311270 at B7 五、發明説明(1 ) 發明背景 本發明係關於一種製造樹脂封裝之半導體裝置之方法 。更特別而言,本發明係關於將環氧樹脂化合物注入注射 成型模中以製造樹脂封裝半導體裝置之方法,其中半導體 已鍵結和接線結合之引線框乃固定的設置當成插入物在一 注射成型模中,並在該注射成型模中硬化該環氧樹脂化合 物。 相關技藝之說明 在例如I C和LS I之半導體裝置之封裝中,現今已 廣泛的使用利用環氧樹脂模製化合物之轉換模製方法,因 爲其成本低,可靠度高,且生產效率高。一般而言,在轉 換模製中,環氧樹脂模製化合物形成一片形,而此片在模 中充填成一壺,而此片*當在模中由熱熔化時,由一柱塞 加壓,因此,熔融模製化合物可流動而後硬化。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 但是,以此模製方法,首先必需將環氧樹脂模製化合 物形成所需之構造(亦即,片形),且因此需要成形步驟 。依照半導體裝置之尺寸和形狀,片的形狀會廣泛的改變 ,因此需要許多的模製裝置以形成環氧樹脂模製化合物。 由於每個模製操作皆需要以熱充能片和熔融片,模製循環 之時間段無法降低至預定時間段,如此會限制了成本的降 低和生產率。再者,雜質可能會在預先處理步驟中(例如 成形步驟)導入模製化合物中·在轉換模製中,在模製化 合物充能成壺之流道中,殘留物流至模空腔,且在壺中完 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 4 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(2 ) 全硬化,因此它們無法再使用。如此導致之問題爲會浪費 非使用以形成半導體構裝之大量樹脂。 另一方面,迄今已研究使用熱固樹脂模製化合物(例 如環氧樹脂)之注射成型方法。在此注射成型中,以粉末 或顆粒型式存在之環氧樹脂模製化合物供應至注射成型機 器中,並在一氣缸中保持熔融,且以一螺棒注入一模中。 因此,並不需要將環氧樹脂模製化合物形成一片之步驟, 此外,亦可連續的產生。因此可省略用於成形目的之裝置 和用於成形之時間。再者,由於在熔融狀態中之模製材料 比在轉換模製中短,因此,此方法適於大量生產。 但是,以環氧樹脂模製化合物之封裝之注射成型尙未 實際使用。其原因是,習知環氧樹脂模製化合物之熔融狀 態在氣缸中加熱至7 0°C - 1 1 0°C,當在模製化合物中 之樹脂硬化反應進行時,模製化合物之黏度增加。結果, 其流動性喪失5 - 1 0分鐘,且熔融模製化合物之熱穩定 性極低。因此,不可能在低壓中進行注射成型,也因此, 不需要高壓注射。結果,在半導體裝置上之結合接線會形 變或切斷,因此,會顯著的降低所產生半導體封裝之可靠 度。 習知技藝之另一問題爲,當中斷模製操作一段預定時 間後,(例如爲了清潔該模),環氧樹脂模製化合物會在 氣缸中硬化,因此無法再注射,也因此會逆向的影響連續 的生產。 本紙乐尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----------1-----1------訂 l·-----線 - -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 311270 B7 五、發明説明(3 ) 發明概要 本發明之目的乃在提供一種藉由注射成型使用環氧樹 脂化合物之半導體裝置封裝之製造方法,藉此,可有效的 執行長時間連續模製和大量生產· 因此,依照本發明之一觀點,本發明提供一種製造環 氧樹脂封裝之半導體裝置的方法,其將環氧樹脂模製化合 物注入注射成型模中,其中由半導體所鍵結和接線結合之 引線框固定的設置當成在注射成型模中之插入物,和使環 氧樹脂模製化合物在該注射成型膜中硬化,該方法包含之 步驟爲: 將環氧樹脂模製化合物注入該注射成型模中; 逐漸的增加注射成型機器之注射壓力,以使當欲注入 之環氧樹脂模製化合物之總量之8 0%至9 5%注入注射 成型模時,可達成30kg/cm2至300kg/cm2 之最大壓力;和 以2 0 k g/cm2至1 〇 〇 k g/cm2之注射壓力 注入剩餘的環氧樹脂模製化合物。 依照本發明之另一觀點,本發明提供一種製造環氧樹 脂封裝之半導體裝置之方法,其藉由一注射成型機器使環 氧樹脂模製化合物注入注射成型模中,其中安裝且接線結 合半導體元件之一引線框乃固定設定當成一插入物,該注 射成型機器包括提供在一端之一氣缸,該氣缸具有一漏斗 ,而環氧樹脂可經由該漏斗供應至該注射成型機器,和另 一端具有一噴嘴,該氣缸軸向的分割成多數部份,其中每 -----r--=1!嚷------訂------^線 - ί (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(4 ) 一部分之溫度受到獨立的控制,和最靠近該噴嘴之部份保 持在6 5 °C — 1 1 0°C,而最靠近漏斗之部份保持在室溫 —5 0 0C。 在本發明中使用之環氧樹脂模製化合物通常包含一環 氧樹脂,一硬化劑,一硬化加速劑和一無機過濾劑,當成 其主要元件。其逋常爲粉末或顆粒型式。當在轉換模製中 ,其無需形成一片。環氧樹脂模製化合物最好能在注射成 型機器之氣缸中展現良好的熱穩定性,和在空腔中良好的 流動性,且可迅速的硬化。有鑒於上述之說明,環氧樹脂 可爲具有低熔融黏性者,如酚醛清漆環氧樹脂和雙酚樹脂 ,且特別具有5 0°C — 8 0°C之軟化點。關於硬化劑方面 ,可使用例如酚醛清漆酚樹脂,伸對二甲苯基改質酚樹脂 和二環戊二烯改質酚樹脂等酚系樹脂,且特別爲具有6 0 —1 2 0°C之軟化點且含有單山核桃驗(monocaryon)和 低雙山核桃鹸(di car yon)內容之酚系樹脂。關於硬化加 速劑方面,可使用例如二氮雜二環十一碳烯(D B L )或 例如三苯膦之有機膦,且硬化加速劑最好爲在低溫時具有 展現低活性之高潛伏狀態。 在本發明中,可使用無澆道模製或無澆道流道模製。 更特別而言,模之澆道部份之溫度或澆道部份和流道部份 之溫度乃控制在模製化合物難以硬化之溫度,亦即,大致 等於在氣缸內之溫度。藉此,在模製產品(亦即,樹脂封 裝半導體裝置)移去或取出後之次一步驟上,殘留在殘道 部份或澆道流道部份之未硬化樹脂化合物可填入空腔中, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -----r---1 1^------.^1------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -7 - 311270 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(5 ) 藉以作用該模製。因此,無法形成非模製產品之任何模製 化合物,且因此,可達成顯著降低樹脂之浪費。 在以一般轉換模製之封裝中,在流道部份中硬化樹脂 廢物和整個模製化合物之比例爲4 0%〜6 0%,但是在 以本發明之注射成型之封裝中,硬化樹脂廢物之比例些微 的降低至3 0% — 5 0%,且在無澆道模製中,此種比例 可更降低至2 5%〜3 5%,而在無澆道流道模製中,此 比例更降低至1 0 %〜3 0 %。 本發明之上述目的,構造和效果可由下述之說明更加 明顯》 圖式簡單說明 圖1爲介於注射成型機器之注射壓力和注射時間之關 係以及介於注射壓力和注射螺桿之位置間之關係圖: 圖2爲注射成型機器之加熱氣缸之分割區域之圖; 圖3爲在一箍模製中,一封閉模和其相關零件之橫截 面圖: 圖4爲沿圖3之線I V - I V所截取之橫截面圖; 圖5爲模之橫截面圖,其中顯示模製產品噴出和釋放 之情形; 圖6爲模之橫截面面圖,其中顯示引線框之轉換; 圖7爲在一模中,流道,澆口,和空腔之安排之擴大 平面圖,並顯示剛好在模製化合物填入空腔後之情形; 圖8爲沿圖7之線VI I I - VI I I所採取之橫截 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) . f I I n I I n I ^ t— - If - ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8 A7 311270 __ B7 五、發明説明丨6 ) 面圖;' 圖9爲旋轉注射成型機器之示意平面圓; (請先閱讀背面之注意事項男填寫本頁) 圖1 0爲旋轉注射成型機器之示意側視圖;和 圖1 1爲模製裝置之下模之平面圖,其中顯示設定在 模裝置中之引線框之情形,和一模製化合物充填在模製裝 置之空腔中之情形。 較佳實施例之說明 在本發明中使用之注射成型機器並不限於一特殊之型 式,亦即可使用任合適合的注射成型機器,如螺桿線上型 ,柱塞型,和一螺桿柱塞型:但是,爲了輕易的控制和均 勻的熔融,最好使用螺桿線上型》 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 本發明之一實施例之特徵在於注射成型機器之注射壓 力在環氧樹脂模製化合物之全部注射量之8 0% - 9 5% 注入模中時,增加至最大壓力,其介於3 0 k g/cm2 和3 0 0 k g/c m 2之間。剩餘的模製化合物以2 0 k g/cm2至1 0 0 k g/cm2之注射壓力注入。在此 例中,後者之壓力對前者最大壓力之比例最好爲1/4至 1 / 2。如果兩壓力分別高於上述值時,在半導體裝置上 之結合接線可能會形變成切斷》相反的,如果兩壓力分別 低於上述值時,則模製化合物無法適當的填入模空腔中。 較佳的,最大注射壓力在1 0 0 k g/cm2— 2 5 0 k g/cm2之範圍內,且後者的壓力在40kg/cm2 一 1 20kg/cm2之範圍內。和一般熱固樹脂之注射 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 9 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 311270 A7 _ _B7_^_ 五、發明説明(7 ) 模製比較,此種注射壓力較低。由於注射壓力較低,且可 更輕易的執行溫度控制,因此可在低壓下作用連續的操作 。由於此模製可在低壓下作用,結合接線之形變程度較低 。因此,安裝有半導體之引線框可形成更細微之圖樣。 鍵結有半導體之引線框乃固定的設定成一插入物在模 中,而後此模關閉或受到箝夾。模製化合物注入模中。模 製化合物以一般困定的速率由充填開始時至達到最大注射 壓力時。如果模製化合物之充填不是連續的,最大壓力會 在充填作用1 0 0 %時到達,即使此最大壓力之值相當小 ,此種壓力亦會直接作用在模製部份上,在充填操作之最 後階段,如此會發生結合接線之形變或切斷。因此,依照 本發明,在充填完成前,注射壓力些微的降低,且因此, 充填可在低壓中持續。因此,可防止結合接線之形變或切 斷。 氣缸之設定溫度通常爲6 5°C至1 1 0°C,且在此範 圍中之溫度控制相當容易。但是,由於熔融黏性和熱穩定 性和考量,此設定溫度最好爲7 0°C至9 0°C。如果氣缸 溫度較低時,雖然熔融黏度較高,但是熱穗定性良好。在 本發明之環氧樹脂模製化合物中,特別當使用上述較佳組 成時,熔融黏性較低,且因此氣缸溫度可設定至相當低的 位準。但是,如果氣缸溫度設定低於6 5 °C時,模製化合 物之溫度控制變成相當困難。相反的,如果氣缸溫度高於 1 1 0°C時,此熔融黏性太低,因此有時雖以作用適當的 注射,此外,亦無法達成滿足的熱穩定性。 ^iT-------^I*— . * (請先閲讀背面之注意事項異填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 10 - A7 _B7_ 五、發明説明(8 ) 在本發明之實施例中*由於模製化合物之硬化時間等 ,模之設定溫度爲1 5 0°C至1 9 0°C ’且最好爲1 6 5 °〇至1 85°C。以此設定溫度,模製循環不會超過1 50 秒,且在較佳組成之模製化合物之例中,模製循環不超過 8 0秒。 例1 此處使用之環氧樹脂模製化合物之主要成份包含一原 甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(環氧樹脂當量200),酚系 酚醛清漆(羥基當量10 3),二氮雜二環十一碳烯(硬 化加速劑)和熔融矽石,和另具有一模釋除劑,一染料等 〇 在此例中使用螺桿線上型注射成型機器(由Me iki Seisakusho 公司產製之 Μ — 3 2 )。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 最靠近噴嘴之加熱氣缸之區域,其長度爲氣缸之總長 3 0%,保持在7 5°C,而氣缸之另一區域保持在3 0°C 。關於注射壓力方面,最大壓力爲2 0 0 k g/cm2。 注射壓力由注射啓始時以2 0秒上升至最大壓力。而後, 降低至5 0 k g/cm 2並保持5秒,而後操作澆口切銷 以關閉澆口。介於注射壓力和螺桿位置間之關係或注射壓 力時間圖如圖1所示。由模之關閉至模之間啓間之時間段 爲6 0秒,且整個模製循環爲8 0秒。模之溫度設定爲 17 5。。。 此模爲二十空腔模。以金線鍵結和接線結合之具有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 311270 五、發明説明(9 ) 1 0 I C元件(1 6接腳雙排構裝)循序設置之兩引線框 自動的設定在模中,且此模製連績的執行。樹脂封裝半導 體裝置之外觀,充填能力,接線擺動,和表面硬度每小時 測量一次。結果如表1所示。 表 1 外觀 充填能力 接線擺動 表面硬度 最初狀態 良好 良好 不超過5¾ 74 5小時後 良好 良好 不超過5 % 74 1 0小時後 良好 良好 不超過5 % 74 1 5小時後 良好 良好 不超過5¾ 75 2 0小時後 良好 良好 不超過5¾ 76 (測量) (1 )外觀;充填能力:它們以目視檢査判斷,且特 別的’外觀之檢査係關於其是否具有光澤。 (2 )接線擺動:軟X射線應用至模製產品,並測量 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 裝 訂------線-----1 ί (請先閲讀背面之注意事項-if填寫本頁) -12 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ___ __B7_ 五、發明説明(10) 結合接線之擺動量(半硬金線之直徑爲2 5 和長度爲 3mm) »接線擺動以最大接線擺動對介於結合接線間之 距離(500#m)之比例表示。 (3 )表面硬度:剛好在模打開後之模製產品之表面 硬度由—Barcol硬度測試機(# 9 3 5量測)。 如表1所示之結果和習知低壓轉換模製所得之結果相 似,且表示於此無任何問題。因此,可執行長時間,連續 模製。 _ 在本發明之另一實施例中,注射成型機器之加熱氣缸 在軸向方向上區分成多數之區域。此區域之數目至少爲兩 個,且區域之數目並不限於特定之數目。但是,最好爲四 或五個區域。這些區域之溫度獨立的控制。爲了作用比習 知模製更穩定的連續模製,最接近噴嘴之區域(以下稱爲 "^最近噴嘴側區域# )之溫度控制在6 5°C — 1 1 0°C, 而最接近漏斗之區域(以下稱爲'最近漏斗側區域)之 溫度控制在一般溫度至5 0°C間。前者之溫度最好爲 7 0°C至9 0°C,和後者之溫度最好爲3 0°C至4 0°C。 在此溫度範圍中,可完全達成具有低熔融黏性之環氧樹脂 模製化合物之特性,且熱穩定性並無問題,因此,可作用 穩定,長時間,連續模製》 在此例中,當加熱氣缸具有兩區域時,最近噴嘴側區 域之全長爲氣缸之全長之2 0%至4 0%。當加熱氣缸具 有3至5區域時,最近噴嘴側區域有具和上述兩區域氣缸 相同的溫度和長度。三個間隔區域之一之溫度爲介於最近 I I I ^ 1· I I I I I I I I 1-^ I i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 13 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 311270 A7 B7 五、發明説明(11 ) 噴嘴側區域之溫度和最近漏斗側區域之溫度間之中間值。 間隔區域之溫度愈高,則間隔區域愈靠近最近噴嘴側區域 。最近漏斗側區域之溫度和上述兩區域氣缸者相同。非最 近噴嘴側區域之區域之長度可視環氧樹脂模製化合物之熱 穩定性和熔融黏性而適當的決定。 如果氣缸溫度較低時,雖然熔融黏性較高,但是熱穩 定性仍是良好的。在本發明之環氧樹脂模製化合物,特別 當使用上述之較佳組成時,熔融黏性較低,且因此氣缸溫 度可設定在相當低的位準。但是*如果氣缸溫度變成小於 6 5 °C時,溫度控制變成相當困難。相反的。如果氣缸溫 度高於1 1 0°C,熔融黏性太低,如此有時雖以作用適當 的注射模製,此外,亦常常無法達成滿意的熱穩定性。 在本發明之此實施例中,相關於注射成型機器之注射 壓力,可總用和上述相同的狀況,且可獲得相同的優點。 在本發明之實施例中,有鑒於環氧樹脂模製化合物之 硬化時間等,模之設定溫度通常爲1 5 0°C至1 9 0°C, 且最好爲1 65 °C至1 85 °C。此此設定溫度,模製循環 無法超過1 7 0秒,且在較佳組成之模製化合物之例中, 模製循環不會超過100秒》 例2 此處使用之環氧樹脂模製化合物之主要成份包含一原 甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(環氧樹脂當量2 0 0 ),酚系 酚醛清漆(羥基當量10 3),二氮雜二環十一碳烯(硬 -----^----i — ^-----—IT-------0 〆 一 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明(i2). 化加速劑)和熔融矽石,和另具有一模釋除劑,一染料等 0 在此例中使用螺桿線上型注射成型機器(由Me iki
Seisakusho公司產製之Μ — 3 2 )。如圓2所示,氣缸 2 0軸向且相等的分成區域A_-五_。最靠近噴嘴之加熱氣 缸之區域保持在75 °C。與區域ϋ目隔之區域保持在 6 5°C,而其它區域2_和分別保持在3 5°C。關於 注射壓力方面,最大壓力爲2 0 0 k g/cm2。注射壓 力由注射啓始時以2 0秒上升至最大壓力》而後,降低至 5 0 k g/cm 2並保持5秒,而後操作澆口切銷以關閉 澆口。介於注射壓力和螺桿位置間之關係或注射壓力時間 圖如圖1所示。由模之關閉至模之開啓間之時間段爲6 0 秒,且整個模製循環爲8 0秒。模之溫度設定爲1 7 5°C 〇 此模爲二十空腔模。以金線鍵結和接線結合之具有 1 0 I C元件(1 6接腳雙排構裝)循序設置之兩引線框 自動的設定在模中,且此模製連續的執行》樹脂封裝半導 體裝置之外觀,充填能力,接線擺動,和表面硬度每小時 測量一次。結果如表2所示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15 - t------訂-------線 丨 i (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 311270 五、發明説明(13) 表 2 外觀 充填能力 接線擺動 表面硬度 最初狀態 良好 良好 不超過5¾ 74 5小時後 良好 良好 不超過5% 75 1 0小時後 良好 良好 不超過5¾ 74 1 5小時後 良好 良好 不超過5% 75 2 0小時後 良好 良好 不超過5% 76 (測量) (1 )外觀;充填能力:它們以目視檢査判斷,且特 別的,外觀之檢查係關於其是否具有光澤。 (2 )接線擺動:軟X射線應用至模製產品,並測量 結合接線之擺動量(半硬金線之直徑爲2 5 和長度爲 3mm)。接線擺動以最大接線擺動對介於結合接線間之 距離(5 0 〇 ym)之比例表示。 (3 )表面硬度:剛好在模打開後之模製產品之表面 硬度由一Bar col硬度測試機(#935量測)。 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4规格(210X297公釐)_ 16 _ -----„-----— 參-----------.^- -< · I (請先閲讀背面之注意事項-if填寫本覓) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明(14) 如表2所示之結果和習知低壓轉換模製所得之結果相 似,且表示於此無任何問題。因此,可執行長時間,連續 模製。 本發明之另一實施例之特徵在於使用箍模製。 參考圖3至8,具有一部份安裝著半導體之長引線框 由一捲軸(未顯示)供應或解開,且半導體裝置1 2結合 至引線框1 ,且接線結合至引線框1。引線框1由一饋送 引導1 0導引進入一模4,因此,已定長度之引線框1設 定在模4中。饋送引導1 0由轉回銷1 1所支持。轉回銷 1 1之下端由一支持板1 8支持,該支持板1 8由一驅動 氣缸1 6上下移動。模4包含上模2和下模3。上模2可 藉由驅動機構(未顯示)而向上移動離開下模3,因此, 可打開模4。眾所週知之注射銷6由下模3滑動的延伸進 入在模4中之空腔3 4。注射銷6之下端由注射銷操作板 1 7所支持。板1 7連接至板1 8,且由驅動氣缸1 6上 下移動。參考圖7和8,來自注射成型機器之一模製化合 物在模4中經由一流道14和一澆口15而填入每個空腔 34。澆口切銷7分別用以開關相關的澆口 1 5 ,澆口切 銷之下端由一銷支持板19所支持。銷支持板19由一驅 動機構(未顯示)以一距離大上下移動(見圓4),因此 澆口切銷7可開關相關的澆口。 在右手邊(圖3 )用以移動另一饋送引導8之饋送機 構8提供在下模3和饋入引導8之間。 在圖3所示之狀況中,模製化合物在模4中注射入空 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 17 五、發明説明(15) 腔3 4,且澆口切銷7受操作以關閉澆口 1 5,因此每個 模製產品(包含由樹脂模製化合物1 3所封裝之半導體 1 2 )和流道1 4隔離。在注入材料硬化後,上模向上移 動以打開模4,如圖6所示。而後,如圖5所示,驅動氣 缸16受驅動以移動支持板1 8向上。結果,由轉回銷 1 1支持之饋送引導1 0和8向上移動離開下模3。注射 銷操作板1 7亦向上移動,因此,注射銷6由在下模3中 之相關空腔3 4注射相關模製產品。相關的模製產品由下 模3中釋出。而後,操作饋送機構以移動饋送引導8在右 手方向,藉以移動模製引線框5在右手方向一段預定距離 〇 通當,同時作用模製引線框部份5和引線框部份5之 彎曲間之分離。由於形成在模製產品周邊上之主刺通常非 常薄,其可輕易的移除。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 如圖6所示,在饋送引導由饋送機構9轉回至其初始 位置後,驅動氣缸1 6受操作以移動轉回銷1 1和注射銷 6向下。引線框1再度設定在下模3中,而後上模2向下 移動以關閉模4 »在接著前已模製引線框部份5之後之引 線框之非模製部份1上重覆上述之模製。 圖7和8爲在模中之流道,澆口和空腔之擴大圖,並 顯示剛好在模製化合物以填入空腔3 4後之狀況。注射模 製化合物經由澆道(未顯示),流道1 4和澆口 1 5而注 入相關的空腔3 4中。已鍵結半導體1 2之引線框1分別 再次設定在空腔3 4中。而後,每個澆口切銷7向上移動 18 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ 511270 A7 B7 五、發明説明(l6 ) 相當於澆口高度大之距離,藉以關閉澆口 1 5。在模製化 合物硬化後,模打開,且模製產品注射°在流道1 4中硬 化之模製產品和模製引線框部份5隔離。因此’模製引線 框部份5由饋送機構9平滑的傳送’也因此可執行後續的 模製操作。在無澆口切銷7之情形下,在產品注射後,必 需以一些機構切斷澆口,或是一澆口必需形成一銷點澆口 或模澆口之形狀,以便可自然輕易的切斷。 在本發明之實施例中,使用箍模製,且因此循序的模 製處理可自動的以無人操作之方式作用,此種處理包括解 澆引線框之步驟,鍵結半導體之步驟,接線結合,設定引 線框在模中之步驟,模製,移動模製品之步驟,將模製品 和'.引線框分離之步驟,和彎曲模製產品之引線之步驟。因 此,可在一系統中執行由引線框之解澆至模製產品之最後 處理間之循序步驟。 例3 經濟部中央樣準局貞工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項馮填寫本頁) 此處使用之環氧樹脂模製化合物之主要成份包含一原 甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(環氧樹脂當量200) ’酚系 酚醛清漆(羥基當量10 3),二氮雜二環十一碳烯(硬 化加速劑)和熔融矽石,和另具有一模釋除劑,一染料等 在此例中使用螺桿線上型注射成型機器(由Meiki Seisakusho公司產製之Μ — 3 2 )。如圖2所示,氣缸 2 0軸向且相等的分成區域互_»最靠近噴嘴之加熱氣 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) _ 19 _ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(17) 缸之區域I保持在75 °C。與區域i相隔之區域保持在 6 5°C,而其它區域_£_、£_和分別保持在3 5°C »關於 注射壓力方面,最大壓力爲2 0 0 k g/cm2。注射壓 力由注射啓始時以2 0秒上升至最大壓力。而後,降低至 5 0 k g/cm 2並保持5秒,而後操作澆口切銷以關閉 澆口。介於注射壓力和螺桿位置間之關係或注射壓力時間 圖如圖1所示。由模之關閉至模之間啓間之時間段爲6 0 秒,且整個模製循環爲8 0秒。模之溫度設定爲1 7 5°C 。一模具有兩例的空腔,每例具有1 〇個空腔,因此,該 模爲二十空腔膜。 長引線框由捲軸相關的解澆和供應。I C元件(1 6 接腳雙排構裝)鍵結至每個引線框,並以金線接線結合。 此兩此線框饋送至上述模中,且該模製在1 2 0秒之模製 循環上自動連續的作用。引線框之模製框部份分離,且引 線彎曲,同時,移去環澆模製產品之週邊之毛刺。此種毛 刺非常薄,且因此它們可在框部份之分離和引線之彎曲時 同時的移去。模製產品之外觀,充填能力,接線擺動,和 表面硬度每小時測量一次。每5小時所獲得之結果如表3 所示。 本紙張尺度適用中國國家標準(匚奶)八4規格(210父297公釐)_ -----_-------^-----------^ t m - i (請先閲讀背面之注意事項-ί填寫本頁) 311270 A7 _B7 五、發明説明(18) 表 3 外 觀 充填能力 接線 擺 動 表面硬度 最初 狀 態 良 好 良 好 不 超 迴 5¾ 74 5小時後 良 好 良 好 不 超 過 5¾ 75 1 0小 時 後 良 好 良 好 不 超 過 5¾ 74 15小 時 後 良 好 良 好 不 超 過 5¾ 75 2 0小 時 後 良 好 良 好 不 超 過 5¾ 76 -----^---.---參-- -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貢) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (測量) (1 )外觀;充填能力:它們以目視檢査判斷,且特 別好,外觀之檢査係關於其是否具有光澤。 (2 )接線擺動:軟X射線應用至模製產品,並測量 結合接線之擺動量(半硬金線之直徑爲2 5 //m和長度爲 3mm) 9接線擺動以最大接線擺動對介於結合接線間之 距離(5 0 0 # m )之比側表示。 (3 )表面硬度:剛好在模打開後之模製產品之表面 硬度由一Barcol硬度測試機(#935量測)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 21 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7 _ 五、發明説明(ig) 如表3所示之結果和習知低壓轉換模製所得之結果相 似,且表示於此無任何問題》因此,可執行長時間,連續 模製。 在本發明之實施例中,明顯的是由環氧樹脂模製化合 物而形成之半導體封裝可由箍模製之注射模製連續的作用 一段長時間,而無任何問題。在本發明之實施例中,使用 箍模製,且因此,循序的模製處理可利用無人方式自動的 作用,這些處理包括引線框之解澆,半導體之鍵結,在模 中之引線框之設定和接線結合,模製產品之移除和模製, 和模製產品之後續加工等步驟》 本發明之另一實施例之特徵在於其使用旋轉模製方法 〇 參考圖9至1 1,一旋轉注射模製裝置3 5包含一注 射成型機器2 0,其具有一漏斗2 3,和一旋轉台2 4相 關於注射成型機器2 0並列設置。四個模裝置2 5,2 6 ,27和28安裝在旋轉台24上,且互相以90°間隔 "在圖9中,注射成型機器2 0之噴嘴3 6和模裝置2 5 之澆道流道3 2相通(見圖1 1,和一模製化合物充填在 模裝置2 5中。因此,模製化合物充填在模裝置2 5中, 且保持在預定壓力,同時,模製化合物之硬化可在模裝置 2 6和2 7中進行,其中該模受關閉或箝夾。在模裝置 2 8中,模打開以移動模製產品(每個包含由模製化合物 30所封裝之半導體元件31),且引線框29設定在模 中,而模關閉。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(2丨0X297公釐)_ _ -----r------餐-----------^ - m i i (請先閱讀背面之注意事項肩填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 A7 _B7____ 五、發明説明(20) 當四個模裝置轉回至原始位置時,可完成每個模裝置 之模製循環。因此,如果每個模裝置之模製循環爲1 2 0 秒,由於此旋轉注射模製裝置3 5具有四個級,此種模製 在3 0秒之循環上作用,且因此,可明顯的降低整個模製 循環。 特別的,使環氧樹脂模製化合物以熱硬化需要一段特 定的時間段,且相當難以降低由注射開始至模開啓間之時 間段。在本發明之實施例中,由於使用旋轉模製,因此時 間週期可顯著的降低。且因此,可顯著的降低模製循環。 再者,澆口切銷3 3提供在每個模中,且在模製化合 物注射且充填入模中後,操作澆口切銷3 3以關閉澆口, 以將模製產品和澆道流道3 2隔離,藉以利於模製產品之 移除和後續之處理。通常,模製產品由引線框中分離和模 製產品之引線之彎曲同時作用。此時,由於形成在模製產 品周邊之毛刺通常非常薄,其可輕易的移除。 藉由變化模裝置之空腔形狀和/或引線框之形狀,可 即時的封裝多種半導體》如果模製產品之移除和引線框之 設定以機器人自動的作用時,可作用連續的模製,而無需 手動的操作,且不同種類之模製產品可輕易的分類而不會 發生錯誤。 在本發明之實施例中,在模製產品由模中移去後,如 果引線框和模製產品之分離和模製產品之後續處理以關於 模製操作連績的作用時,可在一系統中執行在模中由引線 框之設定至模製產品之後績處理之循序步驟。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ 23 - -----:------^-----— ------^ ί ί (請先閱讀背面之注意事項男填寫本貰) 311270 A7 ____B7 五、發明説明(21 ) 例4 此處使用之環氧樹脂模製化合物之主要成份包含一原 甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(環氧樹脂當量200),酚系 酚醛清漆(羥基當量10 3),二氮雜二環十一碳烯(硬 化加速劑)和熔融矽石,和另具有一模釋除劑,一染料等 〇 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項為填寫本頁) 在此例中使用螺桿線上型注射成型機器.(由Me iki Seisakusho公司產製之Μ — 3 2 )。如圖2所示,氣缸 2 0軸向且相等的分成區域1 一五_。最靠近噴嘴之加熱氣 缸之區域A_保持在7 5°C。與區域1相隔之區域保持在 6 5°C,而其它區域及_和分別保持在3 5 °C。關於 注射壓力方面,最大壓力爲2 0 0 k g/cm2»注射壓 力由注射啓始時以2 0秒上升至最大壓力》而後,降低至 5 0 k g/cm 2並保持5秒,而後操作澆口切銷以關閉 澆口。介於注射壓力和螺桿位置間之關係或注射壓力時間 圖如圖1所示。由模之關閉至模之開啓間之時間段爲6 0 秒,且整個模製循環爲8 0秒。 每個模裝置具有兩列空腔,每列具有1 〇個空腔,因 此,模裝置爲二十空腔膜。具有鍵結I C元件(1 6接腳 雙排構裝)之兩引線框乃由金線接線結合,並設定在模裝 置中。模溫度設定爲17 5°C。 四模裝置安裝在旋轉台上,且互相以9 0°分隔。 模製操作可參考圖9和上述相同的執行,且旋轉台旋 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ 24 - A7 B7 經濟部中央標隼局負工消费合作社印製 五、發明説明(22 ) 轉一週之時間爲1 2 0秒, 止時間爲3 0秒。在這些狀 線框之設定和模製產品之移 用。在兩例中,可毫無問題 每個引線框中分離,且引線 週邊之毛利亦即時的移除。 框部份之分離和引線之彎曲 觀,充填能力,接線擺動, 每5小時所獲得之結果如表 表 和在每一級上之模製裝置之停 況下,可作用連續的模製。引 除可由手動操作或由機器人作 的作用這些操作。模製產品由 彎曲。環澆在每個模製產品之 這些毛利非常薄,且因此可在 時,即時除去。封裝產品之外 和表面硬度每小時測量一次。 4所示。 4 外 觀 充 填能力 接 線 擺 動 表面硬度 最初狀態 良 好 良 好 不 超 過 5¾ 76 5小時後 良 好 良 好 不 超 過 5% 76 1 0小時後 良 好 良 好 不 超 過 5% 75 1 5小時後 良 好 良 好 不 超 過 5% 75 2 0小時後 良 好 良 好 不 超 過 5% 77 本紙浪尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(2丨0X297公着) I. m n IT I — J n I 1 - - - I I n T U3-s (請先閱讀背面之注意事項-s填寫本育) -25 - 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 311270 A7 _B7_ 五、發明説明(23) (測量) (1 )外觀;充填能力:它們以目視檢査判斷,且特 別好,外觀之檢査係關於其是否具有光澤。 (2 )接線擺動:軟X射線應用至模製產品,並測量 結合接線之擺動量(半硬金線之直徑爲2 5 iim和長度爲 3mm)。接線擺動以最大接線擺動對介於結合接線間之 距離(5 0 0 #m)之比例表示。 (3 )表面硬度:剛好在模打開後之模製產品之表面 硬度由—Barcol硬度測試機(# 9 3 5量測)。 此種結果和習知以低壓轉換模製所得之結果相同,如 此表示此實施例並無問題。因此,包括由在模中引線框之 設定至模製產品之後續處理間之循序處理步驟之自動連'續 模製可作用一段長時間。 依煦本發明,藉由旋轉模製型之注射模製,而以環氧 樹脂模製化合物形成之半導體封裝可連續的作用一段長時 間而不會有任何問題。藉由自動的作用或以機器人作用引 線框之設定,模製產品之移除,模製產品之後續處理時, 即可自動的完成模製操作。 粉末或顆粒型式之模製化合物可供應至注射成型機器 中,且因此,不需要執行成如在轉換模製中之片形狀。因 此,可省略需用於形成片之裝置和時間。由於不需要例如 形成片之預先處理,因此雜質極不可能進入模製化合物中 。此外,可採用無澆道模製和無澆迨流道模製,因此,可 顯著的降低非模製產品之硬化材料(廢棄物)之比例。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項声填寫本貫) 装· 訂