CN1312586A - 树脂压模及用其制造半导体器件的方法 - Google Patents

树脂压模及用其制造半导体器件的方法 Download PDF

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Abstract

一种树脂压模,包括:模腔;树脂注入口,经它要固化的树脂注入到模腔;在排气孔,在树脂注射过程中,空气经排气孔排到树脂压模外,排气孔设在相对于模腔与树脂注入口相对的一边上。

Description

树脂压模及用其制造 半导体器件的方法
本发明涉及半导体器件模压树脂封装中用的树脂压模,和用这种树脂压模制造半导体器件的方法。本发明特别涉及用高流动性液体热固性树脂作封装树脂的半导体器件的制造方法和该制造方法用的树脂压模。
通常用以下几种方法对半导体器件进行树脂封装,(1)铸塑,(2)传递模塑,(3)注射模塑。
(1)铸塑,该方法包括:把液体热固性树脂浇注成PPS(聚苯硫),TPX(光学透明塑料)等的固化铸件;安装半导体器件和插入连线焊接(Wire-bonded)的引线架;在炉子中对该复合体加热。
(2)传递模塑,在该方法中,在热固性树脂反应中途中止后使用称作“B级树脂”的树脂,在模塑时对该树脂加热加压使其变成液体,将该液体浇注成热压件,之后,使其热固化。
(3)注射模塑,该方法主要是用热塑性树脂作封装材料。把在高压下的液体封装材料浇注成热压件,之后将它冷却。
通常,注射模塑法只用于热塑性树脂。但是,已开发出的反应速率更快的液体热固性树脂,也可以用液体热固性树脂进行注射模塑法。
但是,所述的常规方法有以下缺点。
(1)铸塑法用于对目前用作封装树脂的主要材料的环氧树脂模塑时,要使环氧树脂进行加成聚合(polyaddition)反应需要很长的固化时间,这一步骤就降低了生产效率。近来,已研究出固化时间较短的原子团反应(radical reaction)型树脂。但是,这类树脂固化收缩会造成很重要的塌陷,因此,这种树脂无实用性。
(2)由于传递模塑法用“B级树脂”,即热固性树脂的反应中途中止后的树脂,这种树脂要储存在冷冻状态中,因此,运输和储存的费用增大。这种树脂还要长的固化时间来进行加成聚合反应。
(3)注射模塑法由于用热塑性树脂封装半导体器件时,所用的高树脂注射压力会使半导体器件与引线架进行了连线焊接的连线断裂。为了防止出现该缺陷,日本专利申请公开4-40870提出一种方法,该方法中,首先进行低压注射制成保护连线的树脂,之后进行真正的外形模压。但是,所提出的方法要考虑到模压的时间周期。而且要用大量的压模,因此,该方法不能用于生产线的批量生产中。而且,半导体器件封装树脂要求有高的耐热性和高的耐潮性,由于透明热塑性树脂的特性决定它不能用作半导体器件的封装树脂。
另一方面,当注射模塑法用于用液体热固性树脂封装半导体器件时,通过使树脂粘到连线上并进行所称的“预浸固化法”固化树脂,可保护连线。但是,按该方法,由于在高注射压力下注射树脂,由于压模的热量,因此树脂粘度降低。结果,可从压模的分模面泄漏树脂而形成毛边。
按本发明的树脂压模包括:模腔;树脂注入口,要固化的液体树脂经注入口注入模腔;排气孔,树脂注射过程中空气经它释放到树脂压模的外部空间中,排气孔设在相对于模腔的与树脂注入口相对的一边上。
本发明的一个实施例中,树脂是热固性树脂,排气孔的间隔大小是,当树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上时,空气能释放到树脂压模的外部空间去,但是,树脂固化并留在树脂压模中。
本发明的另一实施例中,排气孔的间隔大小是,树脂在其重量所加的压力附近的压力下可使树脂流动。
本发明的又一实施例中,排气孔的间隔大小是,填入模腔中的树脂把空气挤出排气孔,在排气孔中树脂固化,树脂不会从排气孔泄漏到树脂压模的外面去。
本发明的又一实施例中,树脂是热固性树脂;在注射树脂的过程中树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上时,树脂注入口的至少一部分呈打开状态。
按本发明的半导体器件的制造方法包括以下步骤:半导体器件放入树脂压模的模腔中,在等于或大于热固性树脂的重量产生的压力和等于或小于2kg/cm2的压力下,经树脂压模的树脂注入口和浇口,从树脂注射喷嘴把热固性树脂注入模腔中,并固化热固性树脂,把半导体器件封装在热固性树脂中。
本发明的又一个实施例中,热固性树脂的注射步骤包括把热固性树脂的粘度降低到3000cps或以下,在等于或高于热固性树脂的重量产生的压力和等于或小于2kg/cm2的压力下,热固性树脂能通过浇口。
本发明的另一实施例中,热固性树脂的注射步骤包括注射热固性树脂同时把树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上。
本发明的另一实施例中,热固性树脂的注射步骤包括注射热固性树脂同时使树脂压模温度保持在热固性树脂的固化温度以下;热固性树脂的固化步骤包括把树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上。
本发明的又一实施例中,热固性树脂的注射步骤包括设置树脂注入口与树脂注射喷嘴之间的间隔,以保证在树脂注射过程中树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上时树脂注射喷嘴不使树脂注入口被封堵。
本发明的又一实施例中,热固性树脂的注射步骤包括冷却树脂注射喷嘴,使它保持在热固性树脂的固化温度以下。
本发明的又一实施例中,热固性树脂是在选自液体环氧树脂,液体乙烯酯树脂,烯丙基树脂和低粘度不饱和聚酯树脂中的至少一种为主要成分中加入基团催化聚合引发剂,或阳离子催化聚合引发剂而得到的树脂。
本发明的另一实施例中,热固性树脂是透明树脂;半导体器件是光接收/发射器件。
通常用作半导体器件封装的热固性树脂的环氧树脂要求长的固化时间以进行加成聚合反应。相反,本发明允许用基团反应型树脂或阳离子催化聚合型树脂,可大大缩短反应时间。除非给它加一定的热量,否则这种树脂不会反应,也不像B级树脂那样要在冷冻状态下存放。
用这种树脂铸塑时,由于固化收缩会引起塌陷问题。但是,这种树脂用于注射模塑时,连续供给树脂可防止出现塌陷,因为树脂的不足得到了补充。因此,注射模塑法适合于模塑快速固化树脂。而且,用液体热固性树脂封装半导体器件仍然会因高的注射压力产生毛边形成的问题。
因此,本发明人进行了有效研究,开发出在低注射压力下把液体热固性树脂注入压模中,实现了本发明的目的。
因此,这里所述的发明有以下优点,(1)提供树脂压模,用它可以低成本进行树脂模塑不会出现树脂塌陷,不会使连线断裂,或出现毛边形成;(2)提供用这种树脂压模制造半导体器件的方法。
本领域的技术人员通过阅读和理解以下结合附图作的详细说明,将会了解本发明的这些优点和其它优点。
图1A和1B是按本发明的一个实施例的树脂压模和各种相关元件的剖视图;
图1C是图1A和1B的平面图;
图2A和2C是本发明另一实施例的树脂压模和各种相关元件的剖视图;
图2B是树脂注入压模后的状态的透视图;
图3A和3B是本发明一个实施例的树脂注入树脂压模工艺的剖视图;
图4A、4B和4C是按本发明一个实施例的树脂注入树脂压模的工艺剖视图;
图5A是按本发明另一实施例的树脂压模中卷筒与排气孔的相对位置的平面图;
图5B和5C是相当于图5A的剖视图;
图5D是对应图5A的局部放大剖视图;
图5E是对应图5A的局部放大透视图;
图6A,6B,6C,6D,6E,6F和6G是按本发明的半导体器件制造方法的剖视图;
图7是按本发明的树脂压模中的排气孔的剖视图。
图8是展示按本发明另一实施例的树脂压模中排气孔的结构的剖视图。
以下将说明发明的原理。
通用的模压方法的实例包括传递模塑,注射模塑等。这些方法要求(1)极高的夹紧压力(约为30至40吨);(2)极高的注射压力(φ40mm的面积上约有1吨的压力);和(3)高精度压模。
通常用作半导体器件封装树脂的环氧树脂,它的反应速率较慢,它的固化时间在约5和约10分钟之间,与它的封装外壳大小有关。由于这种树脂的固化速率慢,有宽的压模开口,例如压模的分模面,排气孔等存在时,树脂不停地流动直到固化完成为止。高的注射压力使该缺陷变得更严重。
而且,模塑制品的光洁度与压模内部结构的尺寸如浇道,浇口和排气孔的尺寸和树脂固化特性极其相关。很难使模塑条件达到最佳,因此只能使模塑的产品形成和树脂的毛边形成之间达到良好平衡。极端情况下,必须改进压模的形状或建立新的压模。
尽管在常规模塑方法中也用了排气孔,但它的尺寸通常是宽约1mm,深约0.01mm。
按本发明在模塑处理中用的树脂压模中设排气孔,排气孔设在相对于模腔的树脂注入口相对边上。注射树脂时,空气经排气孔释放到压模外。结果,可通过低压注射(低压浇注或低压铸塑)把树脂注入压模中,由于是低压注射,所以不需要很大夹紧以防止树脂漏到压模外,以防止树脂在分模面形成毛边。因此不要求用高精度压模。与常规方法不同。因此,制造简单。能降低压模的机械精度,使总成本降低。
正如下面的例子所述的,在压模中设卷筒状沟道能形成排气孔,由此制成开口系统。或者,把排气孔简化成上模与下模之间的间隙。
排气孔是上模与下模之间的间隙时,规定间隙大小为压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上时,空气能经排气孔释放到压模外,但树脂在漏出压模之前已固化。结果,可经低压注射把树脂注入压模中。甚至当构成比常规方法中用的排气孔大的排气孔时,也能减小排气孔沿Z方向的大小,即能减小上模与下模之间的距离,因此能用有效的加热方式使树脂固化。这也可能在模腔外引起毛边形成。因此,毛边能防止空气经排气孔释放到压模外之后树脂漏到压模外。
另一方面,排气孔是设在压模中的卷筒状沟道的情况下,这种排气孔的大小或直径最好不要太大。相对于实际树脂制品的树脂消耗这种过大的排气孔会使更大量的树脂被排气孔消耗掉。这会对整个模塑的模塑固化时间造成危害,并增大了树脂用量,即树脂浪费量增大。
具体地说,可在相对于模腔的树脂注入口相对侧上设卷筒状排气孔,使注入的树脂在树脂自身重量产生的压力附近(以下叫自重压力)的压力作用下流动。排气孔用作树脂通道,树脂在它自己的重量产生的压力附近的压力作用下流动,从模腔流进排气孔。结果,可把树脂经低压注射注入压模。
按本发明的排气孔大于常规方法中用的排气孔。例如,设置如图7所示的较大的排气孔和浇口,按本发明,浇道部分可与产品在一起。
这里所示的产品只是为了说明,而不是限制发明。本发明可用于大范围的制造中。例如引线架型发光二极管,例如球型接头结构;或表面贴装型,例如,衬底型结构;这只是举几个例子。浇道,浇口和排气孔可按产品形状而有不同的形状和设在不同的位置。特别是在对衬底型结构的产品进行树脂封装时,浇道/浇口,排气孔和产品可形成有图7B所示的剖面结构,产品部分可在以后切掉再用。
排气孔构成为间隙时规定它的尺寸为当树脂填入模腔时,注入的树脂把模腔中的空气排到排气孔,但排气孔中的树脂在漏出到压模以外之前已固化。例如,尽管排气孔的具体尺寸与要求包封的结构有关,但排气孔的横截面积最好为0.2mm2或更大。结果,树脂可经低压注射注入压模中,而同时把模腔中的空气排出到排气孔。而且,树脂能在排气孔中有效固化,在其中有毛边形成,以防止树脂漏到压模外。
排气孔的尺寸大小与产品结构有关。图8示出给定的产品结构采用的排气孔结构,排气孔是压模分模面之间的间隙。本发明的一个实施例中,树脂流入排气孔直到形成毛边。注意常规的压模大小应能防止毛边。另一方面,按本发明的树脂压模的尺寸大小会允许在其中有毛边形成。按本发明的排气孔比常规方法中用的排气孔大同时能防止树脂漏到压模外的原因是本发明用了快速固化的树脂。
本发明对排气孔大小没有上限。
此外,树脂注入口的大小可以使得树脂注入口的内壁与树脂注射过程中用的树脂喷射喷嘴之间留有间隙,因此,当压模加热到所用的热固性树脂的固化温度或该温度以上时,树脂注入口不会被树脂经射喷嘴封堵。结果,模腔中的空气被树脂排出,也经注入口排出,即经注入口内壁与树脂注射喷嘴之间的间隙释放,由此把空气排到压模外。因此,能经低压注射把树脂注入压模中。
现在将说明用所述的树脂压模封装半导体器件的方法。
在等于或大于树脂自重压力和等于或小于2kg/cm2的压力下,液体热固性树脂从树脂注射喷嘴经压模的树脂注入口经过浇口注入压模模腔。树脂用较慢的注射速率在这样的低压下流动压入模腔中,之后,在从排气孔流出到压模外之前固化树脂。因此,能防止在压模外有毛边形成。而且,由于在较低的压力下树脂注入压模,因而不需进行预浸固化以防止连线断裂这种与注射模塑相关的缺陷。
本发明中用的树脂粘度最好等于或小于3000cps以保证注入的树脂能在等于或大于树脂自重压力和等于或小于2kg/cm2的压力下穿过浇口。
让压模始终保持在要注射的热固性树脂的固化温度或该温度以上的温度下,不必快速加热或冷却压模,使温度控制容易。
或者,当压模温度控制在要注射的热固性树脂的固化温度以下的温度之后,注射树脂,之后,再使压模温度升高到等于或高于热固性树脂的固化温度的温度,由此,可从单个喷嘴把树脂稳定地注入多个模腔的多个管中。该情况下,为了保证在树脂注射中树脂不漏到压模外,可增大树脂的粘度。但是,在空气经上模与下模之间的间隙释放的实施例中(后面会说明),窄小的间隙允许用低粘度树脂,因为这种窄小的间隙有良好的热效率,树脂迅速固化。因而,允许在间隙中形成薄的毛边,随后再去掉毛边。
由于本发明主要用注射模塑法,尽管没有限制。在每次注入之前要预先确定要注入的树脂量并测量树脂。要注入的树脂的预定量的确定方法是,注入口(卷筒)/浇道/产品的设计量+α,此处的α可为设计量的20%。而且,如果注入口没密封,由于喷嘴直径,树脂粘度等因素会使树脂从注入口回流出去,甚至在一定压力以上也会出现树脂回流出去的现象。
最好在树脂注射喷嘴与树脂注入口的内壁之间留有一定量的间隙,使压模加热到所用热固性树脂的固化温度或该温度以上时在树脂注入过程中树脂注入口不会被树脂注射喷嘴封堵(closeoff)。结果,树脂把压模中的空气排出并也经注入口把空气释放,即经注入口内壁与树脂注射喷嘴之间的间隙释放空气,由此,把空气排到压模外。
而且,为了保证树脂重复注射后树脂注射喷嘴中的树脂不固化,最好把喷嘴温度冷却到低于所用热固性树脂的固化温度的足够低的温度下。
本发明中用的热固性树脂的实例包括:(1)液体环氧树脂,如缩水甘油醚型树脂,缩水甘油酯型树脂,缩水甘油胺型树脂,线性脂族环氧树脂和脂环环氧树脂;(2)液体乙烯基酯树脂,如丙烯酸酯型或甲基丙烯酸酯型乙烯基酯树脂;(3)烯丙基树脂,如聚苯乙烯;和(4)低粘度不饱聚酯树脂。用上述树脂中加入基团催化聚合引发剂或阳离子催化聚合引发剂制成的基团反应型树脂或阳离子催化聚合型树脂能明显缩短反应时间。这些树脂除非加了一定量的热量,否则不会反应,它们便于储存和运输。
用透明树脂作这种热固性树脂,能制成低价的高质量的光接收/发射器件。
以下将用具体实施例首先总的说明本发明的实施例。
以下将说明用表1中所列组合物中的液体乙烯基酯树脂为主要成分的液体树脂的实施例。
表1:
    产品名     制造商     组分比wt%
3000M     Kyoeisha Kagaku Ltd     40
BP-2EM     Kyoeisha Kagaku Ltd     40
苄甲基丙烯酸酯     5
有机过氧化物     2
其它添加剂     8
表1中,3000M和BP-2EM是乙烯基酯树脂。
或者,也可用其它任何液体热固性树脂。如液体环氧树脂,液体乙烯基酯树脂,烯丙基树脂,或低粘度不饱和聚酯树脂。
图1A和1B是在该图所示实施例中使用的树脂压模100和各种元件的剖视图。图1C是相应的平面图。树脂压模100包括3个部分:右上模1a,左上模1b和下模2。图中箭头表示夹紧方向。
相对于引线框架定位销21设置的引线框架20位于右上模1a与左上模1b之间,右上模1a和左上模1b夹在一起。相对于上模定位销15设置在一起的右上模1a和左上模1b夹在下模2上。参考数字22指示引线框架的连接杆。
下模2包括多个模腔(产品)13。树脂从设在左上模1b中的树脂注入口(卷筒)11注入经浇道14和浇口13a进入多个模腔13。
相对于模腔13,与树脂注入口(卷筒)11相对设置的与卷筒11的形状相同的排气孔12,使空气经排气孔12释放到压模外。显然,树脂注入口11的位置不限于相对于模腔13与排气孔12相反的方向。结果,可经低压注射把树脂注入压模。排气孔12构成的间隙,(即本图示例中的直径)最好大于浇道14的直径,以利于树脂流动。排气孔12构成的过大的间隙会造成树脂浪费。但是,该缺陷可通过测试树脂注入时的树脂预定量来克服。
另一实施例中,如图2A所示,在相对于模腔13与卷筒11相对的边上设排气孔槽12a。可通过控制怎样使上模1a和下模2夹紧在一起来调节排气孔槽12a构成的间隙。图中箭头表示夹紧方向。
排气孔槽12a构成的间隙大小最好是压模加热到所用热固性树脂的固化温度或该温度以上时,空气能经排气孔槽12a释放到压模外。同时,树脂在漏到压模外之前就固化。用窄的排气孔槽12a可以得到好的热效率,因此,树脂能很快固化、可以允许在排气槽12a处形成薄的毛边34a,然后,再去掉毛边。或者,如图2C所示,为了防止树脂溢出压模外,设置树脂储存室12b。
排气孔槽12a构成的间隙的尺寸范围随树脂的反应速度,表面能等因素变化。若树脂的反应速度高,树脂容易固化,那么,可增大排气孔槽2a构成的间隙尺寸。若树脂的表面能大,也可以增大排气孔槽12a构成的间隙尺寸。可根据经验来确定用排气孔槽12a构成的间隙尺寸。例如,当衬底加热到150℃,在衬底上的树脂的凝结时间约为2至5秒,则可用面积为0.2mm2的排气孔槽12a。
而且,卷筒11的直径最好大于树脂注射喷嘴的直径,以使在压模加热到所用热固性树脂的固化温度以上时,树脂喷嘴与卷筒11的内壁之间有间隙,树脂注射过程中树脂注射喷嘴不会使树脂注入口封堵,其原因详述如下。
参见图3A,若树脂注射喷嘴30与卷筒11之间无间隙,则喷嘴30封堵卷筒11,在浇口13a附近就会留一些空气40。喷嘴30收回使空气40排出,如图3B所示。但是,在树脂注射过程中,这很难实现低压注射。低压注射首先注射树脂31,同时喷嘴30使卷筒11脱开,如图3A所示,之后,由于加了外部压力而使喷嘴30收回,如图3B所示。
相反,通过保证卷筒11的内壁与树脂注射喷嘴30之间有间隙,如图4A所示,树脂会升高进入喷嘴30g与卷筒11的内壁间的间隙11a中,能进行低压注射。结果,树脂31进入模腔13,如图4B和4C所示。树脂31注入后,在树脂31固化前喷嘴30收回,留在模腔13中的空气向上移动,从喷嘴30与卷筒11的内壁间的间隙11a排出。由于卷筒11能容纳的树脂比诸如排气孔的任何间隙容纳的树脂多很多,因此,在树脂填充模腔或卷筒时不会固化。
通过保证卷筒11不被树脂注射喷嘴30封堵,即卷筒11至少有一部分处于打开状态,就有空气能从该开口部分有效释放出的优点。而且,还有一个优点,就是不要给树脂加注射压力树脂就能注射,但是,压力作用等于来自于注射压力减去树脂本身重量产生的树脂注射速度;结果,能进行低压模塑。这是因为打开的树脂注射口允许树脂回流到树脂注入口外,甚至在有上述的压力下注射树脂也一样。
可根据经验来确定间隙11a。例如,衬底加热到150℃,衬底上树脂的凝结时间仍是2至5秒,间隙11a的宽度可为约1mm至约2mm。
为了能把树脂有效地注入多个腔中,如图5A至5C所示,卷筒11最好设在浇道14的中心部分,排气孔12最好设在浇道14的两端。该情况下,如图5C至5E所示,从中心卷筒11注入的树脂通过浇道14注入各个模腔13。结果,空气从两端的排气孔12排出。
以下将说明本发明的具体例,其中,用上述液体热固性树脂和树脂压模对LED灯进行树脂封装。
(例1)
本发明的例1中,将说明压模温度升高到所用树脂的固化温度或该温度以上的情况。图6A中箭头表示夹紧方向,图6E中箭头表示松开方向。
首先,如图6A所示,已装有半导体器件和连线已焊接的用于LED灯的引线框架20相对于设置在右上模1a中的引线框架的定位销21放置。之后,固定左上模1b,沿横向把右上模1a和左上模1b夹在一起。之后,引线框架20的末端插入设在下模2中的模腔13中,沿垂直方向把上下模1a、1b和2夹在一起。相对于模腔13,与卷筒11相对边上设有与卷筒11相同形状的排气孔12。例1中与下面要说的例2一样,卷筒11的直径例如是φ=5mm,排气孔2的直径是φ=5mm。
以下,如图6B所示,按树脂注射喷嘴30与卷筒11的内壁之间设置间隙11a(例如为约0mm至约2mm)的方式为卷筒11设圆柱形树脂注射喷嘴30,即使压模温度升高到所用热固性树脂的固化温度或该温度以上时,树脂注射喷嘴30也不会使卷筒11封堵。但是,树脂注射喷嘴30可局部与卷筒11紧密接触,只要在卷筒11的内壁与喷嘴30之间有间隙即可(即,卷筒11的内壁与喷嘴30之间的部分至少有一部分是打开状态)。为了防止树脂注射喷嘴30中的树脂固化,树脂注射喷嘴30的末端冷却并保持在约60℃至约70℃的温度范围内,例如低于热固性树脂的固化温度。压模的温度设在约130℃至约150℃。
所用树脂预先加热到它的固化温度以下的温度,如60℃,使树脂粘度低到3000cps或更低。如图6C所示,这样获得的低粘度树脂31从树脂注射喷嘴30注入,经卷筒31和浇口13a在等于或大于自重压力的压力和等于或小于2kg/cm2的压力作用下进入模腔。冷却树脂注射喷嘴,使它保持在热固性树脂的固化温度以下的温度。
树脂注射后,如图6D所示,从压模上去掉树脂注射喷嘴30,允许注入的树脂31在压模中固化。
树脂固化后,如图6E所示,松开下模2,从模腔13中取出产品32。之后,如图6F所示,松开上模1a和1b,取出成品33(LED灯)。
此后,如图6G所示,利用推出销35或类似物除去留在上模1a和1b中的已固化的树脂块34。
根据发明的本例中所示的半导体器件,树脂反应时间明显地缩短,不需要把树脂在冷冻状态中存储。而降低了生产成本。用热固性树脂有高耐热性和高耐潮性,这些树脂特性能满足半导体器件封装树脂的要求。而且,没有因为固化收缩引起的明显塌陷,与铸塑情况不同。而且能控制毛边形成,与高压注射模塑不同。因此,按发明的本例能获得高质量的半导体器件产品。
为了保护器件和有关的焊接连线,采用按发明本例的低压注射模塑的用于LEP灯的引线框架,可以用与实际模塑用的树脂相同的树脂另外进行预浸固化处理,像常规的注射模塑一样,这也可以用于以下要说明的例2中。或者,为了防止在引线框架帽中形成气泡,只进行预浸处理而不预浸固化。
(例2)
本发明的例2中将说明为了保证树脂从单个喷嘴稳定地注入多个模腔,首先把压模温度降低到所用树脂的固化温度以下,之后,再把压模温度升高到树脂固化温度或该温度以上。
如图6A所示,首先,把已装有半导体器件和焊接连线的用于LED灯的引线框架20在相对于设置在右上模1a中线线框架定位销21上放置。之后,固定左上模1b,沿着横向把右上模1a和左上模1b夹在一起。之后,引线框架20的末端插入下模子中的模腔13中,沿垂直方向把上模1和下模2夹在一起。
以下,如图6B所示,圆柱形树脂注射喷嘴30设在卷筒11上。树脂注射喷嘴30与卷筒11的内壁之间可设间隙。或者,树脂注射喷嘴30可部分放置成与卷筒11紧密接触,只要卷筒11的内壁与喷嘴30之间有间隙即可。
所用树脂预先加热到它的固化温度以下的温度。例如60℃,使树脂的粘度降到3000cps或更低。如图6C所示,这样获得的低粘度树脂31从树脂注射喷嘴30注入,经卷筒11和浇口13a在等于或高于树脂自重压力和等于或小于2kg/cm2的压力作用下进入模腔13。冷却树脂压模和树脂注射喷嘴30使它们保持在充分低于热固性树脂的固化温度的温度下。例如,压模保持在约80℃至约90℃,树脂注射喷嘴30保持在约60℃至约70℃。
树脂注射后,如图6D所示,从压模移去树脂注射喷嘴30,使压模温度升高到等于或高于树脂的固化温度,例如130℃至150℃。因此,注入的树脂31在压模中固化。
树脂固化后,如图6E所示,松开下模2,取出模腔13中的产品32。之后,如图6F所示,松开上模1a和1b,取出成品(LED灯)33。
此后,如图6G所示,用推出销35或类似物去掉留在上模1a和1b中的已固化树脂块34。
按发明本例所示的制成的半导体器件,明显缩短了树脂的反应时间,树脂不需要在冷冻状态下储存。因此降低了生产成本。用热固性树脂有高的耐热性和高的耐潮湿性,这些树脂特性能满足对半导体器件封装树脂的要求。而且,没有因固化收缩造成的塌陷。而且,能控制毛边形成。与高压注射模塑不同。因此,能制成高质量的半导体器件制品。此外,树脂能从单个喷嘴稳定注入多个模腔,按发明的本例能缩短生长周期。
如上所述,按本发明,能明显缩短树脂反应时间,没有因树脂的储存或运输所需的额外费用。因此,与常规的半导体制造工艺相比,按本发明能降低半导体器件的生产成本。而且,没有固化收缩造成的塌陷或高压注塑造成的焊接连线断裂,能控制毛边形成。而且能得到半导体器件封装树脂要求的高耐热性和高耐潮性。此外,用本发明的树脂压模能使半导体器件的树脂部分相对于引线框架定位,能使产品模压件达到稳定的高水平。由于可用低压模塑,按本发明的树脂压模的生产成本低于递进模塑用的压模的生产成本。
本领域的技术人员在不脱离发明范围和发明精神的情况下还会做出各种改进。而且发明不限于上述的内容,而是要求保护广泛的结构。

Claims (13)

1.一种树脂压模,包括:模腔;树脂注入口;经它要固化的液体树脂注入模腔;和排气孔,在树脂注射过程中,空气经排气孔排出到树脂压模外,排气孔设在相对于模腔与树脂注入口相对的一边上。
2.如权利要求1的树脂压模,其特征在于,树脂是热固性树脂;排气孔有间隙,间隙尺寸是树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上的温度时,空气能排出到树脂压塑外,但树脂固化并留在树脂压模中。
3.如权利要求1的树脂压模,其特征在于,排气孔有间隙,它的尺寸是树脂在接近树脂重量产生的压力的压力下流动。
4.如权利要求2的树脂压模,其特征在于,排气孔有间隙,间隙尺寸是填充到模腔中的树脂把空气挤到排气孔,树脂在排气孔中固化而不漏到树脂压模外。
5.如权利要求1的树脂压模,其特征在于,树脂是热固性树脂;在树脂注射过程中树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上时,树脂注入口的至少一部分是敞开状态。
6.半导体器件的制造方法,包括以下步骤:
半导体器件放在树脂压模的模腔中;
从树脂注射喷嘴注入热固性树脂,经过树脂压模的树脂注入口和浇口,在等于或大于热固性树脂的重量产生的压力和等于或小于2kg/cm2的压力下进入模腔;
固化热固性树脂,把半导体器件封装在热固性树脂中。
7.如权利要求6的方法,其特征在于,热固性树脂的注射步骤包括把热固性树脂的粘度降到约3000cps或更低,使热固性树脂能在等于或大于热固性树脂的重量产生的压力和等于或小于2kg/cm2的压力作用下穿过浇口。
8.如权利要求6的方法,其特征在于,热固性树脂的注射步骤包括注射热固性树脂同时加热树脂压模到热固性树脂的固化温度或该温度以上。
9.如权利要求6的方法,其特征在于,热固性树脂的注射步骤包括注射热固性树脂同时使树脂压模保持在热固性树脂的固化温度以下的温度;
热固性树脂的固化步骤包括把树脂压模加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上的温度。
10.如权利要求6的方法,其特征在于,热固性树脂的注射步骤包括在树脂注入口与树脂注射喷嘴之间设置间隙,以保证树脂压模在树脂注射过程中加热到热固性树脂的固化温度或该温度以上时,树脂注射喷嘴不使树脂注入口封堵。
11.如权利要求6的方法,其特征在于,热固性树脂的注射步骤包括冷却树脂注射喷嘴,使喷嘴保持在明显低于热固性树脂的固化温度以下的温度。
12.如权利要求6的方法,其特征在于,热固性树脂是在选自液体环氧树脂,液体乙烯基酯树脂,稀丙基树脂和低粘度不饱和聚酯树脂中的至少一种树脂作为主要成分的树脂中加入基团催化聚合引发剂或阳离子催化聚合引发剂而得到的树脂。
13.如权利要求12的方法,其特征在于,
热固性树脂是透明树脂;和半导体器件是光接收/发射器件。
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