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      環(huán)氧樹脂封裝的半導體器件的制造方法

      文檔序號:4485052閱讀:152來源:國知局

      專利名稱::環(huán)氧樹脂封裝的半導體器件的制造方法
      技術領域
      :本發(fā)明涉及一種樹脂封裝的半導體器件的制造方法。更詳細地說,它涉及一種通過將一種環(huán)氧樹脂復合物注入到一個注模中和在該注模中將該環(huán)氧樹脂復合物固化來制造樹脂封裝的半導體器件的方法,在該注模中固定地安放了一個已將一個半導體器件粘到其上并絲焊到其上的引線架作為在注模中的一個嵌入件。在例如一個集成電路和一個大規(guī)模集成電路的半導體器件的封裝中,由于其低成本,高可靠性和有效的生產率,一種使用環(huán)氧樹脂模塑復合物的傳送模塑方法至今仍在使用。通常,在傳送模塑方法中,將環(huán)氧樹脂模塑復合物形成象小片的形狀,并且然后將該小片裝入模具中的一個筒中,并且當其在模具中受熱熔化時用模沖對小片加壓,這樣就引起熔化的模塑復合物流動和隨后固化。然而當用這種模塑方法時,必須首先將環(huán)氧樹脂模塑復合物做成所需的形狀(即,象小片的形狀),而這樣就需要成形步驟。由于取決于半導體器件的形狀和尺寸,小片的形狀變化很大,而這樣就需要許多用來將環(huán)氧樹脂模塑復合物成形的模塑裝置。由于對每個模塑操作都需要裝入小片和加熱使作小片熔化,就不能將模塑過程的時間周期減小到小于一個預定的時間周期,而這就限制了成本的降低和大批量生產。而且,在例如成型步驟的預處理步驟中還有雜質進入模塑復合物的可能。在傳送模塑方法中,在裝入筒中的模塑復合物通過其流到一個模腔的澆道中的殘留物的以及筒中的殘留物完全固化了,而這樣就不能再使用。這就造成了一個問題即除了用來形成半導體封裝的樹脂之外的大量樹脂浪費了。另一方面,至今對使用一種熱固性樹脂模塑復合物例如環(huán)氧樹脂的注模法已有研究。在該注模法中,將粉末狀或粒狀的環(huán)氧樹脂模塑復合物送進注模機中,并使其在一個圓筒中的保持熔化,以及用一個螺桿將其注入到一個模具中。所以,將環(huán)氧樹脂模塑復合物成形為小片的步驟就不需要了,并且除了可進行連續(xù)生產外,還省去了用于成形目的的裝置和成形的時間。而且,由于將處在熔化狀態(tài)的模塑材料注入到模具中,固化時間與傳送模塑法相比較短,而因此該法就適于大批量生產。然而,目前用環(huán)氧樹脂模塑復合物進行封裝的注模法還沒有應用到實際中。其原因在于,在加熱到70℃~110℃的圓筒中的常規(guī)環(huán)氧樹脂模塑復合物的熔化狀態(tài)下,該模塑復合物的粘性隨著模塑復合物中的樹脂的固化反應的進行而提高。結果,其流動性在5分鐘~10分鐘內消失,并且熔化的模塑復合物的熱穩(wěn)定性極低。因此,在低壓下實現注模法是不可能的,而這樣就需要高壓注入。結果,半導體器件上的連線就可能變形或斷開,這樣就大大降低了所生產的半導體封裝的可靠性。另一個問題也已指出,即,當將模塑操作中斷一個預定的時間間隔時,例如,為了清洗模具,因環(huán)氧樹脂模塑復合物會在圓筒中固化,而這樣之后就不能將其注入,這樣連續(xù)生產就受到了不利影響。本發(fā)明的一個目的是,提供一種使用環(huán)氧樹脂復合物的注模法封裝半導體器件的制造方法,用該方法可有效地實現長時間的連續(xù)模塑和大批量生產。為此,根據本發(fā)明的一個方面,提供了一個通過將一種環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到一個注模中和在該注模中將該環(huán)氧樹脂模塑復合物固化來制造用樹脂封裝的半導體器件的方法,在該注模中固定地安放了一個已將一個半導體器件粘到其上并絲焊到其上的引線架作為在注模中的一個嵌入件,該法包括以下步驟將環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到注模中;以這樣的方式逐步提高上述注模機的注入壓力,即,在將要注入的環(huán)氧樹脂模塑復合物的總量的80%~95%注入到注模中時達到30kg/cm2~300kg/cm2的最大壓力;以及以20kg/cm2~100kg/cm2的注入壓力將其余的環(huán)氧樹脂模塑復合物注入。根據本發(fā)明的另一方面,提供了一種通過用一個用于將環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到注模中的注模機將一種環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到一個注模中來制造用樹脂封裝的半導體器件的方法,在該注模中固定地安放了一個具有粘到其上并絲焊到其上的半導體元件的引線架作為一個嵌入件,上述注模機包括一個在其一端配置了一個給料器而在其另一端配置了一個噴嘴的圓筒,通過該給料器將環(huán)氧樹脂送進注模機,該圓筒軸向分成了多個部分,其中每一部分的溫度被獨立控制,并且距上述噴嘴最近的一個部分溫度保持在65℃~110℃而距給料器最近的一個部分溫度保持在室溫-50℃。本發(fā)明中所用的環(huán)氧樹脂模塑復合物其主要成分通常包括一種環(huán)氧樹脂,一種固化劑,一種固化加速劑及一種無機填料。它是粉末狀的或粒狀的。它不需要象在傳送模塑方法中那樣做成小片的形狀。環(huán)氧樹脂模塑復合物最好要求在注膜機的圓筒中表現出好的熱穩(wěn)定性和在腔中表現出極好的流動性并可迅速固化??紤]到這些,環(huán)氧樹脂應是一種具有低的熔化粘性的,例如酚醛型環(huán)氧樹脂和二羥基聯苯樹脂,并且尤其要有50℃~80℃的軟化點。對固化劑來說,可以使用酚醛樹脂,例如酚醛型酚醛樹脂,對二甲苯改良的酚醛樹脂和雙環(huán)戊二烯改良的酚醛樹脂,并且尤其是最好用一種具有60℃~120℃的軟化點和具有低的單核(monocaryon)含量和低的雙核(dicaryon)含量的酚醛樹脂。對固化加速劑來說,可以使用例如二氮雜雙環(huán)十一碳烯(DBU)或有機膦,如三苯膦,并且最好固化加速劑是一種在低溫下表現低活性的高潛性的材料。在本發(fā)明中,可用無澆口的模具或澆口-無澆道的模具。特別要指出的是,要將模具的澆口部分的溫度或澆口部分和澆道部分的溫度控制在模塑復合物在此很難固化的溫度,即,通常與圓筒內的溫度相等的溫度,并且通過這樣做,在去掉或取出模塑過的產品(即,用樹脂封裝好的半導體器件)之后的下一周期,殘留在澆口部分或澆口-澆道部分中的未固化的模塑復合物可充到腔中,從而實現模塑。因此,除模塑過的產品外很難形成任何固化的模塑復合物,而這樣就實現了一個好處即樹脂廢料量大大減少了。在用一般的傳送模塑方法的封裝中,在殘留物澆道部分中的固化樹脂廢料與總的模塑復合物的比率為40%~60%,但在用本發(fā)明的注模法的封裝中,固化的樹脂廢料的比例略減到30%~50%,并且在無澆口模塑中,該比例銳減到25%~35%,而在澆口-無澆道模塑中,該比例銳減到10%~30%。本發(fā)明的上述目的,結構和效果將從下面的說明得到證實。圖1是一個說明注模機的注入壓力與注入時間之間的關系以及注入壓力與注入螺桿的位置之間的關系的曲線圖;圖2是一個說明注模機的加熱圓筒的分區(qū)圖;圖3是一個說明一個閉合的模具及其在卡箍模塑法中的有關部件的橫截面圖;圖4是一個沿圖3的線IV-IV所做的截面圖;圖5是一個模具的橫截面圖,說明了已橫塑的產品推出和卸下的情況;圖6是一個模具的橫截面圖,說明了一個引線架的傳送;圖7是一個說明模具中的澆道,入口和模腔的布置情況并說明了在模塑復合物剛充入模腔中之后的情況的放大的平面圖;圖8是一個沿圖7的線VIII-VIII所做的橫截面圖;圖9是一個旋轉式注模設備的示意性平面圖;圖10是一個旋轉式注模設備的示意性側視圖;以及圖11是一個模具裝置的下模的平面圖,說明了引線架安放在該模具裝置中以及模塑復合物充到該模具裝置的模腔中的情況。本發(fā)明中所用的注模機并不限于某一特別類型,并且任何合適的注模機,例如,螺桿一列式,模沖型以及螺桿模沖型,都可采用;但是,考慮到易控和熔化均勻,最好用螺桿一列式。本發(fā)明的一個實施例的特點在于,當環(huán)氧樹脂模塑復合物的總注入量的80%~95%注入到模具中時注模機的注入壓力提高到了30kg/cm2~300kg/cm2的最大壓力。其余的模塑復合物以20kg/cm2~100kg/cm2的注入壓力注入。在這種情況下,后來的壓力與先前的最大壓力的比最好為1/4~1/2。如果上面的兩個壓力分別高于上述值,半導體器件上的焊線就有可能變形或斷開。相反,如果上面的兩個壓力分別低于上述值,模塑復合物就可能不能正常地填充到模腔中。最好是最大注入壓力在100kg/cm2~250kg/cm2的范圍,而后一個壓力在40kg/cm2~120kg/cm2的范圍。與一般的熱固樹脂的注模法相比這些注入壓力較低。由于注入壓力較低并且對溫度的控制容易實現,就可在低壓力下實現長時間連續(xù)操作。因而就可在低壓力下進行模塑,焊線的變形程度較低。所以具有裝在其上的半導體器件的引線架就可形成較精細的形狀。將具有粘到其上的半導體器件的引線架固定地安放在模具中作為一個嵌入件,并且隨后將模具閉合或夾緊。將模塑復合物注入到模具中。從填充開始到達到最大壓力的時刻,以一個一般不變的速率填充模塑復合物。如果模塑復合物的填充就這樣持續(xù)下去,即在填充達到100%的時候達到最大壓力的話,即使最大壓力值較小,在填充操作的最后階段該壓力也會直接作用到已模塑的部分上,這樣就會發(fā)生焊線的變形或斷開。因此,根據本發(fā)明,在填充完成之前將注入壓力略微減小,并在此之后以該較低的壓力繼續(xù)進行填充。這樣,就可避免焊線的變形或斷開。圓筒的設定溫度通常為65℃~110℃,并且在這個范圍其溫控較易。但是,考慮到熔體粘度和熱穩(wěn)定性,該設定溫度最好在70℃~90℃之間。如果圓筒溫度較低,熱穩(wěn)定性好而熔體粘度高。在本發(fā)明的環(huán)氧樹脂模塑復合物中,尤其當采用上述優(yōu)選的組成時,熔體粘度較低,而這樣就可將圓筒溫度設定到相當低的水平。但是,如果圓筒溫度設定到低于65℃,模塑復合物的溫控將變得困難。相反,如果圓筒溫度高于110℃,熔體粘度就太低了,這樣實現正常的注入有時就很困難,而且常常達不到令人滿意的熱穩(wěn)定性。在本發(fā)明的該實施例中,考慮到模塑復合物的固化時間等因素,模具的設定溫度為150℃~190℃,并且最好為165℃~185℃。在這個設定溫度下,模塑周期不超過150秒,并且對具有優(yōu)選組成的模塑復合物的情況,模塑周期不超過80秒。例1這里所用的一種環(huán)氧樹脂膜塑復合物其主要成分包括一種鄰甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧樹脂當量200),苯酚酚醛(羥基當量103),二氮雜雙環(huán)十一碳烯(固化加速劑),和熔融硅石,還有模具釋放劑,顏料等等。在本例中使用了一個螺桿一列式注模機(由MeikiSeisakusho制造并以商品名M-32出售)。將距噴嘴最近,其長度為圓筒總長的30%的加熱圓筒的一個區(qū)保持在75℃,并將圓筒的另一個區(qū)保持在30℃。對注入壓力來說,最大壓力為200kg/cm2。從注入開始經過20秒,注入壓力升高到最大壓力。隨后它降低到50kg/cm2并保持5秒,并且隨后啟動閉門銷將門關閉。圖1中說明了注入壓力的時間圖或注入壓力與螺桿位置之間的關系。從模具關閉到模具打開的時間間隔為60秒,整個模塑周期為80秒。模具的溫度設定到175℃。該模具為一20腔的模具。每一個都具有順序排列的粘到其上并用金絲絲焊到其上的10個集成電路元件(16腳雙列直插封裝)的兩個引線架自動安放在模具中,并且連續(xù)進行模塑。每隔1小時要對這些用樹脂封裝好的半導體器件的外觀,填充性能,引線偏差和表面硬度進行測量。結果如表1中所示。表1</tables>(測量方法)(1)外觀;填充性能它們通過目檢來判斷,并且特別是外觀根據其是否有好的光澤來檢查。(2)引線偏差將軟X射線加到模塑過的產品上并測量焊絲(直徑25μm及長度3mm的半硬金絲)的偏差量。引線偏差通過最大的引線偏差與焊絲間的距離(500μm)的比來表示。(3)表面硬度用一個Barcol硬度測試儀(#935)測量剛打開模具之后已模塑的產品的表面硬度。表1中所示的這些結果與用常規(guī)的低壓傳送模塑法得到的結果類似,并說明根本沒什么問題。因此,可以看出長時間的連續(xù)模塑是可以實現的。在本發(fā)明的另一個實施例中,將注模機的一個加熱圓筒在軸向分成多個區(qū)。這些區(qū)的數目至少是2,并且該數目并不限于一個特定的數目。但四個或五個區(qū)是最好的。這些區(qū)的溫度獨立控制。為了使連續(xù)模塑方法比常規(guī)模塑方法更穩(wěn)定,將距噴嘴最近的一個區(qū)(以后常叫做“最靠噴嘴一邊區(qū)”)的溫度控制在65℃~110℃之間,而將距給料器最近的一個區(qū)(以后常叫做“最靠給料器一邊區(qū)”)的溫度控制在室溫~50℃之間。前一個溫度最好為70℃~90℃,而后一個溫度最好為30℃~40℃。在這些溫度范圍內,可完全達到環(huán)氧樹脂模塑復合物具有低熔體粘度的特性,并且沒有熱穩(wěn)定性的問題,而這樣就可實現穩(wěn)定的長時間的連續(xù)模塑。對加熱圓筒有兩個區(qū)的情況,最靠噴嘴一邊區(qū)的總長為圓筒總長的20%~40%。對加熱圓筒有3~5個區(qū)的情況,最靠噴嘴一邊區(qū)具有與上面對兩區(qū)圓筒所述相同的溫度和長度。1~3個插入區(qū)的溫度為介于最靠噴嘴一邊區(qū)的溫度與最靠給料器一邊區(qū)的溫度之間的中間溫度。插入區(qū)的溫度變得越高,插入區(qū)距最靠噴嘴一邊區(qū)越近。最靠給料器一邊區(qū)的溫度與上面對兩區(qū)圓筒所述相同。通過考慮環(huán)氧樹脂模塑復合物的熱穩(wěn)定性的熔體粘度將除最靠噴嘴一邊區(qū)以外的那些區(qū)的長度做合適地確定。如果圓筒溫度低,熱穩(wěn)定性好而熔體粘度高。在本發(fā)明的環(huán)氧樹脂模塑復合物中,尤其當采用上述優(yōu)選的組成時,熔體粘度較低,而因此就可將圓筒溫度設定到相當低的水平。但是,如果圓筒溫度變得低于65℃,溫控將變得困難。相反,如果圓筒溫度高于110℃,熔體粘度就太低了,這樣實現正常的注入模塑有時就很困難,而且常常達不到令人滿意的熱穩(wěn)定性。在本發(fā)明的該實施例中,就注模機和注入壓力而言,可采用上述相同的條件,并可得到相同的優(yōu)點。在本發(fā)明的該實施例中,考慮到環(huán)氧樹脂模塑復合物的固化時間等因素,模具的設定溫度通常為150℃~190℃,并且最好為165℃~185℃。在這個設定溫度下,模塑周期不超過170秒,并且對具有優(yōu)選組成的模塑復合物的情況,模塑周期不超過100秒。例2這里所用的一種環(huán)氧樹脂模塑復合物其主要成分包括一種鄰甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧樹脂當量200),苯酚酚醛(羥基當量103),二氮雜雙環(huán)十一碳烯(固化加速劑),和熔融硅石,還有模具釋放劑,顏料等等。在本例中使用了一個螺桿一列式注模機(由MeikiSeisakusho制造并以商品名M-32出售)。如圖2中所示,圓筒20軸向等分成五個區(qū)A-E。加熱圓筒的距噴嘴最近的區(qū)A保持在75℃。與區(qū)A相鄰的區(qū)B保持在65℃并且其余的區(qū)C,D和E各自保持在35℃。就注入壓力而言,最大壓力為200kg/cm2。從注入開始經過20秒注入壓力升高到最大壓力。隨后它降低到50kg/cm2并保持5秒,并且隨后啟動閉門銷將門關閉。從模具關閉到模具打開的時間間隔為60秒,而整個模塑周期為80秒。模具的溫度設定175℃。該模具為一20腔模具。每一個都具有順序排列的粘到其上并用金絲絲焊到其上的10個集成電路元件(16腳雙列直插封裝)的兩個引線架自動安裝在模具中,并且模塑連續(xù)進行。每隔1小時要對這些用樹脂封裝好的半導體器件的外觀,填充性能,引線偏差和表面硬度進行測量。結果如表2中所示。表2(測量方法)(1)外觀;填充性能它們通過目檢查判斷,并且特別是外觀根據其是否有好的光澤來檢查。(2)引線偏差將軟X射線加到模塑過的產品上并測量焊絲(直徑25μm及長度3mm的半硬金絲)的偏差量。引線偏差通過最大的引線的偏差與焊絲間的距離(500μm)的比來表示。(3)表面硬度用一個Barcol硬度測試儀(#935)測量剛打開模具之后已模塑的產品的表面硬度。表2中所示的這些結果與用常規(guī)的低壓傳送模塑法得到的結果類似,并說明根本沒什么問題。因此,可以看出長時間的連續(xù)模塑是可以實現的。本發(fā)明的另一個實施例的特征在于使用了卡箍模塑法。參照圖3~8,將一個具有上面局部安裝了半導體器件的長引線架由一個卷軸(未示出)展開或供給,而且把半導體器件12粘到引線架1上并絲焊到引線架1上。引線架1通過一個傳送導軌10導入模具4中,這樣就在模具4中決定了引線架1的一個預定長度。傳送導軌10由回位桿11支撐?;匚粭U11的下端由通過驅動汽缸16使其上下移動的一個支撐板18支撐。模具4包括一個上模具2的一個下模具3。通過驅動裝置(未示出)可使上模具2向上移動離開下模具3,這樣可將模具4打開。本領域所熟知的起模桿6通過下模具3滑動地伸到模具4中的模腔34。起模桿6的下端由起模桿操作板17支撐。板17連到支撐板18并通過驅動汽缸16上下移動。參照圖7和8,通過澆道14和門15將來自注模機的一種模塑復合物填充到模具4中的每個模腔34中。配置了閉門銷7用以將各個門15打開或關閉,這些銷的下端由銷支撐板19支撐。通過驅動裝置(未示出)可將銷支撐板19上、下移動距離t(見圖4),以便閉門銷7可將各個門15打開或關閉。在下模具3與傳送導軌8之間配置了一個傳送裝置9用以移動右手方向的另一個傳送導軌8(圖3)。在圖3所示的情形中,將模塑復合物注入到模具4的腔34中,并啟動門銷7以將門15關閉,這樣使每個已模塑的產品(包括用樹脂模塑復合物13封裝的半導體器件12)同澆道14斷開。在注入的材料固化后,將上模具2向上移動以打開模具4,如圖6中所示。然后,如圖5中所示,驅動驅動汽缸16以使支撐板18向上移動。結果,使由回位桿11支撐的傳送導軌10和8向上移動與下模具3分開。起模桿操作板17也向上移動,這樣起模桿6將各個已模塑的產品從下模具3中的各個腔34頂出。它們就從下模具3上卸下了。然后,操作傳送裝置9移動右手方向的傳送導軌8,這樣就將右手方向的模塑過的引線架部分5移動了一個預定的距離。通常,已模塑的引線架的部分5的切斷與框架部分5的引線的彎曲同時進行。在每個已模塑的產品的周緣上形成的毛邊可以很容易地除去,因為這些毛邊通常很薄。如圖6中所示,在用傳送裝置9使傳送導軌8回到其初始位置后,操作驅動汽缸16使回位桿11和起模桿6向下移動。將引線架1再次放到下模具3中,并隨后將上模具2向下移動以關閉模具4。對前面已模塑的引線架部分5后面的引線架1的待模塑的部分重復進行上述模塑過程。圖7和8是說明澆道,門與模具中的模腔的放大的圖,并說明了模塑復合物13剛充入模腔34中之后的情況。注入的模塑復合物通過澆口(未示出),澆道14和門15充入各個模腔34中。每一個都具有粘到其上的半導體器件12的引線架,又分別裝在模腔34中。然后,每個閉門銷7向上移動一個與門的高度在對應的距離,從而將門15關閉。在模塑復合物固化后,將模具打開,并將已模塑的產品頂出。在澆道14中固化的模塑復合物與已模塑的引線架部分5是斷開的。因此已模塑過的引線架部分5可用傳送裝置9平穩(wěn)地進行傳送,這樣就可進行后面的模塑操作。如果沒有閉門銷7,就需在產品頂出后用某種手段將門關閉,或者需要將門形成象點狀孔隙門或薄片門那樣的形狀,因此它自身易被切斷。在本發(fā)明的此實施例中,用了卡箍模塑法,這樣就可在無人管理的方式下自動地依次進行模塑工藝,該工藝包括以下步驟引線架的展開,半導體器件的粘接,絲焊,引線架在模具中的安放,模塑,移走已模塑產品,將已模塑的產品的從引線架上分開,以及將已模塑的產品的引腳彎曲。因此,可在一個加工系統(tǒng)中順序進行從引線架的展開到已模塑產品后處理的步驟。例3這里所用的一種環(huán)氧樹脂模塑復合物其主要成分包括一種鄰甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧樹脂當量200),苯酚酚醛(羥基當量103),二氮雜雙環(huán)十一碳烯(固化加速劑),和熔融硅石,還有模具釋放劑,顏料等等。在本例中使用了一種螺桿一列式注模機(由MeikiSeisakusho制造并以商品名M-32出售)。如圖2中所示,圓筒20軸向等分成五個區(qū)A~E。加熱圓筒的距噴嘴最近的區(qū)A保持在75℃。與區(qū)A相鄰的區(qū)B保持在65℃,并且其余的區(qū)C,D和E各自保持在35℃。就注入壓力而言,最大壓力為200kg/cm2。從注入開始經過20秒,注入壓力升高到最大壓力。隨后它降低到50kg/cm2并保持5秒,并且隨后啟動閉門銷將門關閉。從模具關閉到模具打開的時間間隔為60秒,而整個模塑周期為80秒。模具的溫度設定到175℃。一個模具有兩排模腔,每排有10個模腔,因而該模具為一20模腔模具。將長引線架分別由卷軸展開或供給。將集成電路元件(16腳雙列直插封裝)粘到這些引線架的每一個上,并用金絲絲焊到其上。將這些雙引線架送到上述模具中,并且以120秒的模塑周期自動連續(xù)進行模塑。將每個引線架的已模塑框架部分分開,并將引腳彎曲,并且同時將在每個已模塑產品周緣的毛邊去掉。這些毛邊非常薄,因此可在框架部分的分開和彎曲引腳的同時將其去掉。每隔1小時要對已模塑產品的外觀,填充性能,引線偏差和表面硬度進行測量。每隔五小時得到的結果如表3中所示。表3</tables>(測量方法)(1)外觀;填充性能它們通過目檢來判斷,并且特別是外觀根據其是否有好的光澤來檢查。(2)引線偏差將軟X射線加到已模塑產品上并測量焊絲(直徑25μm及長度3mm的半硬金絲)的偏差量。引線偏差通過最大的引線偏差與焊絲之間距離(500μm)的比來表示。(3)表面硬度用一個Barcol硬度測試儀(#935)測量剛打開模具之后已模塑產品的表面硬度。表3中所示的這些結果與用常規(guī)的低壓傳送模塑法得到的結果類似,并說明根本沒什么問題。因此,可以看出長時間的連續(xù)模塑是可以實現的。在本發(fā)明的該實施例中,用卡箍模塑的注模法可以長時期連續(xù)進行用環(huán)氧樹脂模塑復合物對半導體器件的封裝而無任何問題,這一點已很清楚。在本發(fā)明的該實施例中,用了卡箍模塑法,這樣就可在無人管理的方式下自動地進行順序的模塑工藝,該工藝包括以下步驟引線架的展開,將半導體器件粘到其上,絲焊,引線架在模具中的安放,模塑,移走已模塑產品,以及已模塑產品的后處理。本發(fā)明的另一個實施例特征在于使用旋轉模塑法。參照圖9~11,一個旋轉式注模設備35包括一個帶給料器23的注模機20,和一個基本上與注模機20并列配置的旋轉臺24。四個模具裝置25、26、27和28裝在旋轉臺24上,并彼此相差90°環(huán)繞放置。在圖9中,注膜機20的噴嘴36與模具裝置25的澆口-澆道32(見圖11)相連,并將模塑復合物充入到模具裝置25中。這樣,將模塑復合物充入模具裝置25中,并保持在預定的壓力,同時在其中模具已關閉或夾緊的模具裝置26和27中進行模塑復合物的固化。在模具裝置28中,將模具打開,取出已模塑產品(每一個都包含一個用模塑復合物30封裝的半導體元件31),并且再將引線架29安放在模具中并將模具關閉。當四個模具裝置的每一個返回到初始位置時,就完成了對這個模具裝置的一個模塑周期。因此,如果每個模具裝置的模塑周期為120秒的話,模塑將以30秒的周期進行,因為該旋轉式注模設備35有四個模具,因而總的模塑周期可大大減小。特別地,對環(huán)氧樹脂模塑復合物通過加熱固化來說需要一定的時間間隔,因而減小從注入開始到模具打開的時間間隔是困難的。在本發(fā)明的該實施例中,用了旋轉模塑法,因而可大大減小這個時間間隔。從而,可大大減小模塑周期。而且,在每個模具中配置了閉門銷33,并且在模塑復合物注入和充滿模具中后,操作閉門銷33將門關閉以使已模塑產品與澆口-澆道32隔開,這樣便于將已模塑產品取出并進行后處理。通常,已模塑產品同引線架分開和已模塑產品引線的彎曲同時進行。此時,在每個已模塑產品的周緣形成的毛邊很容易去掉因為這些毛邊通常很薄。通過改變模具裝置的模腔的形狀和/或引線架的結構就可能同時封裝多種半導體器件。如果取出已模塑產品與安放引線架都是通過自動裝置自動進行的話,就可不用手工操作進行連續(xù)模塑,并且很容易對不同型號的模塑產品進行分類而無差錯。在本發(fā)明的此實施例中,如果在已模塑產品從模具上取出后,已模塑產品與引線腳的分開和已模塑產品的后處理與模塑操作連續(xù)進行,就可在一個設備系統(tǒng)中,進行從在模具中安放引線架直到已模塑產品的后處理的連續(xù)的步驟。例4這里所用的一種環(huán)氧樹脂模塑復合物其主要成分包括一種鄰甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧樹脂當量200),苯酚酚醛(羥基當量103),二氮雜雙環(huán)十一碳烯(固化加速劑),和熔融硅石,還包括模具釋放劑,顏料等等。在本例中使用了一種螺桿一列式注模機(由MeikiSeisakusho制造并以商品名M-32出售)。如圖2中所示,圓筒20軸向等分成五個區(qū)A-E。加熱圓筒的距噴嘴最近的區(qū)A保持在75℃。與區(qū)A相鄰的區(qū)B保持在65℃并且其余的區(qū)C,D和E和E保持在35℃。就注入壓力而言,最大壓力為200kg/cm2。從注入開始經過20秒注入壓力升高到最大壓力。隨后它降低到50kg/cm2并保持5秒,并且隨后啟動閉門銷將門關閉。從模具關閉到模具打開的時間間隔為60秒,而整個模塑周期為80秒。每個模具裝置有兩排模腔,每排有10個模腔,因而該模具裝置為一20模腔模具。每一個都具有粘到其上并用金絲絲焊到其上的集成電路元件(16腳雙列直插封裝)的兩個引線架安放在模具裝置中。模具溫度設定到175℃。將四個模具裝置安放在一個旋轉臺上,并依次相關90°環(huán)繞放置。參照圖9中如上所述進行的模塑操作,旋轉臺每轉一圈所需時間為120秒,而每個模具裝置在每一級的停留時間為30秒。在這種條件下,實現了連續(xù)的模塑。引線架的安放和取出已模塑產品既可用手工操作也可用自動裝置進行。在這兩種情況下,都可進行這些操作而無任何問題。將已模塑產品從每個引線架上分開,并將引線腳彎曲。同時將每個已模塑產品周緣的毛邊去掉。這些毛邊非常薄,因此可在框架部分的分開與彎曲引腳的同時將其去掉。每隔1小時要對封裝的產品的外觀,填充性能,引線偏差和表面硬度進行測量。每隔五小時得到的結果如表4中所示。表4(測量方法)(1)外觀;填充性能它們通過目檢來判斷,并且特別是外觀根據其是否有好的光澤來檢查。(2)引線偏差將軟X射線加到已模塑產品上并測量焊絲(直徑25μm及長度3mm的半硬金絲)的偏差量。引線偏差通過最大的引線偏差與焊絲間的距離(500μm)的比來表示。(3)表面硬度用一個Barcol硬度測試儀(#935)測量剛打開模具之后已模塑產品的表面硬度。這些結果與用常規(guī)的低壓傳送模塑法得到的結果類似,并說明根本沒什么問題。因此,可以長時間地進行包括從引線架在模具中的安放到模塑產品的后處理的順序工藝步驟的自動連續(xù)模塑。根據本發(fā)明,用環(huán)氧模塑復合物對半導體器件的封裝,可通過旋轉式模塑型的注模法,長時間地連續(xù)進行而無任何問題。通過自動地或用自動裝置來進行引線架的安放,已模塑產品的取出,模塑品的后處理等步驟,模塑操作可以完全自動化??蓪⒎勰罨蛄钚问降哪K軓秃衔锕┙o注模機,這樣就不需要在傳送模塑法中那樣將其預制成象小片的形狀。因此,就可省去用于形成小片的龐大設備和所需的時間。由于不需象形成小片這樣的預處理,雜質摻進模塑復合物的可能性很小??刹捎脽o澆口模塑法和澆口-無澆道模塑法,因而大大減小了除模塑產品以外的固化材料(廢料)的比例。權利要求1.一種樹脂封裝的半導體器件的制造方法,通過將一種環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到一個注模中和在該注模中將該環(huán)氧樹脂模塑復合物固化來進行,在該注模中固定地安放了一個已將一個半導體器件粘到其上并絲焊到其上的引線架作為在注模中的一個嵌入件,該方法包括以下步驟將環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到上述注模中;以這樣的方式逐步提高上述注模機的注入壓力,即,在將待注入的環(huán)氧樹脂模塑復合物的總量的80%~95%注入到注模中時達到30kg/cm2~300kg/cm2的最大壓力;以及以20kg/cm2~100kg/cm2的注入壓力將其余的環(huán)氧樹脂模塑復合物注入。2.根據權利要求1的方法,其中在上述模塑復合物充滿上述模具中后和將上述模具打開之前,通過關閉上述模塑復合物通過其流進上述模具中的門使上述模塑復合物對上述模具的填充停止。3.根據權利要求1的方法,它還包括將上述注模機中的圓筒加熱到65℃~110℃的步驟。4.根據權利要求1的方法,它還包括以下步驟順序有間隔地將多個上述半導體元件安放到上述引線架上;將上述半導體元件絲焊到上述引線架上;將上述引線架安放在上述模具中作為一個嵌入件;用上述注模機將上述環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到上述模具中;在上述模塑復合物固化后將模塑過的引線架從上述模具中頂出;將上述引線架沿縱向移動一個預定長度,再將上述引線架安放在上述模具中作為一個嵌入件;以及對上述引線架的后面的部分將上述環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到上述模具中。5.根據權利要求1的方法,它還包括以下步驟配置一個旋轉式注模設備,其中在一個旋轉臺上安裝了多個模具裝置,并依次相差一個預定的角度配置;將具有粘到其上并絲焊到其上的半導體元件的上述引線架安放在每個上述模具裝置中;用上述注模機將上述環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到一個處于注入位置的上述模具裝置中;以上述預定的角度間斷地旋轉上述施轉臺以使下一個模具裝置接受上述注入;以及從上述模具裝置取出用樹脂已封裝的半導體器件。6.根據權利要求1的方法,其中上述環(huán)氧樹脂模塑復合物包括一種環(huán)氧樹脂,一種作為固化劑的酚醛樹脂,一種固化加速劑,和一種無機填充劑。7.一種用注模機將一種環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到一個注模中進行樹脂封裝的半導體器件的制造方法,在該注模中固定地安放了一個已將一個半導體元件安裝到其上并絲焊到其上的引線架作為一個嵌入件,上述注模機包括在其一端配置了通過其將環(huán)氧樹脂供給注模機的給料器而在其另一端配置了噴嘴的圓筒,該圓筒軸向分成多個部分,其中這些部分中的每一個其溫度獨立受到控制,并且上述部分中最靠近上述噴嘴的一個部分保持在65℃~110℃而上述部分中最靠近上述給料器的一個部分保持在室溫~50℃。8.根據權利要求7的方法,它包括以下步驟以這樣的方式逐漸提高上述注模機的注入壓力,即,在將待注入的環(huán)氧樹脂模塑復合物的總量的80%~95℃注入到上述模具中時達到30kg/cm2~300kg/cm2的最大壓力;以及以20kg/cm2~100kg/cm2的注入壓力將其余的環(huán)氧樹脂模塑復合物注入。9.根據權利要求7的方法,其中在上述模塑復合物充滿上述模具中后和將上述模具打開之前,通過關閉上述模塑復合物通過其流動的門使上述模塑復合物對上述模具的填充停止。10.根據權利要求7的方法,它還包括以下步驟順序有間隔地將多個上述半導體元件安放到上述引線架上;將上述半導體元件絲焊到上述引線架上;將上述引線架安放在上述模具中作為一個嵌入件;用上述注模機將上述環(huán)氧樹脂模塑復合物注入上述模具中;在上述模塑復合物固化后將已模塑引線架從上述模具中頂出;將上述引線架沿縱向移動到一個預定長度,再將上述引線架安放在上述模具中作為一個嵌入件;以及對上述引線架的后面的部分將上述環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到上述模具中。11.根據權利要求7的方法,它還包括以下步驟配置一個旋轉式注模設備,其中在一個旋轉臺上安裝了多個模具裝置,并依次相差一個預定的角度而等角度配置;將具有安裝到其上并絲焊到其上的半導體元件的上述引線架安放在每個上述模具裝置中;用上述注模機將上述環(huán)氧樹脂模塑復合物注入到一個處于注入位置的上述模具裝置中;以上述預定的角度間斷地旋轉上述旋轉臺以使下一個模具裝置接受上述注入;以及從上述模具裝置取出用樹脂封裝的半導體器件。12.根據權利要求7的方法,其中上述環(huán)氧樹脂模塑復合物包括一種環(huán)氧樹脂,一種酚醛樹脂作為固化劑,一種固化加速劑,和一種無機填充劑。13.根據權利要求1的方法,其中上述模具為一個無澆口模具。14.根據權利要求1的方法,其中上述模具為一個澆口-無澆道模具。15.根據權利要求7的方法,其中上述模具為一無澆口模具。16.根據權利要求7的方法,其中上述模具為一澆口-無澆道模具。全文摘要一種樹脂封裝半導體器件的制造方法,將具有絲焊到其上的半導體元件的引線架安放在注模中。將一種環(huán)氧樹脂模塑復合物注入模具,逐漸提高注模機的注入壓力,使待注入復合物的總量的80%~95%注入模具中時達到30kg/cm文檔編號B29C45/14GK1156329SQ9611084公開日1997年8月6日申請日期1996年7月26日優(yōu)先權日1996年1月31日發(fā)明者南勝則,伊藤英雄申請人:住友電木株式會社
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