TWI416674B - 封膠模具與封膠方法 - Google Patents

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Description

封膠模具與封膠方法
本發明是有關於一種製程設備與製程方法，且特別是有關於一種半導體元件之封膠模具與封膠方法。
現今半導體科技發達，積體電路晶片(IC chip)具有大量且高密度排列的電晶體(transistor)及許多配置在晶片表面的訊號接墊(pad)，並可藉由晶片封裝製程來獲得足夠的訊號路徑、散熱路徑及結構保護。
就打線接合(wire bonding)封裝技術而言，先將晶片安裝在一晶片載板上，並藉由多條導線將晶片電性連接至晶片載板。之後，再以封裝膠體(molding compound)來包覆晶片及這些導線，以構成一晶片封裝結構。
為了提高先進晶片封裝結構之封膠品質來確保產品的可靠度，並提昇製程生產力，目前已開發出一種加壓模造技術，其可使熔融狀態之封裝膠體包覆晶片，並在特定壓力下固化。
然而，在進行加壓模造製程的初期，必須先透過三維光學檢測來偵測載板上的堆疊晶片數量，並對應測量出所需之封膠材料的重量，而這些步驟會增加設備成本及時間成本。
本發明提供一種封膠模具，適於對安裝在一基材上的多個晶片進行封膠。
本發明提供一種封膠方法，適於對安裝在一基材上的多個晶片進行封膠。
本發明提出一種封膠模具，適於對安裝在一基材上的多個晶片進行封膠。封膠模具包括一上模具、一下模具以及一壓力感測元件。上模具用以安置基材。下模具配置於上模具的下方，且下模具具有一模穴、一流道以及一容置凹槽。容置凹槽經由流道連通於模穴。當下模具的模穴容納一封裝膠體，下模具移近上模具且接觸時，呈熔融狀態的封裝膠體包覆這些晶片，而多餘的封裝膠體能夠經由流道流入容置凹槽。壓力感測元件配置於下模具，用以偵測呈熔融狀態的封裝膠體所受到的壓力，而對應調整封裝膠體流出自模穴的量。
在本發明之一實施例中，上述之壓力感測元件配置於下模具的容置凹槽內，並能偵測位在容置凹槽內的封裝膠體所受到的壓力，且對應調整容置凹槽的大小。
在本發明之一實施例中，上述之壓力感測元件配置於下模具的流道中，並能偵測位在流道中的封裝膠體所受到的壓力，且對應調整封裝膠體流入容置凹槽的量。
在本發明之一實施例中，上述之下模具包括一可移動模座以及一連接可移動模座周緣的支撐模具。支撐模具與可移動模座形成模穴，而容置凹槽位於支撐模具。
在本發明之一實施例中，上述之下模具更包括一活動 蓋板，用以遮蓋容置凹槽。當上模具與下模具相對移近時，活動蓋板、基材及下模具的模穴、流道和容置凹槽構成一封閉空間。
本發明提出一種封膠方法，適於對安裝在一基材上的多個晶片進行封膠。封膠方法，首先，安置基材至一上模具。接著，形成一熔融狀態的封裝膠體於一下模具之一模穴內，其中下模具具有一容置凹槽及一流道，且容置凹槽經由流道連通於模穴。相對移近上模具與下模具，以使呈熔融狀態的封裝膠體包覆這些晶片，而多餘的封裝膠體能夠經由流道流入容置凹槽。之後，藉由一配置於下模具的壓力感測元件偵測呈熔融狀態的封裝膠體所受到的壓力，而對應調整封裝膠體流出自模穴的量，以使熔融狀態的封裝膠體在一預設壓力下固化。
在本發明之一實施例中，上述之在相對移近上模具與下模具之前，更包括放置固態的封裝膠體在模穴內，以及加熱封裝膠體，以使固態的封裝膠體轉變成熔融狀態。
在本發明之一實施例中，上述之封膠方法藉由下模具之一活動蓋板來遮蓋容置凹槽。當相對移近上模具與下模具時，活動蓋板、基材及下模具的模穴、流道和容置凹槽構成一封閉空間。
在本發明之一實施例中，上述之在封裝膠體固化之後，更包括移開活動蓋板以暴露容置凹槽，以及相對移離上模具與下模具，以使容置凹槽與模穴內的已固化的封裝膠體分離自下模具。
在本發明之一實施例中，上述之封膠方法藉由壓力感測元件偵測位在容置凹槽內的封裝膠體所受到的壓力，且對應調整容置凹槽的大小。
在本發明之一實施例中，上述之封膠方法藉由壓力感測元件偵測位在流道中的封裝膠體所受到的壓力，且對應調整封裝膠體流入容置凹槽的量。
綜上所述，本發明藉由壓力感測元件偵測位於模穴內呈熔融狀態的封裝膠體所受到的壓力，並對應調整封裝膠體流出自模穴的量。因此，相較於習知技術而言，本發明不需要光學檢測所欲封膠之晶片的數量與計算所需之封裝膠體的重量，可減少設備成本與時間成本外，還可降低模厚誤差。
為讓本發明之上述和其他目的、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。
圖1A為本發明之一實施例之一種封膠模具的剖面示意圖，圖1B是圖1A之上模具與下模具相對移近後的剖面示意圖。請先參考圖1A，在本實施例中，封膠模具100適於對安裝在一基材10上的多個晶片20(圖1A中僅示意地繪示四個)進行封膠，其中這些晶片20分別藉由多條銲線22而電性連接至基材10。封膠模具100包括一上模具110、一下模具120以及多個壓力感測元件130。
詳細而言，上模具110用以安置基材10。下模具120 配置於上模具110的下方，且下模具120具有一模穴126、多個流道127以及多個容置凹槽128，其中模穴126可容納一封裝膠體M，這些容置凹槽128可分別經由這些流道127連通於模穴126。特別是，在本實施例中，下模具120更可包括一可移動模座122以及一連接可移動模座122周緣的支撐模具124，其中支撐模具124與可移動模座122形成模穴126，而這些容置凹槽128分別位於支撐模具124中。
這些壓力感測元件130分別配置於下模具120的這些容置凹槽128內，用以偵測位在這些容置凹槽128內的封裝膠體M所受到的壓力，並對應調整這些容置凹槽128的大小。此外，在本實施例中，下模具120更包括多個活動蓋板129，用以分別遮蓋這些容置凹槽128。當上模具110與下模具120相對移近時，這些活動蓋板129、基材10及下模具120的模穴126、這些流道127和這些容置凹槽128構成一封閉空間S，如圖1B所示。
具體而言，請再參考圖1B，當上模具110與下模具120相對移近時，模穴126內的封裝膠體M包覆位於上模具110之基材10上的這些晶片20，且多餘的封裝膠體M會經由這些流道127分別流入這些容置凹槽128內，而這些壓力感測元件130會分別偵測位在這些容置凹槽128內的封裝膠體M所受到的壓力，並分別對應調整這些容置凹槽128的大小，使這些活動蓋板129、基材10及下模具120的模穴126、這些流道127和這些容置凹槽128所構成的 封閉空間S能保持一定的壓力。
在此必須說明的是，圖1A與圖1B所示的實施例中，雖然封膠模具100包括多個壓力感測元件130，且下模具120具有多個流道127以及多個容置凹槽128，但在其他未繪示的實施例中，封膠模具100亦可以僅包括單一壓力感測元件130，且下模具120具有單一流道127以及單一容置凹槽128。
簡言之，本實施例之封膠模具100具有這些容置凹槽128與這些壓力感測元件130，因此當上模具110與下模具120相對移近時，多餘的封裝膠體M會經由這些流道127分別流入這些容置凹槽128內，而這些壓力感測元件130會偵測封裝膠體M所受到的壓力，而分別對應調整這些容置凹槽128的大小，使封閉空間S能保持一定的壓力。因此，相較於習知技術而言，本實施例之封膠模具100不需要透過光學檢測所欲封膠之晶片的數量與計算所需之封裝膠體的重量，這可降低設備成本與時間成本。
圖2A為本發明之另一實施例之一種封膠模具的剖面示意圖，圖2B是圖2A之上模具與下模具相對移近後的剖面示意圖。請先同時參考圖1A與圖2A，在本實施例中，圖2A之封膠模具100A與圖1A之封膠模具100相似，其不同之處在於：壓力感測元件130A配置於下模具120的流道127中。詳細而言，請參考圖2B，當上模具110與下模具120相對移近時，多餘的封裝膠體M會流經這些流道127，而這些壓力感測元件130A能分別偵測位在這些流道 127中的封裝膠體M所受到的壓力，並對應調整封裝膠體M流出自模穴126的量，即流入這些容置凹槽128的量，使封閉空間S內的封裝膠體M能保持一定的壓力。
以上僅介紹本發明之上述實施例的封膠模具100、100A，並未介紹本發明之封膠方法。對此，以下將以兩個不同之實施例來說明封膠方法，並配合圖3A至圖3D與圖4A至圖4D對封膠方法進行詳細的說明。
圖3A至圖3D是本發明之一實施例之一種封膠方法的流程圖。請先參考圖3A，本實施例之封膠方法，適於對安裝在一基材10上的多個晶片20(圖3A僅示意地繪示四個)進行封膠。依照本實施例的封膠方法，首先，安置基材10至一上模具110，其中這些晶片20分別藉由多條銲線22而電性連接至基材10。接著，形成一熔融狀態的封裝膠體M於一下模具120之一模穴126內，其中下模具120具有多個流道127及多個容置凹槽128，這些容置凹槽128分別經由這些流道127連通於模穴126，且多個壓力感測元件130配置於下模具120之這些容置凹槽128內。
詳細而言，在本實施例中，下模具120配置於上模具110的下方，其包括一可移動模座122、一連接可移動模座122周緣的支撐模具124以及多個活動蓋板129，其中支撐模具124與可移動模座122形成模穴126，這些容置凹槽128與這些活動蓋板129分別位於支撐模具124上，且這些活動蓋板129分別用以遮蓋這些容置凹槽128。此外，在本實施例中，形成熔融狀態的封裝膠體M於模穴126內 的步驟，首先，放置固態的封裝膠體M在模穴126內，接著，加熱封裝膠體M，以使固態的封裝膠體M轉變成熔融狀態的封裝膠體M。
請同時參考圖3B與圖3C，接著，相對移近上模具110與下模具120，使這些活動蓋板129、基材10及下模具120的模穴126、這些流道127和這些容置凹槽128構成一封閉空間S。同時，藉由這些配置於下模具120之這些容置凹槽128內的壓力感測元件130偵測呈熔融狀態的封裝膠體M所受到的壓力，而對應調整封裝膠體M流出自模穴126的量，以使位在模穴126且呈熔融狀態的封裝膠體M在一預設壓力下固化。
詳細而言，當上模具110與下模具120相對移近時，模穴126內呈熔融狀態的封裝膠體M包覆位於上模具110之基材10上的這些晶片20，而多餘呈熔融狀態的封裝膠體M會經由這些流道127分別流入這些容置凹槽128內。此時，這些壓力感測元件130會分別偵測流入這些容置凹槽128內呈熔融狀態的封裝膠體M所受到的壓力後，而分別對應調整這些容置凹槽128的大小，使封閉空間S能保持一定的壓力。
請參考圖3D，最後，在呈熔融狀態的封裝膠體M固化之後，更包括移開這些活動蓋板129，以分別暴露出這些容置凹槽128，以及相對移離上模具110與下模具120，以使這些容置凹槽128與模穴126內的已固化的封裝膠體M分離自下模具120，而完成這些晶片20的封膠製程。
圖4A至圖4D是本發明之另一實施例之一種封膠方法的流程圖。請先參考圖4A，本實施例之封膠方法，適於對安裝在一基材10上的多個晶片20(圖4A僅示意地繪示四個)進行封膠。依照本實施例的封膠方法，首先，安置基材10至一上模具110，其中這些晶片20分別藉由多條銲線22而電性連接至基材10。接著，形成一熔融狀態的封裝膠體M於一下模具120之一模穴126內，其中下模具120具有多個流道127及多個容置凹槽128，這些容置凹槽128分別經由這些流道127連通於模穴126，且多個壓力感測元件130A分別配置於下模具120之這些流道127中。
詳細而言，在本實施例中，下模具120配置於上模具110的下方，其包括一可移動模座122、一連接可移動模座122周緣的支撐模具124以及多個活動蓋板129，其中支撐模具124與可移動模座122形成模穴126，這些容置凹槽128與這些活動蓋板129位於支撐模具124上，且這些活動蓋板129分別用以遮蓋這些容置凹槽128。此外，在本實施例中，形成熔融狀態的封裝膠體M於模穴126內的步驟，首先，放置固態的封裝膠體M在模穴126內，接著，加熱封裝膠體M，以使固態的封裝膠體M轉變成熔融狀態的封裝膠體M。
請同時參考圖4B與圖4C，接著，相對移近上模具110與下模具120，使基材10、這些壓力感測元件130A及下模具120的模穴126、這些流道127構成一第一封閉空間S1。同時，這些配置於下模具120之這些流道127中的壓 力感測元件130A偵測呈熔融狀態的封裝膠體M所受到的壓力，而對應調整呈熔融狀態的封裝膠體M經由這些流道127流出自模穴126的量，並使位在模穴126且呈熔融狀態的封裝膠體M在一預設壓力下固化。
詳細而言，當上模具110與下模具120相對移近時，模穴126內呈熔融狀態的封裝膠體M包覆位於上模具110之基材10上的這些晶片20，且多餘的封裝膠體M會流經這些流道127，此時，這些壓力感測元件130A會分別偵測位在這些流道127中呈熔融狀態的封裝膠體M所受到的壓力，而對應調整呈熔融狀態的封裝膠體M經由這些流道127流出自模穴126的量，即流入這些容置凹槽128的量。換言之，多餘呈熔融狀態的封裝膠體M會經由這些流道127分別流入這些容置凹槽128內，使封閉空間S能保持一定的壓力。
請參考圖4D，最後，在呈熔融狀態的封裝膠體M固化之後，更包括移開這些活動蓋板129，以分別暴露出這些容置凹槽128，以及相對移離上模具110與下模具120，以使這些容置凹槽128與模穴126內的已固化的封裝膠體M分離自下模具120，而完成這些晶片20的封膠製程。
綜上所述，本發明藉由壓力感測元件偵測位於模穴內的熔融狀態的封裝膠體所受到的壓力，並對應調整封裝膠體流出自模穴的量。因此，相較於習知技術而言，本發明不需要光學檢測所欲封膠之晶片的數量與計算所需之封裝膠體的重量，故除了可減少設備成本與時間成本外，還可 降低模厚誤差。
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‧‧‧基材
20‧‧‧晶片
22‧‧‧銲線
100、100A‧‧‧封膠模具
110‧‧‧上模具
120‧‧‧下模具
122‧‧‧可移動模座
124‧‧‧支撐模具
126‧‧‧模穴
127‧‧‧流道
128‧‧‧容置凹槽
129‧‧‧活動蓋板
130、130A‧‧‧壓力感測元件
S‧‧‧封閉空間
S1‧‧‧第一封閉空間
S2‧‧‧第二封閉空間
M‧‧‧封裝膠體
圖1A為本發明之一實施例之一種封膠模具的剖面示意圖。
圖1B是圖1A之上模具與下模具相對移近後的剖面示意圖。
圖2A為本發明之另一實施例之一種封膠模具的剖面示意圖。
圖2B是圖2A之上模具與下模具相對移近後的剖面示意圖。
圖3A至圖3D是本發明之一實施例之一種封膠方法的流程圖。
圖4A至圖4D是本發明之另一實施例之一種封膠方法的流程圖。
10‧‧‧基材
20‧‧‧晶片
22‧‧‧銲線
100‧‧‧封膠模具
110‧‧‧上模具
120‧‧‧下模具
122‧‧‧可移動模座
124‧‧‧支撐模具
126‧‧‧模穴
127‧‧‧流道
128‧‧‧容置凹槽
129‧‧‧活動蓋板
130‧‧‧壓力感測元件
M‧‧‧封裝膠體

Claims (9)

  1. 一種封膠模具，適於對安裝在一基材上的多個晶片進行封膠，該封膠模具包括：一上模具，用以安置該基材；一下模具，配置於該上模具的下方，具有一模穴、一流道、一活動蓋板以及一容置凹槽，該容置凹槽經由該流道連通於該模穴，其中當該模穴容納一封裝膠體，該下模具移近該上模具且接觸時，呈熔融狀態的該封裝膠體包覆該些晶片，而多餘的該封裝膠體能夠經由該流道流入該容置凹槽，該活動蓋板遮蓋該容置凹槽，且當該上模具與該下模具相對移近時，該活動蓋板、該基材及該下模具的該模穴、該流道和該容置凹槽構成一封閉空間；以及一壓力感測元件，配置於該下模具，用以偵測呈熔融狀態的該封裝膠體所受到的壓力，而對應調整該封裝膠體流出自該模穴的量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之封膠模具，其中該壓力感測元件配置於該下模具的該容置凹槽內，並能偵測位在該容置凹槽內的該封裝膠體所受到的壓力，以對應調整該容置凹槽的大小。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之封膠模具，其中該壓力感測元件配置於該下模具的該流道中，並能偵測位在該流道中的該封裝膠體所受到的壓力，以對應調整該封裝膠體流入該容置凹槽的量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之封膠模具，其中該下 模具包括一可移動模座以及一連接該可移動模座周緣的支撐模具，該支撐模具與該可移動模座形成該模穴，而該容置凹槽位於該支撐模具。
  5. 一種封膠方法，適於對安裝在一基材上的多個晶片進行封膠，該封膠方法包括：安置該基材至一上模具；形成一熔融狀態的封裝膠體於一下模具之一模穴內，其中該下模具具有一流道及一容置凹槽，該容置凹槽經由該流道連通於該模穴；相對移近該上模具與該下模具，以使呈熔融狀態的該封裝膠體包覆該些晶片，而多餘的該封裝膠體能夠經由該流道流入該容置凹槽，其中藉由該下模具之一活動蓋板來遮蓋該容置凹槽，當相對移近該上模具與該下模具時，該活動蓋板、該基材及該下模具的該模穴、該流道和該容置凹槽構成一封閉空間；以及藉由一配置於該下模具的壓力感測元件偵測呈熔融狀態的該封裝膠體所受到的壓力，而對應調整該封裝膠體流出自該模穴的量，以使熔融狀態的該封裝膠體在一預設壓力下固化。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之封膠方法，其中在相對移近該上模具與該下模具之前，更包括：放置固態的該封裝膠體在該模穴內；以及加熱該封裝膠體，以使固態的該封裝膠體轉變成熔融狀態。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之封膠方法，其中在該封裝膠體固化之後，更包括：移開該活動蓋板，以暴露該容置凹槽；以及相對移離該上模具與該下模具，以使該容置凹槽與該模穴內的已固化的該封裝膠體分離自該下模具。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之封膠方法，其中藉由該壓力感測元件偵測位在該容置凹槽內的該封裝膠體所受到的壓力，以對應調整該容置凹槽的大小。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之封膠方法，其中藉由該壓力感測元件偵測位在該流道中的該封裝膠體所受到的壓力，以對應調整該封裝膠體流入該容置凹槽的量。
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