TWI389224B - 晶片封裝模具 - Google Patents

Description

晶片封裝模具

本發明是有關於一種晶片封裝模具，且特別是有關於一種可以使承載器的面積可以被有效地利用且可以避免承載器的佈局受到限制的晶片封裝模具。

以積體電路的封裝而言，一般會先將已配置有晶片的承載器(carrier)置於多個模具之間。然後，將這些模具結合以定義出模穴(cavity)，而承載器與晶片則位於模穴中。接著，將封裝膠體材料經由模具的澆口(pin gate)注入模穴中。之後，將模具移除，即完成一般熟知的晶片封裝結構。

將封裝膠體材料注入模穴的一種方式為藉由位於上模具中的澆口將封裝膠體材料自承載器與晶片上方注入模穴。所形成的晶片封裝結構包括承載器、配置於承載器上的晶片以及包覆部分承載器與晶片的封裝膠體。

上述注膠製程所使用的上模具通常具有多個相同設計的注膠單元。每一個注膠單元皆包括一料穴(pot)以及多個尺寸和數量相同與料穴連接的流道(runner)，每一個流道具有相同數量的澆口。在進行注膠的過程中，先利用活塞將熱熔的封裝膠體材料壓入上模具的各個料穴中。然後，料穴中的封裝膠體材料沿著與料穴連接的流道，流經澆口注入模穴內，待封裝膠體材料固化後即可形成封裝膠體。

上述之注膠單元中通常具有多個對稱配置於料穴兩側的流道，且注膠單元的二側分別具有相同數量的流道，因此，該注膠單元具有偶數條的流道。因此，在注膠的過程中，可以避免因注膠壓力不平均而造成封裝膠體材料的流速不均，以提高晶片封裝製程的良率。然而，當承載器上具有質數排(例11排，13排，17排...等)晶片時，且考慮封裝膠體特性之情況下，將無法使用上述模具進行封膠製程。舉例來說，當承載器上具有13排晶片且上模具中具有6個注膠單元(每一個注膠單元具有2排流道)時，僅能對承載器上的12排晶片進行封裝製程，因此浪費了部分的承載器或晶片，亦會使得承載器的佈局受到限制。

本發明提供一種晶片封裝模具，其可以使承載器的面積可以被有效地利用。

本發明另提供一種晶片封裝模具，可以避免承載器的佈局受到限制。

本發明又提供一種晶片封裝模具，可以避免在進行封裝製程時浪費部分的承載器或晶片。

本發明提出一種晶片封裝模具，其包括相對位置配置的第一模具以及第二模具。第一模具與第二模具結合後形成多個模穴，用以容置承載器與配置於承載器上的晶片。第二模具包括多個注膠單元。這些注膠單元至少包括第一注膠單元與第二注膠單元。第一注膠單元與第二注膠單元分別包括料穴以及與料穴連接的多個流道，其中每一個流道具有多個澆口，且每一個澆口與對應的模穴連接。封裝膠體材料經由料穴、流道與澆口被注入每一個模穴中並包覆承載器與晶片，以形成多個晶片封裝結構，其中第一注膠單元所容納的封裝膠體材料(molding compound)的體積實質上等於第二注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積，且第一注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量大於第二注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第一注膠單元的流道的數量例如大於第二注膠單元的流道的數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第一注膠單元的流道的寬度例如小於第二注膠單元的流道的寬度。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第一注膠單元的流道的深度例如小於第二注膠單元的流道的深度。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第一注膠單元的料穴的容積例如小於第二注膠單元的料穴的容積。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第二注膠單元還可以包括與第二注膠單元的料穴連接的緩衝料穴。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在至少一注膠單元中，分別位於料穴二側的流道所容納的封裝膠體材料的體積例如實質上相同，且位於料穴的一側的晶片封裝結構的數量例如大於位於料穴的另一側的晶片封裝結構的數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在注膠單元中，位於料穴的一側的流道的數量例如大於位於料穴的另一側的流道的數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在注膠單元中，位於料穴的一側的流道的寬度例如小於位於料穴的另一側的流道的寬度。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在注膠單元中，位於料穴的一側的流道的深度例如小於位於料穴的另一側的流道的深度。

本發明另提出一種晶片封裝模具，其包括相對位置配置的第一模具以及第二模具。第一模具與第二模具結合後形成多個模穴，用以容置承載器與配置於承載器上的晶片。第二模具包括多個注膠單元。每一個注膠單元包括料穴以及與料穴連接的多個流道，其中每一個流道具有多個澆口，且每一個澆口與對應的模穴連接。封裝膠體材料經由料穴、流道與澆口被注入每一個模穴中並包覆承載器與晶片，以形成多個晶片封裝結構，其中在這些注膠單元的至少一者中，分別位於料穴二側的流道所容納的封裝膠體材料的體積實質上相同，且位於料穴的一側的晶片封裝結構的數量大於位於料穴的另一側的晶片封裝結構的數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在這些注膠單元的此至少一者中，位於料穴的一側的流道的數量例如大於位於料穴的另一側的流道的數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在這些注膠單元的此至少一者中，位於料穴的一側的流道的寬度例如小於位於料穴的另一側的流道的寬度。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，在這些注膠單元的此至少一者中，位於料穴的一側的流道的深度例如小於位於料穴的另一側的流道的深度。

本發明又提出一種晶片封裝模具，其包括第一注膠單元與第二注膠單元。第一注膠單元具有第一料穴以及與第一料穴連接的流道。第二注膠單元具有第二料穴以及與第二料穴連接的流道。第一注膠單元的流道數量大於第二注膠單元的流道數量。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第一注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積例如實質上等於第二注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積。

依照本發明實施例所述之晶片封裝模具，上述之第一注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量例如大於第二注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量。

基於上述，本發明藉由調整模具中的注膠單元的數量、注膠單元的種類、流道的尺寸、料穴的尺寸或配置緩衝料穴，並使各注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等以及使分別位於料穴二側的流道所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等，因此可以在有限的模具的使用空間中增加流道的數量，以避免浪費承載器的使用面積，且可以避免承載器的佈局受到限制。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

關於晶片封裝模具以及所形成的晶片封裝結構可如圖1所示。圖1為依照本發明實施例所繪示的晶片封裝模具以及所形成的晶片封裝結構之示意圖。一般來說，晶片是以陣列的方式配置於承載器上，且每一晶片的尺寸相同，因此用於容置這些晶片的模穴也具有相同的尺寸。但是，為了使圖式清楚，在圖1中僅以一個晶片與一個模穴為例作說明。請參照圖1，晶片封裝模具10包括第一模具與第二模具。在本實施例中，第一模具為下模具100，而第二模具為上模具102。晶片104配置於承載器106上。在本實施例中，承載器106例如為導線架(lead frame)。當然，在其他實施例中，承載器106也可以是基板。上模具102與下模具100結合形成模穴108。晶片104與部分承載器106位於模穴108中。在進行注膠的過程中，先利用活塞110將熱熔的封裝膠體材料112壓入上模具102的料穴114中。然後，料穴114中的封裝膠體材料112沿著與料穴114連接的流道116流動。流道116具有澆口118。流道116中的封裝膠體材料112經由澆口118可注入模穴108中。待模穴108中的封裝膠體材料112固化後即可形成封裝膠體。

圖2為依照本發明一實施例所繪示的封裝膠體材料固化後所得的模製結構的示意圖。請參照圖2，模製結構20包括以陣列方式排列的晶片封裝結構22。在圖2中，為了清楚說明，僅繪示出包覆承載器與晶片的封裝膠體部分。此外，模製結構20還包括流道膠條24、澆口膠條26以及膠塊28。詳細地說，流道中的封裝膠體材料固化後形成了流道膠條24；澆口中的封裝膠體材料固化後形成了澆口膠條26；料穴中的封裝膠體材料固化後形成了膠塊28。流道膠條24與膠塊28連接。此外，流道膠條24經由澆口膠條26而與晶片封裝結構22連接。特別一提的是，膠塊28的尺寸是與料穴的容積相對應。

在本發明中，上模具102中具有不同的注膠單元。這些注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量並不相同。由於上模具102中具有不同的注膠單元，亦即可視實際情況配置具有不同數量的流道的注膠單元，因此可以避免浪費承載器的使用面積，且可以避免承載器的佈局受到限制。此外，藉由調整這些注膠單元的料穴與流道的數量和/或容積，以使這些注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等，因此可以避免在進行注膠時因注膠壓力不平均造成封裝膠體材料的流速不同而導致封裝製程的良率下降。以下將對晶片封裝模具10中的上模具102作詳細地說明。

圖3為依照本發明一實施例所繪示的晶片封裝模具中的上模具之示意圖。請參照圖3，上模具102具有多個注膠單元。在本實施例中，這些注膠單元包括注膠單元200與注膠單元202。注膠單元200與注膠單元202的數量與配置方式並不限於圖3所示，可視實際需求而進行調整。為了避免在進行注膠時因封裝膠體材料的流速不同而導致封裝製程的良率下降，因此注膠單元200與注膠單元202所容納的封裝膠體材料的體積必須實質上相等。此外，注膠單元200所形成的晶片封裝結構的數量大於注膠單元202所形成的晶片封裝結構的數量。詳細地說，在本實施例中，注膠單元200包括料穴200a以及與料穴200a連接的四個流道200b，而每一個流道200b具有四個澆口200c。也就是說，一個注膠單元200可形成十六個晶片封裝結構。此外，注膠單元202包括料穴202a以及與料穴202a連接的三個流道202b，而每一個流道202b具有四個澆口202c。也就是說，一個注膠單元202可形成十二個晶片封裝結構。當然，在其他實施例中，注膠單元200與注膠單元202中的流道與澆口的數量也可視實際情況而進行調整。此外，注膠單元200與注膠單元202的個別數量亦可視實際情況而進行調整。

為了使注膠單元200與注膠單元202所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等，因此流道202b的容積必須大於流道200b的容積。在本實施例中，可藉由使流道202b的寬度大於流道200b的寬度來達成上述目的。在另一實施例中，也可以藉由使流道202b的深度大於流道200b的深度來達成上述目的。

在本實施例中，由於注膠單元200與注膠單元202所形成的晶片封裝結構的數量不同，即二者具有不同數量的流道，因此可以視實際需求來調整注膠單元200與注膠單元202的數量，以有效地利用上模具102中的空間，且可以符合承載器上所配置的晶片數量，以避免浪費承載器的使用面積，且可以避免承載器的佈局受到限制。

此外，在另一實施例中，為了使注膠單元200與注膠單元202所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等，在流道200b的容積與流道202b的容積實質上相等的情況下，可以藉由使料穴202a的容積大於料穴200a的容積來達成。在此情況下，分別對應料穴200a與202a所形成的膠塊(如圖2中的膠塊28)會具有不同的尺寸。

在上述實施例中，由於注膠單元200與注膠單元202所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等，因此可以避免在進行注膠時注膠單元200與注膠單元202中的封裝膠體材料的流速不同。

另外，在另一實施例中，為了使注膠單元200與注膠單元202所容納的封裝膠體材料的體積實質上相等，在流道200b的容積與流道202b的容積實質上相等且料穴200a的容積與料穴202a的容積實質上相等的情況下，也可以藉由配置與料穴202a連接的緩衝料穴來達成上述目的。

圖4為依照本發明另一實施例所繪示的晶片封裝模具中的上模具之示意圖。請參照圖4，流道200b的容積與流道202b的容積實質上相等，且料穴200a的容積與料穴202a的容積實質上相等，而緩衝料穴202d與料穴202a連接，以容納多餘的封裝膠體材料。在本實施例中，緩衝料穴202d為半球形，而在其他實施例中，緩衝料穴202d也可以為其他形狀。

另外一提的是，針對模具中個別的注膠單元來說，本發明還可進一步讓分別位於料穴二側的流道所容納的封裝膠體材料的體積實質上相同，以使料穴二側的封裝膠體材料的流速相同。在一實施例中，在料穴的二側可形成相同數量的晶片封裝結構，即分別位於料穴二側的流道的數量相同，因此料穴二側的封裝膠體材料的流速亦相同。在另一實施例中，若料穴二側所形成的晶片封裝結構的數量並不相同，即分別位於料穴二側的流道的數量不同，則分別位於料穴二側的流道的容積必須不同。

圖5為依照本發明一實施例所繪示的中的注膠單元之示意圖。請參照圖5，在注膠單元500中，由於料穴502a上方具有二個流道502b，而料穴502a下方僅具有一個流道502c，因此位於料穴502a下方的流道502c的容積必須大於位於料穴502a上方的流道502b的容積。在本實施例中，流道502c的寬度大於流道502b的寬度。在另一實施例中，也可以是流道502c的深度大於流道502b的深度。在本實施例中，料穴502a的一側具有二個流道502b，而另一側僅具有一個流道502c。當然，在其他實施例中，也可以視實際需求而於料穴的二側配置不同數量的流道。

圖6為依照本發明又一實施例所繪示的晶片封裝模具中的上模具之示意圖。請參照圖6，在本實施例中，上模具400具有多個相同且彼此以左右顛倒方式交錯排列的注膠單元402。注膠單元402包括料穴400a以及與料穴400a連接的五個流道，其中二個流道400b位於料穴400a的一側，而另外三個流道400c位於料穴400a的另一側。在本實施例中，由於每個注膠單元402皆相同且可形成相同數量的晶片封裝結構，即具有相同數量(五個)的流道，因此每個注膠單元402中的封裝膠體材料的流速皆相同。然而，對於每一個注膠單元402來說，由於料穴400a的二側所形成的晶片封裝結構的數量並不相同，即位於料穴400a二側的流道的數量不同，因此必須對位於料穴400a二側的流道的容積進行調整。在本實施例中，流道400b的寬度大於流道400c的寬度。在另一實施例中，也可以是流道400b的深度大於流道400c的深度。或者，在另一實施例中，也可以於料穴旁配置緩衝料穴。在本實施例中，於料穴400a的二側配置數量不同的流道，因此可以在有限的上模具的使用空間中，增加流道的數量，以避免浪費承載器的使用面積，且可以避免承載器的佈局受到限制。

圖7為依照本發明另一實施例所繪示的封裝膠體材料固化後所得的模製結構的示意圖。請參照圖7，與圖2相似，模製結構70包括以陣列方式排列的晶片封裝結構72。在圖7中，為了清楚說明，僅繪示出包覆承載器與晶片的封裝膠體部分。此外，模製結構70還包括流道膠條74a與74b、澆口膠條76以及膠塊78a與78b。流道膠條74b的寬度大於流道膠條74a的寬度，且膠塊78b的尺寸大於膠塊78a的尺寸。此外，位於膠塊78b一側的流道膠條74b的寬度大於位於膠塊78b另一側的流道膠條74b的寬度。因此，由模製結構70可以得知，在形成模製結構70的上模具中具有二組注膠單元。在第一組注膠單元中具有四個流道，而在第二組注膠單元中具有三個流道。為了使每一個注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積實質上相同，因此第二組注膠單元的流道的寬度大於第一組注膠單元的流道的寬度，且第二組注膠單元的料穴的容積大於第一組注膠單元的料穴的容積。此外，在第二組注膠單元中，位於一側的流道的寬度大於位於一側的流道的寬度。

特別一提的是，本發明並不限於上述各實施例，使用者可視實際情況來調整上模具中的注膠單元的數量、注膠單元的種類、注膠單元的排列方式、流道的尺寸、流道的數量、料穴的尺寸或配置緩衝料穴。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．晶片封裝模具

20、70．．．模製結構

22、72．．．晶片封裝結構

24、74a、74b．．．流道膠條

26、76．．．澆口膠條

28、78a、78b．．．膠塊

100．．．下模具

102、400．．．上模具

104．．．晶片

106．．．承載器

108．．．模穴

110．．．活塞

112．．．封裝膠體材料

114、200a、202a、400a、502a．．．料穴

116、200b、202b、400b、400c、502b、502c．．．流道

118、200c、202c．．．澆口

200、202、402、500．．．注膠單元

202d．．．緩衝料穴

圖1為依照本發明實施例所繪示的晶片封裝模具以及所形成的晶片封裝結構之示意圖。

圖2為依照本發明一實施例所繪示的封裝膠體材料固化後所得的模製結構的示意圖。

圖3為依照本發明一實施例所繪示的晶片封裝模具中的上模具之示意圖。

圖4為依照本發明另一實施例所繪示的晶片封裝模具中的上模具之示意圖。

圖5為依照本發明一實施例所繪示的中的注膠單元之示意圖。

圖6為依照本發明又一實施例所繪示的晶片封裝模具中的上模具之示意圖。

圖7為依照本發明另一實施例所繪示的封裝膠體材料固化後所得的模製結構的示意圖。

102．．．上模具

200、202．．．注膠單元

200a、202a．．．料穴

200b、202b．．．流道

200c、202c．．．澆口

Claims (21)

1. 一種晶片封裝模具，包括相對位置配置的一第一模具與一第二模具，該第一模具與該第二模具結合後形成多個模穴，每一模穴用以容置一承載器與配置於該承載器上的一晶片，該第二模具包括：多個注膠單元，該些注膠單元至少包括一第一注膠單元與一第二注膠單元，該第一注膠單元與該第二注膠單元分別包括：一料穴；以及多個流道，與該料穴連接，其中每一流道具有多個澆口，且每一澆口與對應的模穴連接；其中一封裝膠體材料經由該些料穴、該些流道與該些澆口被注入每一模穴中並包覆該承載器與該晶片，以形成多個晶片封裝結構，且其中該第一注膠單元所容納的該封裝膠體材料的體積實質上等於該第二注膠單元所容納的該封裝膠體材料的體積，且該第一注膠單元所形成的該些晶片封裝結構的數量大於該第二注膠單元所形成的該些晶片封裝結構的數量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元的該些流道的數量大於該第二注膠單元的該些流道的數量。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元的該些流道的寬度小於該第二注膠單元的該些流道的寬度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元的該些流道的深度小於該第二注膠單元的該些流道的深度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元的該料穴的容積小於該第二注膠單元的該料穴的容積。
6. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝模具，其中該第二注膠單元更包括一緩衝料穴，與該第二注膠單元的該料穴連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝模具，其中在至少一注膠單元中，分別位於該料穴二側的該些流道所容納的該封裝膠體材料的體積實質上相同，且位於該料穴的一側的該些晶片封裝結構的數量大於位於該料穴的另一側的該些晶片封裝結構的數量。
8. 如申請專利範圍第7項所述之晶片封裝模具，其中在該注膠單元中，位於該料穴的該側的該些流道的數量大於位於該料穴的該另一側的該些流道的數量。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶片封裝模具，其中在該注膠單元中，位於該料穴的該側的該些流道的寬度小於位於該料穴的該另一側的該些流道的寬度。
10. 如申請專利範圍第8項所述之晶片封裝模具，其中在該注膠單元中，位於該料穴的該側的該些流道的深度小於位於該料穴的該另一側的該些流道的深度。
11. 一種晶片封裝模具，包括相對位置配置的一第一模具與一第二模具，該第一模具與該第二模具結合後形成多個模穴，每一模穴用以容置一承載器與配置於該承載器上的一晶片，該第二模具包括：多個注膠單元，每一注膠單元包括：一料穴；以及多個流道，與該料穴連接，其中每一流道具有多個澆口，且每一澆口與對應的模穴連接；其中一封裝膠體材料經由該些料穴、該些流道與該些澆口被注入每一模穴中並包覆該承載器與該晶片，以形成多個晶片封裝結構，且其中在該些注膠單元的至少一者中，分別位於該料穴二側的該些流道所容納的該封裝膠體材料的體積實質上相同，且位於該料穴的一側的該些晶片封裝結構的數量大於位於該料穴的另一側的該些晶片封裝結構的數量。
12. 如申請專利範圍第11項所述之晶片封裝模具，其中在該些注膠單元的該至少一者中，位於該料穴的該側的該些流道的數量大於位於該料穴的該另一側的該些流道的數量。
13. 如申請專利範圍第12項所述之晶片封裝模具，其中在該些注膠單元的該至少一者中，位於該料穴的該側的該些流道的寬度小於位於該料穴的該另一側的該些流道的寬度。
14. 如申請專利範圍第12項所述之晶片封裝模具，其中在該些注膠單元的該至少一者中，位於該料穴的該側的該些流道的深度小於位於料穴的該另一側的該些流道的深度。
15. 一種晶片封裝模具，包括：一第一注膠單元，具有一第一料穴及與該第一料穴連接之流道；以及一第二注膠單元，具有一第二料穴及與該第二料穴連接之流道；其中該第一注膠單元的流道數量大於該第二注膠單元的流道數量。
16. 如申請專利範圍第15項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積實質上等於該第二注膠單元所容納的封裝膠體材料的體積。
17. 如申請專利範圍第16項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元的流道的寬度小於該第二注膠單元的流道的寬度。
18. 如申請專利範圍第16項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元的流道的深度小於該第二注膠單元的流道的深度。
19. 如申請專利範圍第16項所述之晶片封裝模具，其中該第一料穴的容積小於該第二料穴的容積。
20. 如申請專利範圍第16項所述之晶片封裝模具，其中該第二注膠單元更包括一緩衝料穴，與該第二料穴連接。
21. 如申請專利範圍第15項所述之晶片封裝模具，其中該第一注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量大於該第二注膠單元所形成的晶片封裝結構的數量。