CN1387243A - 树脂封装系统 - Google Patents

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Abstract

在树脂封装系统中一个或更多中层模具保持自由而与上层模具和下层模具没有机械连接。利用中层模具传送机构,所述中层模具在模压机、中层模具预热单元、中层模具清洁单元、适合于从中层模具中分离出封装物、浇口、和铸口的弹射施压单元中循环。树脂封装成型在上述循环过程中完成。

Description

树脂封装系统
发明领域
本发明涉及用于将半导体器件树脂封装成型的树脂封装系统，特别涉及使用三层塑模，即上层模具、中层模具、和下层模具的树脂封装系统。
背景技术
这种树脂封装系统用于将半导体芯片封装在模制用树脂中的工艺，该芯片在几个半导体器件制造工序中被从晶片上切割下来。为了能以高效率制造半导体器件，必须提高树脂封装成型工艺的效率。
具体地说，树脂封装过程可以分成下述各步骤：把用树脂封装的物体从模具中释放出来，从模具中释放浇口和铸口，以及清洁中层模具的工序。为了提高树脂封装工艺的效率，这些步骤应当自动、快速地进行。
参见图1。这种树脂封装系统通常使用上层模具602、中层模具601、和下层模具603。由于中层模具601通过定位销604与上层模具602和下层模具603相连，中层模具601跟随上层模具602和下层模具603的移动而移动。
在日本未审查专利公开(JP-A)No.153506/1997和314717/1994中，公开了包括上模、中模和下模的三层模具结构。图2A和2B所示为在JP-A No.314717/1994中公开的典型的视图，细节描述如下。
图2A是在JP-A No.314717/1994中公开的脱模负荷测量模具的透视图，图2B为它的剖面图。
如图中所示，脱模负荷测量模具由上层模具701，中层模具702，和下层模具703构成。
所形成的树脂注入孔704，例如圆截锥形，形成于上层模具701中，与传递模塑机705上的树脂输入口706相连。
在中层模具702上形成腔体部分709、浇口部分707、和铸口708，以允许浇口部分707和腔体部分709通过铸口708相通。
下面详细地介绍使用脱模负荷测量模具的脱模负荷测量方法。
首先，当上层模具701和下层模具703叠放在中层模具702的上面和下面时，脱模负荷测量模具例如被圆柱体所施加的压力夹紧，然后，在此状态下，由例如热固树脂构成的模压用树脂716被送入到传递模塑机705上的树脂输入口706中。
于是当加热熔化模制用树脂时，将输入的模制用树脂716通过铸口708注入到腔体部分709中。
当腔体部分709和通孔712中充满模制用树脂716(见图3)时，树脂由于温度改变如加热或冷却而变硬。
之后，如图3所示，打开上层模具701和下层模具703，移去中层模具702，按照预定方向，即从如图中箭头B所指示的从加压部分717的外露面向腔体部分709方向，通过量具如弹簧秤向设在通孔712的加压部分717施加压力。
最后，通过在加压部分717上施加负荷，将腔体部分709的两侧面710和711平面胶着在一起的模制用树脂716从中层模具702中释放出来。通过读取此时量具上的刻度，能测量出模制用树脂716从中层模具中被释放出来时的负荷。
包括上述例子在内，这种传统技术中的树脂封装系统存在如下所述的一些问题。
在中层模具中采用了一个凹铸口。因此，尽管为在成型压力中的铸口部分设置一个弹射机构在物理上是可能的，但是考虑到一系列树脂封装过程和效率(称作指数)和仪器成本，这是不可行的。换句话说，不适于大规模生产设备。
通常需提供一个清洁机构，用以除去每次树脂封装后留在塑模中的毛刺。在三层模具结构中，清洁机制十分复杂，考虑到上述指数和设备成本，这很不实用，并且不适合大规模生产设备。
此外，由于在传统技术中的三层模具结构中，每个模具被上述定位销固定，维护既耗费时间又降低生产率，这也是一个问题。
在图2A和2B中描述的脱模负荷测量模具被分成三个模具：上层模具，中层模具，和下层模具，以及在中层模具中形成的腔体部分。然而，由于中层模具没有设置可使传送机构容易抓住的机构，因此传送机构不容易从上层模具和下层模具之间移去和插入中层模具。
发明内容
从而，本发明的目的是提供一种低成本高效率的树脂封装系统。
根据本发明，在包括使用上层模具、中层模具和下层模具的模压机的树脂封装系统中，该树脂封装系统配备有适用于向/从模压机中插入/移去中层模具的中层模具输送机构。
附图简要说明
图1是示出用于常规树脂封装系统的上层模具、中层模具、和下层模具的组合的侧视图。
图2A是在日本未审查专利公开No.314717/1994号中公开的脱模负荷测量模具的分解透视图。
图2B是脱模负荷测量模具的剖面图。
图3是脱模负荷测量模具中，中层模具充满模制用树脂状态下的剖面图。
图4A是根据本发明的树脂封装系统实施例的模压机侧视图
图4B是模压机的中层模具的透视图。
图5是解释根据本发明第一实施例的树脂封装系统工作过程的俯视图。
图6是解释根据本发明第二实施例的树脂封装系统工作过程的俯视图。
图7是解释根据本发明第二实施例的树脂封装系统的模压机工作过程的侧视图，其中各工序按(1)、(2)、(3)和(4)的顺序示出。
图8是解释根据本发明第二实施例的树脂封装系统的弹射施压单元工作过程的侧视图，其中各工序按(1)、(2)、(3)和(4)的顺序示出。
具体实施方式
参见附图，介绍根据本发明的树脂封装系统的两个实施例。
根据本发明第一实施例的树脂封装系统包括使用上层模具、中层模具和下层模具的模压机。
参见图4A，上层模具102和下层模具103固定在模压机104上，同时中层模具101保持自由而未被固定在上层模具102或下层模具103上。图4A中的标号109指示浇口部分。
图4B示出中层模具101的透视图。参见图4B，中层模具101设有形成树脂封装部分的腔体105，用于注入树脂的铸口106以及用于团粒状环氧树脂(以下称为“团粒”)的通过孔(passing hole)107。上层模具102用作覆盖中层模具101的腔体部分105的盖板。在下层模具103上形成罐体(pot)108，将作为封装材料的片状环氧树脂放入其中。
在中层模具101中具有一加工件(machining)，例如一个凹口(notch)，它适合于被中层模具传送机构的手柄紧紧抓住，以使模具传送机构接收中层模具101并将中层模具101紧紧固定在中层模具传送机构中。
在这种机构中，可使用任何允许进入中层模具101的钉子或类似于附在中层模具101上的手柄的部分的机构。
参见图4A、4B和5，本系统包括：整个系统的支撑框架；适合于放置作为待封装物的安装在引线框架上的团粒的输入储存箱缓冲单元201；适合于安放待封装物的转盘单元202；适合于供给作为树脂封装材料的树脂团粒的树脂团粒供给单元203；用于接收在转盘单元202上的待封装物和自树脂团粒供给单元203供给的树脂团粒的装模运输机204，用于预热中层模具101、模压机104的中层模具预热单元205，适合于输送中层模具101的中层模具卸模机206；适合于清洁中层模具101的中层模具清洁单元207；用于把封装物从中层模具101上分离出来，以及把浇口和铸口从中层模具101中分离出来的弹射施压单元208，用于传送从中层模具101上分离出来的最终封装物的传送机209，和用于储存最终封装物的存储箱单元210。中层模具卸模机206用作中层模具传送机构的手柄的一部分。
根据本实施例，尽管浇口部分形成于中层模具上，它也可以形成于下层模具上。当腔体部分和铸口部分形成于中层模具上时，如果浇口部分形成于下层模具上则是有利的，因为可以简化中层模具结构，从而利于制造。在这种情况下，中层模具不必要求用于安装在弹射施压单元208上的浇口和铸口的分离机构。
接下来，参见图4A，4B和5，介绍根据本系统的树脂封装过程。
首先，将用作待封装物的安装在引线框上的团粒放在输入储存箱缓冲单元201中，同时将由环氧树脂构成的作为封装材料的树脂团粒放在树脂团粒供给单元203上。
如箭头F21和F22所示，待封装物被输入储存箱缓冲器单元201逐个地卸下，放在转盘单元202上。然后，树脂团粒被分配，以装到装模运输机204中。
然后，如箭头F23所示，按顺序放在转盘单元202上的一对待封装物被传送/放置在中层模具101上，该模具被装模运输机204预先放置在中层预热单元205上。
随后，直到弹射施压单元208从中层模具101中移去待封装物，当这些物体保留在中层模具101时循环通过每个单元。
如箭头F24所示，中层模具101连同在中层模具101上的待封装物被中层模具预热单元205加热到180℃左右，然后又被中层模具卸模单元206传送/放置在模压机104的下层模具103上。
然后从中层模具101的上部输入树脂团粒，所述中层模具已被装模机204放置在下层模具103上。
下层模具103和中层模具101被提起，以便用一个固定压力把它们和上层模具夹紧。
注入成型由一个安装在下层模具103上的注入单元(未在附图中示出)进行。
如箭头F25所示，在封装工序完成之后，中层模具101和封装物一同被中层模具卸模机206从下层模具103移去。
在中层模具卸模机206如箭头F26所示传送被移去的中层模具101和封装物之后，中层模具卸模机206如箭头F27所示将它们放置在弹射施压单元208上。
首先，封装物和中层模具101被弹射施压单元208所分开，并由设置在传送机209上的弹射施压单元208的机械臂(未在附图中示出)拾取，然后如箭头F28和F29所示输送到存储库单元210。此后，中层模具101与浇口和铸口分离开。
尽管在中层模具101的每个单元间的传送手柄(中层模具传送机构)未在附图中示出，可使用许多不同类型装置如一种象叉车那样从较低位置铲起的装置，一种使中层模具101保持在较高位置用以传送的装置，和一类在中层模具101的侧面形成一个孔以便插入一个硬杆用于起吊的装置。
通过重复上述过程，完成了树脂封装工艺。
根据本发明第二实施例的树脂封装系统包括具有上层模具、下层模具和两个中层模具的模压机。
参见图4A，4B和6，上层模具102和下层模具103被固定在模压机104上，同时两个中层模具(第一中层模具和第二中层模具)101(图4A中仅示出其中一个中层模具101)保持自由，而没有被固定在上层模具102和下层模具103上。
第一中层模具101停放在中层模具预热单元205上，而第二个中层模具101在弹射施压单元208上。
中层模具卸模机206把第一中层模具101从中层预热单元205传送到/放置在模压机104上。
此时，如箭头F35所示，第二中层模具101被移放在它的专用中层模具清洁单元207上，以便如箭头F36和F37所示那样在中层模具清洁单元207的内部来回移动以进行清洁。
在清洁之后，如箭头F38所示移动中层模具101，以使其被中层模具卸模机206传送/放置到与中层预热单元205上，以接收通过负荷运输机204和中层模具101传送的待封装物。
如箭头F32至F34所示，在封装工序完成后，第一中层模具101移到弹射施压单元208上，以使封装物从第一中层模具101分离出来并且使浇口和铸口从第一中层模具分离出来。
如箭头31所示，在由随后将被送到弹射施压单元208的中层模具卸模机206将第一中层模具101从模压机104移去后，中层模具卸模机206把第二中层模具101传送/放置到模压机104上。
当模压机104将第二中层模具101以树脂封装起来时，如箭头F35所示移动第一中层模具101，使得其被放置在它的专用中层模具清洁单元207上清洁，以如箭头F36和F37所示前后移动，。
在清洁之后，如箭头F38所示移动第一中层模具101，停留在中层预热单元205上，以从负荷运输机204接收用于封装的物。
通过重复上述过程，当第一和第二中层模具101在所述系统内部循环时，交替地进行树脂封装过程。
参考图4A、4B以及图7，描述模压机104在上述过程中的详细工作情况。
如箭头F41所示，中层模具卸模机206将中层模具101预先放置在模压机104的下层模具103上之后，将中层模具101和待封装物预先放置在下层模具103上，树脂团粒401被插入下层模具103的罐块(pot block)402中。
在提起下层模具102并且通过如箭头F42所示的预定压力经中层模具101而在上层模具102上所产生的压力夹住后，通过提升柱塞403来注入树脂团粒401，以经过在中层模具101上形成的浇口部分405和铸口406，对在中层模具101上形成的腔体404进行填充和塑化(注入成型)。
如箭头F43所示，上述过程之后，降低下层模具103和中层模具101，使得塑模打开。
如箭头F44所示，打开模具后，由安装在下层模具103上的弹射机构407同时从下层模具103移去中层模具101和浇口405和铸口406以释放塑模。
通过重复上述过程，在第一和第二中层模具101上交替地进行在模压机104上的模压操作。
参考图4A、4B和图8，描述弹射施压单元208在上述树脂封装过程中的详细工作情况。
在浇口405和铸口406与封装物506一同紧紧粘着在一起放置在下层弹射机模具502(箭头F51)上的状态下，把被模压机104从下层模具103释放出来的中层模具101传送到弹射施压单元208。
首先，由用于释放的弹射机构505从该套中层模具101只移去待封装物506(箭头F52)。
然后，移去释放的已封装物506(箭头F53)。
之后，利用包括用于推动铸口504的销钉和冲头503的弹射机模具，把在中层模具101上形成的铸口406和浇口405往外推出(箭头F54)。
通过重复上述过程，在第一和第二中层模具101中交替地进行弹射施压单元208中的过程。
尽管根据上述第一和第二实施例，模压机使用了一个或两个模具，现有发明不限于这些实施例，并且可以通过使用几个模压机和几个通过使用不重叠的传送手柄传送它们的中层模具更加有效地进行封装工序操作。
如上所述，在根据本发明的树脂封装系统中，一个或更多中层模具保持自由而与上层模具和下层模具没有机械连接。利用弹射机构，当中层模具往来于模压机、中层模具预热单元、中层模具清洁单元、和适合于从中层模具分离出封装物、浇口和铸口的弹射施压单元中时，进行树脂封装成型。因此根据现有发明，可以提供一种成本与传统工艺一样低廉而又可以自动化批量生产的有效的树脂封装系统。

Claims (9)

1.一种树脂封装系统，包括：
模压机，其使用上层模具、中层模具和下层模具，
其中，通过中层模具传送机构向所述模压机插入和从所述模压机移开中层模具。
2.根据权利要求1所述的树脂封装系统，进一步包括：
中层模具预热单元；
中层模具清洁单元；和
弹射施压单元，将待封装物、浇口、铸口从中层模具分离出来，
其中，通过所述中层模具传送机构，中层模具在模压机、中层模具预热单元、中层模具清洁单元、和弹射施压单元中循环。
3.根据权利要求1所述的树脂封装系统，其中提供多个所述中层模具传送机构。
4.根据权利要求1所述的树脂封装系统，其中提供用于在所述中层模具中使用树脂进行树脂封装的腔体部分和铸口。
5.根据权利要求1所述的树脂封装系统，其中在所述下层模具上形成浇口部分。
6.根据权利要求1所述的树脂封装系统，其中提供多个所述中层模具。
7.根据权利要求1所述的树脂封装系统，其中在所述下层模具上提供弹射机构。
8.根据权利要求3所述的树脂封装系统，其中提供多个所述模压机。
9.根据权利要求7所述的树脂封装系统，其中所述弹射机构的施压单元分别弹射封装物、浇口和铸口。
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