專利名稱：用帶有傾斜澆口的設備將半導體器件密封在模制物料中的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造半導體器件的設備，更具體地說，涉及在封裝過程中將半導體器件密封在模制物料中用的一種設備。
半導體器件制造工藝通常可分為兩部分電路設計過程和裝配過程。裝配過程是把電路設計已借助薄膜技術完成的芯片諸如晶體管、存儲器件等之類的芯片封裝或密封起來，然后就可以把這些密封好的器件裝配入印刷電路板(PCB)中。
從圓片中分割開的芯片先經(jīng)過管芯焊接和絲焊的工序，然后密封在塑料樹脂的模制物料中。


圖1A和1B分別說明密封半導體器件常規(guī)過程的程序和常規(guī)模具。按照常規(guī)工藝，經(jīng)過管芯焊接和絲焊工序的芯片被固定到相應的配置在一帶狀引線框架上。焊絲把引線框架與各芯片連接起來。然后在程序1a中預熱包括各芯片、引線框架和焊絲在內的帶狀物，在程序1b中將它們固定在模子中。在程序1c中，通過鑄壓模制加料室將預熱過的環(huán)氧樹脂之類的模制物料注入模子中。在程序1d中，通過送料壓頭的操作將凝膠狀態(tài)的模制物料輸送到圖1B所示的容器1，然后將其通過澆道2注入多個模腔C1-C48。輸送到各模腔的經(jīng)預熱的模制物料在程序1f中固化。這之后，在程序1g中將上下模子分開、卸下模制好的器件。在程序1h中，從模制好的器件上切除各引線框架多余的部分，然后對器件進行測試。
在這種密封半導體器件的常規(guī)工藝中，必須考慮到模制物料的流動性能可能在密封好的器件中形成空隙，焊絲被沖走，芯片墊歪斜等等。空隙的形成會降低防潮的可靠性，焊絲被沖走可能使各焊絲之間產(chǎn)生短路。焊絲被沖走對于象晶體管之類的焊絲和插腳數(shù)目較少的器件的影響雖不太大，但對插腳和焊絲數(shù)目較多的大容量LVSI(超大規(guī)模集成電路)存儲器件就可能造成嚴重的損壞。這個問題可以通過控制模制物料流入模具空腔中的流率加以解決，而這個流率在很大程度上取決于將模制物料從圖1B中所示的澆道2輸送到空腔C6的澆口的幾何形狀。
專利權授與Birchler等人的美國專利4，043，027公開了一種普通的密封設備和方法，如圖2所示。圖2A和2B分別說明密封具有三個插腳的簡單晶體管用的模具的平面圖和剖面圖。
參看圖2A，引線框架22上附有焊接區(qū)24，還連接有晶體管芯片25，這芯片通過焊絲26和27而連接到引線框架21和23上。虛線表示模腔20。參看圖2B，模腔是通過將上模腔模具28和輔助的下模腔模具29固定在一起形成的，下模腔模具29中設有澆口31與澆道32連通。因此，通過澆口31進入模腔20的模制物料33是從模腔的下半部流到模腔的上半部(箭頭表示流動的方向)的。這樣，模腔下半部中的流率從而流體的壓強比模腔上半部的大，因而在各引線框架21、22和23的下界面上可能會形成空隙，而且焊片可能會向上歪斜。此外，模制物料在模腔下半部的溫度比在模腔上半部的溫度高，因而模制物料在模腔下半部的粘度比在模腔上半部的粘度低(流體的粘度與溫度成反比)，這樣就使模制好的器件不完善。另外所公開的上述現(xiàn)有技術中模制物料的流率不均勻，可能會使焊絲被沖走，因此該現(xiàn)有技術本身固有的局限性使它不適用于細焊絲數(shù)量多的大容量VLSI半導體器件。
本發(fā)明的目的是提供一種將半導體器件密封在模制物料中用的高度可靠的設備。
本發(fā)明的另一個目的是妥善控制模制物料在模腔中的流率。
本發(fā)明的將半導體器件密封在模制物料中的設備包括一模腔、一澆道和一澆口;模腔系統(tǒng)通過將上模具與輔助的下模具固定在一起形成的，澆道用以運送模制物料，澆口則用以將澆道與模腔連通，且具有朝向模腔的傾斜部分，從而通過調節(jié)該傾斜部分的坡度可以妥善調節(jié)模制物料在模腔中的流率。
現(xiàn)以參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例以便使讀者更清楚了解本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點。附圖中圖1A說明了將半導體器件密封在模制物料中的工藝程序;
圖1B說明密封中使用的模具的布局圖;
圖2展示將半導體器件密封在模制物料中用的常規(guī)設備;
圖3說明本發(fā)明模具的平面圖;
圖4說明本發(fā)明模具的主要部分的剖面圖;
圖5說明本發(fā)明模具的另一個實施例;
圖6說明模制物料在模腔中隨澆口傾斜部分坡度的不同而不同的流動情況。
參看圖3，圖中展示了本發(fā)明一個實施例的模具的平面圖，在模具中密封著一個具16個插腳和引線框架LF1-LF16的半導體芯片41。模具的這個部分詳細顯示了圖1B中所示模具的任一個模腔C4(40)。毗鄰模腔C4(40)配置有另外的模腔C3和C5。半導體芯片41固定在下焊接區(qū)42上，芯片的16個焊接點43通過16個焊絲44連接到16個引線框架LF1-LF16上。模腔C4(40)配備有一個澆口47與澆道2連通。多個這種模腔配置在一起形成圖1B中所示的模具。模腔的數(shù)目按需要而定。
參看圖4，圖中說明圖3所示的模腔40和澆口47a沿X-Y線截取的剖視圖，模腔40是由上模腔模具45和輔助下模腔模具46固定在一起形成的，半導體芯片41則固定到焊接區(qū)42上。半導體芯片41還分別通過焊絲44a和44b連接到第一和第十六引線框架LF1和LF16上。
按照本發(fā)明，上模腔模具45配備有一個澆口47a。澆口47a毗鄰模腔40的上部分形成傾斜角為θ的傾斜部分48a。傾斜部分48a只在模腔40的入口部分形成，因而它對模制物料流入模腔40的流率起控制作用，該流率取決于澆口47a的深度和傾斜部分48a的傾斜角θ。
參看圖5，圖中說明本發(fā)明的另一個實施例。澆口47b設在下模腔模具46中，它有一個傾斜角為θ的傾斜部分48b與模腔40的毗鄰。澆口47a和47b無論是設在上模腔模具45中還是設在下模腔模具46中，都不影響模制物料的流率，因為該流率只受到傾斜部分48a、48b的傾斜角θ的大小的影響。
根據(jù)實驗，模制物料在模腔40中的流動狀態(tài)受澆口47a和47b的傾斜角θ的影響，如圖6中所示。參看圖6A，若傾斜角θ小于20度，則上流率61大于下流率62，模制物料進入芯片下部的部分受模塑料進入芯片上部的部分的推力的作用。此外，由于上部的流率61大，因而使焊絲被沖向圖6A中所示的上部流動的方向。結果，各焊絲可能會彼此接觸，從而使芯片失靈。
參看圖6B，若傾斜角θ大于35度，則下流率62大于上流率61，從而將焊片42往上推。因此為使模制物料的流率均勻，傾斜角θ應滿足不等式20°＜θ＜35°的要求。
如上所述，澆口的傾斜部分通過使模塑料流率均勻來提高半導體器件在模制物料中密封的可靠性。
盡管本發(fā)明是就其一些最佳實施例具體例示和說明的，但熟悉本技術領域的人士都不難理解，在不脫離本發(fā)明精神實質和范圍的前提下是可以就本發(fā)明的形式和細節(jié)方面進行上述和其它修改的。
權利要求
1.一種用模制物料密封半導體芯片成品的設備，該設備具有一模腔、一澆道和一澆口，模腔系通過將上模具與下模具固定在一起形成的，澆道用以輸送模制物料，澆口則用以通過在所述上模具或下模具給定位置形成的通路將所述澆道與所述模腔連通起來，其特征在于，給所述通路在所述模腔附近配置了一個傾斜部分，所述傾斜部分從所述通路最上部表面上的某一給定中間位置延伸到所述模腔內部，且呈一定的傾斜角。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述澆口設在所述上模具中或所述下模具中。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述傾斜角基本上在20度與35度之間。
4.一種用模制物料密封半導體芯片成品用的密封設備，該密封設備具有一模腔和一澆道，模腔系通過將上模具與下模具固定在一起形成的，澆道則用以傳送模制物料，其特征在于，所作的改進還包括一個由下列部分組成的澆口;澆口的第一部分，設在所述上模具內，且與所述澆道連通，該第一部分內徑不變;和澆口的第二部分，設在所述上模具內，且將澆口的所述第一部分與所述模腔連通，所述澆口的第二部分其內徑朝接近所述模腔的方向逐漸減小。
5.一種用模制物料密封半導體芯片成品用的密封設備，該密封設備有一模腔和一澆道，模腔系通過將上模具與下模具彼此固定在一起形成的，澆道用以輸送模制物料，制，其特征在于，它包括一個由下列部分組成的澆口澆口的第一部分，設在所述下模具內，且與所述澆道連通，所述澆口的第一部分的內徑不變;和澆口的第二部分，設在所述下模具內，用以將所述澆口的第一部分與所述模腔連起來，所述澆口的第二部分其內徑朝接近所述模腔的方向逐漸減小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高度可靠的在模制物料中密封半導體器件的密封設備。該密封設備包括一模腔、一澆道和一澆口。模腔由上模具與下模具固定在一起形成。澆道用以輸送模制物料。澆口則用以將澆道與模腔連通起來。該密封設備的特點在于，澆口(47a)有一個向模腔傾斜的部分(48a)。模制物料在模腔內的流率可通過調節(jié)傾斜部分的斜度妥善加以控制。傾斜部分的斜度最好在20度與35度之間。
文檔編號B29C45/27GK1060559SQ9110405
公開日1992年4月22日 申請日期1991年6月14日 優(yōu)先權日1990年10月10日
發(fā)明者崔完均, 全基榮, 金榮大 申請人:三星電子株式會社