置控制下，在所述待封装元件置于所述模型槽后进行热处理，以使所述塑封层将所述待封装元件粘接固定；以及，在所述控制装置控制下，对所述封装胶和塑封层进行热处理，使所述封装胶与塑封层形成一体的塑封壳；
所述3D打印装置，用于在所述控制装置控制下，在所述待封装元件的上表面形成外接导电部；
所述脱模装置，用于在所述控制装置控制下，脱去所述过渡载板形成多个封装完成并相互独立的塑封元件。
14.根据权利要求13所述的封装设备，其特征在于，所述过渡载板包括呈平板状的刚性基板和位于所述刚性基板其中一个表面的可解胶层；
所述3D打印装置包括第一喷头组件，且所述第一喷头组件用于在所述控制装置控制下，在所述可解胶层的表面制备隔离架并由所述隔离架与过渡载板共同形成模型槽。
15.根据权利要求14所述的封装设备，其特征在于，所述3D打印装置还包括第二喷头组件；
所述第一喷头组件还用于在所述控制装置控制下，打印第一介电层、第二介电层和第三介电层，所述第二喷头组件用于在所述控制装置控制下，打印第一导电层、第二导电层和金属触点，其中：
所述第一介电层和第一导电层位于所述待封装元件的表面，且所述第一介电层的至少一部分避开所述待封装元件的焊脚，所述第一导电层的至少一部分与所述待封装元件的焊脚相叠；
所述第二介电层和第二导电层位于所述第一介电层和第一导电层的表面，且所述第二介电层的至少一部分避开所述第一导电层，所述第二导电层的至少一部分与所述第一导电层相叠；
所述第三介电层和金属触点位于所述第二介电层和第二导电层的表面，且所述第三介电层的至少一部分避开所述第二导电层，所述金属触点的至少一部分与所述第二导电层相叠，并由所述第一导电层和第二导电层实现焊脚与所述金属触点或植于所述金属触点上的导电材料电连接。
16.根据权利要求15所述的封装设备，其特征在于，所述第二喷头组件包括喷头用于喷出金属粉末的金属粉末喷头和用于将所述喷头喷出的金属粉末熔化的烧结头，且所述第一导电层、第二导电层和金属触点分别由熔化后的金属粉末冷却后形成；或者，
所述第二喷头组件包括用于喷出导电浆料的浆料喷头，且所述第一导电层、第二导电层和金属触点分别由浆料喷头喷出的导电浆料固化后形成。
17.一种塑封元件，其特征在于，所述塑封元件使用如权利要求1-12中任一项所述的封装方法封装而成。
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