TWM547183U - 半導體封裝模具 - Google Patents

Description

半導體封裝模具

本揭露有關於一種半導體封裝模具，特別是可使封裝膠材在該模具進行模流時不會產生模流不均之情形。

在半導體封裝製程中，首先會將多個晶片設置於導線架或基材上並進行必要的電性連接之後，再以封裝膠材對晶片及導線架/基板進行包覆，使晶片能被封裝膠材所保護並固定在導線架/基材上。

基本作法是透過一上模具及一下模具，將複數個已設置好晶片的導線架/基材擺放在上下模具之間，接著，透過高溫高壓方式注入一熱固性封裝膠材，使熱熔的封裝膠材能在流道中流動以逐步密封晶片及導線架/基板，待封裝膠材冷卻並烘烤固化成形後，即完成封裝製程。

過去的晶片堆疊方式相對簡單且多以單晶封裝為主，故封裝膠材在模具中進行模流時，不太會有模流不均的問題產生。但是遇到像SiP這種具有多晶並列或多晶堆疊等情形的封裝模組，在進行模流時卻時常發生「牛角現象」。所謂「牛角現象」即因為位於封裝模具之兩側處之封裝膠材流速較快，而位於封裝模具之中間部分的封裝膠材流速較慢之原因，使得位於封裝模具之兩側處之封裝膠材在到達封裝模具之末端且停止流動時，位於封裝模具之中間部分的封裝膠材卻未同時到達封裝模具之末端，如此，距 離注膠口較遠處之封裝模具的中下間區段難以被封裝膠材完全填滿。該「牛角現象」便是目前SiP封裝時常遇到的模流狀況，且一旦未來主動/被動元件變更多或是封裝膜厚變更薄時，模流不均的問題將更趨嚴重。

本揭露係提供一種半導體封裝模具，可解決封裝模具在進行模流時會發生「牛角現象」之缺點。

本揭露之一方面係關於一種半導體封裝模具。在一實施例中，該半導體封裝模具包括複數個注膠口、一第一模穴及二第二模穴。該第一模穴之一第一端係與該等該等注膠口連接並與該等注膠口流體連通，且該二第二模穴係分別在該第一模穴之相對該第一端之一第二端的兩側與該第一模穴連接，並與該第一模穴流體連通。

在本揭露之另一個實施例中，該半導體封裝模具包括複數個注膠口、一第一模穴及至少一個第二模穴。該第一模穴之一第一端係與該等該等注膠口連接並與該等注膠口流體連通，且該第二模穴係經組態以通過該第一模穴之相對該第一端之一第二端之兩側處而與該第一模穴流體連通。

亦預期本揭露之其他態樣及實施例。前述創作內容及以下實施方式並不意欲將本揭露限於任何特定實施例，而是僅意欲描述本揭露之一些實施例。

1‧‧‧封裝模具

2‧‧‧封裝模具

4‧‧‧晶片

5‧‧‧封裝膠材

11‧‧‧注膠口

13‧‧‧主模穴

15‧‧‧側模穴

17‧‧‧排氣孔

19‧‧‧排氣孔

21‧‧‧注膠口

22‧‧‧隔牆

23‧‧‧主模穴

25‧‧‧側模穴

27‧‧‧排氣孔

29‧‧‧排氣孔

131‧‧‧前端

133‧‧‧後端

231‧‧‧前端

233‧‧‧後端

為了更好地理解本揭露之一些實施例的本質及目標，將參考結合隨附圖式而採取之以下實施方式。在圖式中，除非上下文另有明確規定，否則類似參考編號表示類似元件。

圖1為根據本揭露一實施例之半導體封裝模具之立體示意圖。

圖2A至2D為使用本揭露一實施例之半導體封裝模具進行模流之示意圖。

圖3為根據本揭露一實施例之半導體封裝模具之立體示意圖。

圖4A至4D為使用本揭露一實施例之半導體封裝模具進行模流之示意圖。

圖1係顯示本揭露之半導體封裝模具1之一實施例之立體示意圖。參閱圖1，半導體封裝模具1可包括多個注膠口11、一主模穴13及二側模穴15。多個注膠口11係與主模穴13之前端131連接，且與主模穴13流體連通；而二側模穴15係分別在主模穴13之後端133的兩側處與主模穴13連接，並自主模穴13之後端133以遠離主模穴13之方式延伸，且與主模穴15流體連通。

多個注膠口11係用於提供熱熔之封裝膠材注入主模穴13中，而主模穴13上可放置多個晶片及/或導線架/基板等，尤其該等多個晶片及/或導線架/基板可以矩陣排列之方式放置於主模穴13上，而自多個注膠口11注入主模穴13之熱熔的封裝膠材可在主模穴13中進行模流而逐步密封放置於主模穴13上之該等多個晶片及/或導線架/基板。而在封裝膠材於主模穴13中進行模流時，位於主模穴13之兩側處之封裝膠材之流速會較位於主模穴13之中間部分處之封裝膠材之流速快。

與主模穴13之後端133之兩側連接的二側模穴15係用於作為在主模穴13中模流之封裝膠材的溢流區。當封裝膠材從多個注膠口11自主模穴13之前端131處進入主模穴13中進行模流，位於主模穴13之兩側處之封裝膠材因流速較快而較位於主模穴13之中間部分處之封裝膠材較快到達主模穴 13之後端133時，位於主模穴13之兩側處之封裝膠材並不會停止，而持續地流動進入二側模穴15中，藉此導引位於主模穴13之中間部分處之封裝膠材可持續地朝向主模穴13之後端133流動，且最終到達主模穴13之後端133；如此，使得注入主模穴13之封裝膠材可完全填滿主模穴13，同時，放置於主模穴13上之所有晶片及/或導線架/基板都可被封裝膠材所覆蓋且密封。

圖2A至2D係顯示使用本揭露一實施例之半導體封裝模具1進行模流之示意圖。

參考圖2A，多個欲被封裝之晶片4係放置於主模穴13上，尤其可以矩陣排列之方式放置於主模穴13上。

參考圖2B，熱熔之封裝膠材5係自多個注膠口11注入主模穴13中，而注入於主模穴13之封裝膠材5係自主模穴13之前端131朝向主模穴13之後端131進行模流，藉此，封裝膠材5可逐步覆蓋及密封排列放置於主模穴13上之多個晶片4。

參考圖2C，在封裝膠材5於主模穴13進行模流時，位於主模穴13之兩側處之封裝膠材5流速較快，而位於主模穴13之中間部分的封裝膠材流速5較慢；如此一來，當位於主模穴13之兩側處之封裝膠材5流動至主模穴13之後端133時，位於主模穴13之中間部分的封裝膠材5仍未到達主模穴13之後端133，如圖2C所示，在此同時，某些放置於主模穴13上且離注膠口11較遠處之中下區段之晶片4則尚未被封裝膠材5所覆蓋及密封。

若封裝模具未具有側模穴15，當封裝膠材在封裝模具中進行模流時，一旦位於封裝模具之兩側處之流速較快之封裝膠材流動至封裝模具之後端時，其會往封裝模具之中下端推擠，造成封裝膠材的回包，如此使得在封 裝模具中之部分空氣無法自該封裝模具之後端的排氣口順利排出而滯留於位於封裝模具上且離注膠口較遠處之中下區段之晶片的下方；此時，位於封裝模具之中間部分之流速較慢的封裝膠材尚未流動至封裝模具之後端，且位於封裝模具上且離注膠口較遠處之中下區段之晶片尚未被封裝膠材所覆蓋及密封，但上述之滯留空氣卻會阻礙位於封裝模具之中間部分之流速較慢的封裝膠材的持續流動，如此則造成了模流不均之問題，而此現象即為所謂之「牛角現象」。

參考圖2D，在位於主模穴13之兩側處之封裝膠材5流動至主模穴13之後端133後，封裝膠材5會持續流動進入分別與主模穴13之後端133之兩側連接之側模穴15；當封裝膠材5持續流動進入側模穴15時，則會帶動位於主模穴13之中間部分之流速較慢的封裝膠材5持續朝向主模穴13之後端133流動，直到流動抵達主模穴13之後端133。當位於主模穴13之中間部分之封裝膠材5流動抵達或尚未抵達主模穴13之後端133時，封裝膠材5則填滿整個主模穴23，而放置於主模穴13上之所有晶片4則可被封裝膠材5所覆蓋且密封，不會有空氣滯流無法排出的問題，如此一來，則解決了傳統封裝模具容易造成之模流不均之情形，確保了所有欲被封裝之晶片4可被封裝膠材5所密封。

再參考圖1及圖2A至2D，主模穴13之後端133可設置有多個排氣孔17，多個排氣孔17係與主模穴13流體連通；且二側模穴15之各個在其遠離主模穴13之後端133之一端處亦可設有至少一排氣口19，而排氣口19係與側模穴15流體流通。本揭露之封裝模具1可進一步具有一吸力元件(未顯示)，其中該吸力元件可為一空氣幫浦，其可在封裝膠材5在封裝模具1中進行模流時對主模穴13之排氣口17或側模穴15之排氣口19提供一抽吸力，或同 時對主模穴13之排氣口17及側模穴15之排氣口19提供一抽吸力，如此以促進封裝膠材5在封裝模具1中之模流速度。

圖3係顯示本揭露之半導體封裝模具2之一實施例之立體示意圖。參閱圖3，半導體封裝模具1可包括多個注膠口21、一主模穴23及二側模穴25。多個注膠口21係與主模穴23之前端231連接，且與主模穴23流體連通；而二側模穴25之係分別在主模穴23之後端233的兩側處與主模穴23連接，並自主模穴23之後端233以沿主模穴23之兩側延伸，而二側模穴25之各個之遠離主模穴23之後端233的一端係係毗鄰主模穴23之前端231，且二側模穴25與主模穴25流體連通。

多個注膠口21係用於提供熱熔之封裝膠材注入主模穴23中，而主模穴23上可放置多個晶片及/或導線架/基板等，尤其該等多個晶片及/或導線架/基板可以矩陣排列之方式放置於主模穴23上，而自多個注膠口21注入主模穴23之熱熔的封裝膠材可在主模穴13中進行模流而逐步密封放置於主模穴23上之該等多個晶片及/或導線架/基板。而在封裝膠材於主模穴23中進行模流時，位於主模穴23之兩側處之封裝膠材之流速會較位於主模穴23之中間部分處之封裝膠材之流速快。

與主模穴23之後端233之兩側連接的二側模穴25係用於作為在主模穴23中模流之封裝膠材的溢流區。當封裝膠材從多個注膠口21自主模穴23之前端231處進入主模穴23中進行模流，位於主模穴23之兩側處之封裝膠材因流速較快而較位於主模穴23之中間部分處之封裝膠材較快到達主模穴23之後端233時，位於主模穴23之兩側處之封裝膠材持續地流動進入二側模穴25中，藉此導引位於主模穴23之中間部分處之封裝膠材可持續地朝向主模穴23之後端233流動，且最終到達主模穴23之後端233；如此，使得注 入主模穴23之封裝膠材可完全填滿主模穴23，同時，放置於主模穴23上之所有晶片及/或導線架/基板都可被封裝膠材所覆蓋且密封。

圖4A至4D係顯示使用本揭露另一實施例之半導體封裝模具2進行模流之示意圖。

參考圖4A，多個欲被封裝之晶片4係放置於主模穴23上，尤其可以矩陣排列之方式放置於主模穴23上。

參考圖4B，熱熔之封裝膠材5係自多個注膠口21注入主模穴23中，而注入於主模穴23之封裝膠材5係自主模穴23之前端231朝向主模穴23之後端231進行模流，藉此，封裝膠材5可逐步覆蓋及密封排列放置於主模穴23上之多個晶片4。

參考圖4C，在封裝膠材5於主模穴23進行模流時，位於主模穴23之兩側處之封裝膠材5流速較快，而位於主模穴23之中間部分的封裝膠材流速5較慢；如此一來，當位於主模穴23之兩側處之封裝膠材5流動至主模穴23之後端133時，位於主模穴23之中間部分的封裝膠材5仍未到達主模穴23之後端233，如圖2C所示，在此同時，某些放置於主模穴23上且離注膠口21較遠處之中下區段之晶片4則尚未被封裝膠材5所覆蓋及密封。

若封裝模具未具有側模穴25，當封裝膠材在封裝模具中進行模流時，一旦位於封裝模具之兩側處之流速較快之封裝膠材流動至封裝模具之後端時，其會往封裝模具之中下端推擠，造成封裝膠材的回包，如此使得在封裝模具中之部分空氣無法自該封裝模具之後端的排氣口順利排出而滯留於位於封裝模具上且離注膠口較遠處之中下區段之晶片的下方；此時，位於封裝模具之中間部分之流速較慢的封裝膠材尚未流動至封裝模具之後端，且位於封裝模具上且離注膠口較遠處之中下區段之晶片則尚未被封裝膠材 所覆蓋及密封，但上述之滯留空氣卻會阻礙位於封裝模具之中間部分之流速較慢的封裝膠材的持續流動，此暫時現象即為所謂之「牛角現象」。

參考圖4D，在位於主模穴23之兩側處之封裝膠材5流動至主模穴13之後端133後，封裝膠材5會持續流動進入分別與主模穴23之後端233之兩側連接之側模穴25；當封裝膠材5持續流動進入側模穴25時，則會帶動位於主模穴23之中間部分之流速較慢的封裝膠材5持續朝向主模穴23之後端233流動，直到流動抵達主模穴23之後端233。當位於主模穴23之中間部分之封裝膠材5流動抵達或尚未抵達主模穴23之後端233時，封裝膠材5即填滿整個主模穴23，而放置於主模穴23上之所有晶片4則可被封裝膠材5所覆蓋且密封，如此一來，則解決了傳統封裝模具容易造成之部分空氣無法排出之情形，確保了所有欲被封裝之晶片4可被封裝膠材5所密封。

再參考圖3及圖4A至4D，主模穴23之後端233可設置有多個排氣孔27，多個排氣孔27係與主模穴23流體連通；且二側模穴25之各個在其遠離主模穴23之後端233之一端處亦可設有至少一排氣口29，而排氣口29係與側模穴25流體流通。本揭露之封裝模具1可進一步具有一吸力元件(未顯示)，其中該吸力元件可為一空氣幫浦，其可在封裝膠材5在封裝模具2中進行模流時對主模穴23之排氣口27或側模穴25之排氣口29提供一抽吸力，或同時對主模穴23之排氣口27及側模穴25之排氣口29提供一抽吸力，如此以促進封裝膠材5在封裝模具2中之模流速度。

此外，封裝模具2進一步具有二隔牆22，其中各隔牆22係設置於該主模穴23與該側模穴25之間，以避免流入側模穴25之封裝膠材5溢流至主模穴23內，或在主模穴23進行模流之封裝膠材5未經過主模穴23之後端233之與側模穴25連接之兩側處，而直接溢流至側模穴25中。

另，前述之「牛角現象」其實並非只受單一因素影響，應該要綜合多個因素加以探討，如，模穴之寬側與長側比例、模組內疊晶高度、疊晶佔據整體封裝體的體積比、注膠口設置位置及數量、封裝厚度等等因素；其中，該主模穴之寬側與長側比例影響牛角程度佔多少，也仍需實驗觀察。而本揭露之主模穴13、23之前端131、231或後端133、233長度與主模穴13、23之與前端131、231或後端133、233相交之側邊之長度的比例關係可為116.36mm/57.69mm、115.55mm/87.8mm、113mm/65.85mm、56mm/53mm、46mm/46mm，而較佳之關係比例為1。

惟上述實施例僅為說明本揭露之原理及其功效，而非用以限制本揭露。因此，習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本揭露之精神。本揭露之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧封裝模具

11‧‧‧注膠口

13‧‧‧主模穴

15‧‧‧側模穴

17‧‧‧排氣孔

19‧‧‧排氣孔

131‧‧‧前端

133‧‧‧後端

Claims (19)

1. 一種半導體封裝模具(1、2)，其包括：複數個注膠口(11、21)；一第一模穴(13、23)，其中該第一模穴(13、23)之一第一端(131、231)係與該等該等注膠口(11、21)連接並與該等注膠口連通；及二第二模穴(15、25)，其中該二第二模穴係分別在該第一模穴之相對該第一端之一第二端(133、233)的兩側與該第一模穴連接，且與該第一模穴連通。
2. 如請求項1之半導體封裝模具，進一步包括有複數個第一排氣孔(17、27)，其中該等第一排氣孔(17、27)係設置於該第一模穴之該第二端且與該第一模穴連通。
3. 如請求項2之半導體封裝模具，進一步包括有複數個第二排氣孔(19、29)，其中該等第二排氣孔(19、29)係設置於該第二模穴之遠離該第一模穴之該第二端的一端且與該第二模穴連通。
4. 如請求項3之半導體封裝模具，進一步包括有一吸力裝置，其中該吸力裝置係可對該第一排氣孔或該第二排氣孔或該第一排氣孔與該第二排氣孔提供一抽吸力。
5. 如請求項1之半導體封裝模具，其中該第一模穴之該第一端或該第二端之 長度與該第一模穴之與該第一端或該第二端垂直相交之一側邊的長度之比例至少為1。
6. 如請求項1之半導體封裝模具，其中該吸力裝置為一空氣幫浦。
7. 如請求項1之半導體封裝模具，其中該二第二模穴(25)係分別沿該第一模穴(23)之兩側延伸，且其中該第二模穴(25)之遠離該第一模穴(23)之該第二端(233)之一端係毗鄰該第一模穴(23)之該第一端(231)。
8. 如請求項7之半導體封裝模具，進一步包括二隔牆(22)，其中各該隔牆係設置於該第一模穴(23)與該第二模穴(25)之間。
9. 如請求項1之半導體封裝模具，其中該二第二模穴(15)係分別自該第一模穴(13)之該第二端(133)以遠離該第一模穴(13)之方式延伸。
10. 一種半導體封裝模具(1、2)，其包括：複數個注膠口(11、21)；一第一模穴(13、23)，其中該第一模穴(13、23)之一第一端(131、231)係與該等該等注膠口(11、21)連接並與該等注膠口連通；及至少一個第二模穴(15、25)，其中該第二模穴係經組態以通過該第一模穴(13、23)之相對該第一端之一第二端(133、233)之兩側處而與該第一模穴(13、23)連通。
11. 如請求項10之半導體封裝模具，進一步包括有複數個第一排氣孔(17、27)，其中該等第一排氣孔(17、27)係設置於該第一模穴之該第二端且與該第一模穴連通。
12. 如請求項11之半導體封裝模具，進一步包括有複數個第二排氣孔(19、29)，其中該等第二排氣孔(19、29)係設置於該第二模穴之遠離該第一模穴之該第二端的一端且與該第二模穴連通。
13. 如請求項12之半導體封裝模具，進一步包括有一吸力裝置，其中該吸力裝置係可對該等第一排氣孔或該等第二排氣孔或該等第一排氣孔與該等第二排氣孔提供一抽吸力。
14. 如請求項10之半導體封裝模具，其中該第一模穴之該第一端或該第二端之長度與該第一模穴之與該第一端或該第二端垂直相交之一側邊的長度之比例至少為1。
15. 如請求項10之半導體封裝模具，其中該吸力裝置為一空氣幫浦。
16. 如請求項10之半導體封裝模具，其中該半導體封裝模具具有二第二模穴(15、25)，其中該二第二模穴(15、25)經組態以分別通過該第一模穴(13、23)之該第二端(133、233)之兩側處而與該第一模穴(13、23)連通。
17. 如請求項16之半導體封裝模具，其中該二第二模穴(25)係分別沿該第一模 穴(23)之兩側延伸，且其中該第二模穴(25)之遠離該第一模穴(23)之該第二端(233)之一端係毗鄰該第一模穴(23)之該第一端(231)。
18. 如請求17之半導體封裝模具，進一步包括二隔牆(22)，其中各該隔牆係設置於該第一模穴(23)與該第二模穴(25)之間。
19. 如請求項16之半導體封裝模具，其中該二第二模穴(15)係以遠離該第一模穴(13)之方式延伸。