TW202202300A - 模塑裝置以及模塑成形件的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種模塑裝置，其包括上模具以及下模具。下模具相對於上模具。下模具包括下模基塊、環型件、第一彈性件、柱塞以及第二彈性件。環型件位於下模基塊上。第一彈性件抵扣在下模基塊與環型件之間。柱塞位於環型件上。第二彈性件抵扣在環型件與柱塞之間。

Description

模塑裝置以及模塑成形件的製造方法

本發明是有關於一種成形裝置及成形件的製造方法，且特別是有關於一種模塑裝置以及模塑成形件的製造方法。

壓縮成型（compression molding）是一種常用的成型方法。但以壓縮成型製造的產品，常會因為製造過程或其使用裝置，而有飛邊的問題。

在電子封裝產業中，常藉由模塑裝置以壓縮成型的方式形成包覆晶片的模塑成形件。

本發明提供一種模塑裝置以及模塑成形件的製造方法，其具有較佳的品質。

本發明的模塑裝置包括上模具以及下模具。下模具相對於上模具。下模具包括下模基塊、環型件、第一彈性件、柱塞以及第二彈性件。環型件位於下模基塊上。第一彈性件抵扣在下模基塊與環型件之間。柱塞位於環型件上。第二彈性件抵扣在環型件與柱塞之間。

本發明的模塑成形件的製造方法包括以下步驟：提供前述的模塑裝置；配置待成形件於模塑裝置的上模具上；配置模塑材料於模塑裝置的下模具上；以及於配置待成形件於上模具上及配置模塑材料於下模具上之後，令上模具及下模具於開閉方向上彼此接近。

基於上述，在藉由本發明的模塑裝置進行模塑成形件的製造過程中，可以降低溢膠或模塑材料的飛濺，且也可能可以減少模塑成形件的飛邊。因此，可以提升模塑成形件的品質。

本文所使用之方向用語（例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部）僅作為參看所繪圖式使用且不意欲暗示絕對定向。另外，為求清楚表示，於圖式中可能省略繪示了部分的膜層或構件。並且，為了清楚表示不同圖式之間的方向關係，於圖示中示例性地以卡氏坐標系統（Cartesian coordinate system；即XYZ直角坐標系統）來表示對應的方向。

除非另有明確說明，否則本文所述任何方法絕不意欲被解釋為要求按特定順序執行其步驟。

參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層或區域的厚度、尺寸或大小會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。

在圖式或對應的說明中，各個構件可以是一體的構件，也可以是將多個構件加以組裝或組合而可被視為一個構件。

圖1A至圖1C是依照本發明的第一實施例的一種模塑裝置的作動方式暨模塑成形件的部分製造方法的部分側面剖視示意圖。圖2A至圖2C是依照本發明的第一實施例的一種模塑裝置的作動方式暨模塑成形件的部分製造方法的部分正面剖視示意圖。圖3是依照本發明的第一實施例的一種模塑裝置的部分上視示意圖。

請參照圖1A至圖3，模塑裝置100包括上模具110以及下模具102。下模具102相對於上模具110。下模具102包括下模基塊120、環型件130、第一彈性件140、柱塞150以及第二彈性件160。環型件130位於下模基塊120上。第一彈性件140抵扣在下模基塊120與環型件130之間。柱塞150位於環型件130上。第二彈性件160抵扣在環型件130與柱塞150之間。

在本實施例中，第一彈性件140可以直接地或間接地抵扣在下模基塊120與環型件130之間。舉例而言，下模具102可以更包括位於第一彈性件140相對兩端的扣件141、142，且第一彈性件140可以藉由扣件141及扣件142分別間接地抵扣下模基塊120及環型件130，但本發明不限於此。

在本實施例中，第二彈性件160可以直接地或間接地抵扣在環型件130與柱塞150之間。舉例而言，下模具102可以更包括位於第二彈性件160與環型件130之間的扣件163，第二彈性件160可以藉由扣件163間接地抵扣環型件130，且第二彈性件160可以直接地抵扣柱塞150，但本發明不限於此。

在本實施例中，柱塞150的外型可以為圓柱狀，但本發明不限於此。

在本實施例中，上模具110可以包括上模基塊111、下壓件112以及第三彈性件113。下壓件112位於上模基塊111上。第三彈性件113抵扣在上模基塊111與下壓件112之間。

在本實施例中，第一彈性件140、第二彈性件160及/或第三彈性件113（若有）可以是彈簧，但本發明不限於此。第一彈性件140、第二彈性件160及/或第三彈性件113在不同的受力下可以具有對應的形變。

在本實施例中，下模具102可以具有容置空間102a。容置空間102a至少由下模基塊120及環型件130所構成。

在本實施例中，模塑裝置100可以具有開模狀態。以圖1A或圖2A為例，模塑裝置100於開模狀態下，柱塞150的第二頂面150a可以凸出於環型件130的第一頂面130a。在一實施例中，模塑裝置100於開模狀態下，上模具110的下壓件112可以不接觸下模具102的環型件130。

在本實施例中，模塑裝置100可以具有閉模狀態。以圖1C或圖2C為例，模塑裝置100於閉模狀態下，柱塞150的第二頂面150a與環型件130的第一頂面130a基本上齊平。在一實施例中，模塑裝置100於閉模狀態下，上模具110的下壓件112可以接觸（包括直接接觸或藉由實體物件間接接觸）下模具102的環型件130。

在本實施例中，上模具110或下模具102適於於開閉方向D1上平行地移動。舉例而言，下模具102可以藉由常用的移動裝置（如：液壓裝置；未繪示）而被提舉，以使下模具102於開閉方向D1上向上模具110接近；或是，下模具102可以藉由移動裝置（如：藉由液壓裝置的壓力釋放），以使下模具102於開閉方向D1上遠離上模具110。類似地，上模具110可以藉由常用的移動裝置（未繪示），以使上模具110於開閉方向D1上向下模具102接近；或是，上模具110可以藉由移動裝置，以使上模具110於開閉方向D1上遠離下模具102。另外，藉由上模具110及下模具102的至少其中之一的作動，而可以使上模具110及下模具102於開閉方向D1上彼此接近或彼此遠離。

在本實施例中，柱塞150的數量為多個，且於垂直於開閉方向D1的平面（如：圖3所繪示的平面）上，多個柱塞150呈環狀分佈。值得注意的是，在圖3中，為求清楚表示，並未一一地標示所有的柱塞150及扣件142。另外，藉由圖3與其他圖式（如：圖1A至圖2C）之間的比較，可以經由柱塞150對應地判斷出第二彈性件160的數量或對應位置，且可以經由扣件142對應地判斷出第一彈性件140的數量或對應位置。

一種模塑成形件的製造方法示例性地說明如下。值得注意的是，在以下的說明中，模塑成形件的製造方法是藉由第一實施例的模塑裝置100為例，但本發明不限於此。在其他實施例中，可以藉由相同或相似於模塑裝置100的模塑裝置（如：第二實施例的模塑裝置200）製造相同或相似的模塑成形件。另外，相同或相似於第一實施例的模塑裝置100的使用方式並不受以下的說明所限制。

請參照圖1A及圖2A，配置模塑材料750於模塑裝置100的下模具102上。舉例而言，可以將未固化的粒狀及/或粉狀模塑材料750配置於下模具102的容置空間102a內。

在一實施例中，模塑材料750可以包括環氧樹脂、矽酮樹脂及/或其他類似的熱固性樹脂，但本發明不限於此。在其他可能的實施例中，模塑材料750可能可以包括熱塑性樹脂。並且，在一實施例中，模塑材料750可以包括熱固性樹脂與熱塑性樹脂的複合材料。

在本實施例中，可以先將離型膜910配置於模塑裝置100的下模具102上。然後，可以將模塑材料750於配置於位於下模具102上的離型膜910上。如此一來，在後續的步驟中，可以較容易地將模塑成形件與模塑裝置100的下模具102分離。

在本實施例中，離型膜910可以覆蓋下模具102的下模基塊120、環型件130及柱塞150。也就是說，模塑材料750（包括未固化的模塑材料750或固化的模塑材料750）基本上不會直接接觸下模基塊120、環型件130及柱塞150。如此一來，可以降低樹脂沾黏於下模具102的可能。

在一實施例中，離型膜910可以整面式地覆蓋下模具102面對上模具110的所有表面，但本發明不限於此。

在本實施例中，配置於下模具102上的模塑材料750的量（如：可藉由其體積或重量來估算或計算）可以依據設計上的需求而進行調整。舉例而言，於令上模具110及下模具102於開閉方向D1上彼此接近之前，可以使模塑材料750的表面750a（或自其延伸的虛擬面）與環型件130的第一頂面130a（或自其延伸的虛擬面）之間具有一距離。如此一來，在後續的步驟（如：加熱步驟）或成品中，可以降低溢膠或產生飛邊（flashing）的可能。

在一實施例中，模塑裝置100可以更包括至少熱耦接於下模具102的加熱裝置（未繪示）。加熱裝置例如包括常用的熱電耦，但本發明不限於此。在一實施例中，於將模塑材料750配置於下模具102上之後，可以依據製程上的需求而對下模具102上的模塑材料750進行加熱。加熱的速度、溫度或時間可以依據設計上的需求或材料的性質而加以調整，於本發明並不加以限制。

請參照圖1A及圖2A，配置待成形件700於模塑裝置100的上模具110上（於圖1A中為下方）。在本實施例中，待成形件700例如為包括晶片710及電路板720的電子元件，但本發明不限於此。晶片710及電路板720之間可以藉由引線730而電性連接，但本發明不限於此。在一未繪示的實施例中，晶片710可以藉由覆晶接合的方式電性連接於電路板720。

在本實施例中，晶片710可以包括積體電路（IC）、半導體晶片、晶片封裝件或其他類似物。

值得注意的是，本發明並未限制配置模塑材料750於模塑裝置100的下模具102上及配置待成形件700於模塑裝置100的上模具110上的先後順序。

請參照圖1A至圖1B及圖2A至圖2B，於配置待成形件700於上模具110上及配置模塑材料750於下模具102上之後，令上模具110及下模具102於開閉方向D1上彼此接近。

在本實施例中，於令上模具110及下模具102彼此接近之前（如：圖1A或圖2A所繪示的狀態），模塑材料750之外具有第一環境氣壓。並且，於令上模具110及下模具102彼此接近時或之後（如：圖1B或圖2B所繪示的狀態），模塑材料750之外具有第二環境氣壓。第二環境氣壓小於第一環境氣壓。如此一來，在後續的步驟中，可以降低模塑材料750（包括未固化的模塑材料750或固化的模塑材料750）中的空隙、孔洞或氣泡。

舉例而言，模塑裝置100可以更包括腔體（如：半導體設備中常用的腔體；未繪示），且上模具110及下模具102可以被架設於腔體內。另外，可以藉由常用的氣壓控制裝置（如：常用的抽氣泵及對應的氣體管路；未繪示）控制前述腔體內的環境氣壓，故於此不加以贅述。

在一實施例中，於令上模具110及下模具102彼此接近之前，可以藉由加熱的方式而使至少部分的模塑材料750具有熔融的狀態，但本發明不限於此。

請參照圖1B及圖2B，於令上模具110及下模具102於開閉方向D1上彼此接近時，上模具110的下壓件112與下模具102的環型件130的第一頂面130a之間具有間隙。如此一來，位於容置空間102a內的氣體可以經由下壓件112與環型件130之間的間隙而流出容置空間102a。也就是說，於圖1B及圖2B中，用於容納待成形件700及模塑材料750（包括可能具有未固化狀態、半固化狀態及/或對應於材料性質的其他可能狀態的模塑材料750）的容置空間102a可以不為密閉空間。

在本實施例中，於令上模具110及下模具102彼此接近時，上模具110的下壓件112可以直接地接觸下模具102的柱塞150的第二頂面150a；或是，上模具110的下壓件112可以間接地接觸（如：經由離型膜910間接）下模具102的柱塞150的第二頂面150a。

請參照圖1B至圖1C及圖2B至圖2C，可以令上模具110及下模具102於開閉方向D1上彼此接近，以使上模具110的下壓件112直接地或間接地接觸下模具102的環型件130的第一頂面130a。也就是說，於圖1C及圖2C中，用於容納待成形件700及模塑材料750（包括可能具有未固化狀態、半固化狀態及/或對應於材料性質的其他可能狀態的模塑材料750）的容置空間102a可以為密閉空間。如此一來，在對容置空間102a內的模塑材料750進行固化步驟時，可以降低溢膠（mold bleeding/resin bleeding）的可能。

在本實施例中，於令上模具110及下模具102彼此接近且上模具110接觸下模具102時，藉由第一彈性件140可以使模塑材料750的表面750a與環型件130的第一頂面130a之間距離逐漸減少。也就是說，容置空間102a的容積會逐漸減小。舉例而言，於令上模具110及下模具102彼此接近且上模具110接觸下模具102時，可以藉由第一彈性件140及第二彈性件160而使模塑材料750的表面750a與環型件130的第一頂面130a之間的距離可以逐漸減少。如此一來，可以使模塑材料750（包括可能具有未固化狀態、半固化狀態及/或對應於材料性質的其他可能狀態的模塑材料750）可以較能依據設計上的需求接觸且包覆待成形件700。

在本實施例中，第一彈性件140的彈性係數的總和小於第二彈性件160的彈性係數的總和。舉例而言，第一彈性件140的數量可以是多個，且多個第一彈性件140基本上彼此並聯；第二彈性件160的數量可以是多個，且多個第二彈性件160基本上彼此並聯。因此，於令上模具110及下模具102彼此接近且上模具110與下模具102彼此接觸之後，可以使下模基塊120與環型件130之間的相對位移量大於下模基塊120與柱塞150之間的相對位移量。如此一來，在使模塑材料750接觸且包覆待成形件700的初始過程中，仍可藉由下壓件112與環型件130的第一頂面130a之間的間隙而使容置空間102a內的氣體排出。並且，在使模塑材料750接觸且包覆待成形件700的後期過程中，而使下壓件112接觸環型件130的第一頂面130a及柱塞150的第二頂面150a，以使容納待成形件700及模塑材料750的容置空間102a可以為密閉空間。因此，在模塑成形件的製造過程中，可以降低溢膠或模塑材料750的飛濺，且也可能可以減少模塑成形件的飛邊，而可以提升模塑成形件的品質。

之後，可以藉由電子封裝產業中常用的後段步驟（如：脫模、去邊、磨邊及/或切割），而形成包覆晶片710的對應模塑成形件。故於此不加以贅述。

圖4是依照本發明的第二實施例的一種模塑裝置的部分上視示意圖。在本實施例的模塑裝置200與第一實施例的模塑裝置100相似，其類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能或作動方式，並省略描述。

請參照圖4，本實施例的模塑裝置200與第一實施例的模塑裝置100相似，差別在於：在本實施例中，下模具202的柱塞250的外型可以為條狀。

綜上所述，在藉由本發明的模塑裝置進行模塑成形件的製造過程中，可以降低溢膠或模塑材料的飛濺，且也可能可以減少模塑成形件的飛邊。因此，可以提升模塑成形件的品質。

100、200:模塑裝置 110:上模具 111:上模基塊 112:下壓件 113:第三彈性件 102、202:下模具 102a:容置空間 120:下模基塊 130:環型件 130a:第一頂面 140:第一彈性件 141、142:扣件 150、250:柱塞 150a:第二頂面 160:第二彈性件 163:扣件 700:待成形件 710:晶片 720:電路板 730:引線 750:模塑材料 750a:表面 910:離型膜 D1:開閉方向 X、Y、X:方向

圖1A至圖1C是依照本發明的第一實施例的一種模塑裝置的作動方式暨模塑成形件的部分製造方法的部分側面剖視示意圖。 圖2A至圖2C是依照本發明的第一實施例的一種模塑裝置的作動方式暨模塑成形件的部分製造方法的部分正面剖視示意圖。 圖3是依照本發明的第一實施例的一種模塑裝置的部分上視示意圖。 圖4是依照本發明的第二實施例的一種模塑裝置的部分上視示意圖。

100:模塑裝置

110:上模具

111:上模基塊

112:下壓件

113:第三彈性件

102:下模具

102a:容置空間

120:下模基塊

130:環型件

130a:第一頂面

140:第一彈性件

141、142:扣件

150:柱塞

150a:第二頂面

160:第二彈性件

163:扣件

700:待成形件

710:晶片

720:電路板

730:引線

750:模塑材料

750a:表面

910:離型膜

D1:開閉方向

X、Y、X:方向

Claims (10)

1. 一種模塑裝置，包括： 上模具；以及 下模具，相對於所述上模具，且所述下模具包括： 下模基塊； 環型件，位於所述下模基塊上； 第一彈性件，抵扣在所述下模基塊與所述環型件之間； 柱塞，位於所述環型件上；以及 第二彈性件，抵扣在所述環型件與所述柱塞之間。
2. 如請求項1所述的模塑裝置，其中所述環型件具有第一頂面，所述柱塞具有第二頂面，且所述模塑裝置具有開模狀態或閉模狀態，其中： 於所述開模狀態下，所述柱塞的所述第二頂面凸出於所述環型件的所述第一頂面； 於所述開模狀態下，所述柱塞的所述第二頂面與所述環型件的所述第一頂面基本上齊平。
3. 如請求項1所述的模塑裝置，其中所述第一彈性件的彈性係數的總和小於所述第二彈性件的彈性係數的總和。
4. 如請求項1所述的模塑裝置，其中所述上模具或所述下模具適於於開閉方向上移動，所述柱塞的數量為多個，且於垂直於所述開閉方向的平面上，多個所述柱塞呈環狀分佈。
5. 如請求項1所述的模塑裝置，其中所述下模具具有容置空間，且所述容置空間至少由所述下模基塊及所述環型件所構成。
6. 如請求項1所述的模塑裝置，其中所述上模具包括： 上模基塊； 下壓件，位於所述上模基塊上；以及 第三彈性件，抵扣在所述上模基塊與所述下壓件之間。
7. 一種模塑成形件的製造方法，包括： 提供如請求項1之模塑裝置； 配置待成形件於所述模塑裝置的所述上模具上； 配置模塑材料於所述模塑裝置的所述下模具上；以及 於配置所述待成形件於所述上模具上及配置所述模塑材料於所述下模具上之後，令所述上模具及所述所述下模具於開閉方向上彼此接近。
8. 如請求項7所述的模塑成形件的製造方法，其中所述模塑材料包括粒狀樹脂材料或粉狀樹脂材料。
9. 如請求項8所述的模塑成形件的製造方法，其中： 於令所述上模具及所述所述下模具於所述開閉方向上彼此接近之前，所述模塑材料之外具有第一環境氣壓； 於令所述上模具及所述所述下模具於所述開閉方向上彼此接近時或之後，所述模塑材料之外具有第二環境氣壓；且 所述第二環境氣壓小於所述第一環境氣壓。
10. 如請求項7所述的模塑成形件的製造方法，更包括： 配置離型膜於所述模塑裝置的所述下模具上，且配置所述模塑材料的步驟包括配置所述模塑材料於位於所述下模具上的所述離型膜上。

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