專利名稱：基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具及其灌封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具及其灌封方法， 屬于微電子器件封裝領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子封裝技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了封裝材料的發(fā)展，從過去的金屬和陶瓷封 裝為主轉(zhuǎn)向塑料封裝。由于塑料封裝具有價(jià)格相對便宜，成型工藝簡單，適合
大規(guī)模生產(chǎn)，可靠性與陶瓷封裝相當(dāng)?shù)葍?yōu)點(diǎn)，已占到整個(gè)封裝材料的95%以上。 環(huán)氧樹脂的介電性能、力學(xué)性能、粘接性能、耐腐蝕性能優(yōu)異，固化收縮 率和線脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定性好，工藝性好，綜合性能極佳，更由于環(huán)氧材料 配方設(shè)計(jì)的靈活性和多樣性，使得能夠獲得幾乎能適應(yīng)各種專門性能要求的環(huán) 氧材料，從而使它在電子電器領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。并且其增長勢頭很猛。液 態(tài)環(huán)氧樹脂復(fù)合物常釆用機(jī)械或手工方式澆注到電子元件、器件內(nèi)，在常溫或 加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱因性高分子絕緣材料。它的作用是強(qiáng)化電 子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；提高內(nèi)部元件、線路間絕 緣，有利于器件小型化、輕量化；避免元件、線路直接暴露，改善器件的防水、
防潮性能。
環(huán)氧樹脂澆注是將環(huán)氧樹脂、固化劑和其他配合料澆注到設(shè)定的模具內(nèi)， 由熱塑性流體交聯(lián)固化成產(chǎn)品的過程。環(huán)氧樹脂灌封產(chǎn)品很容易出現(xiàn)的問題有 表觀問題，表觀問題主要表現(xiàn)為氣泡、開裂、缺陷、變形等。環(huán)氧樹脂灌封產(chǎn) 品表觀質(zhì)量需要通過嚴(yán)格控制模具設(shè)計(jì)、澆注工藝等來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可取得高質(zhì)量外形的電子塑封器件 的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具及其灌封方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具，包括上模板、中間模板和下模板，其特征在于在所述上模板的內(nèi)側(cè) 面開設(shè)有真空線槽，同時(shí)上模板與真空管相連，用于吸附固定表貼好芯片的基 板，在所述上模板的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有定位銷，并與基板、中間模板、下模板上的 定位孔相對應(yīng)，在所述上模板上設(shè)置有環(huán)氧樹脂澆注孔，并與基板上的澆注孔、 中間模板的澆注孔相對應(yīng)；
所述中間模板的中間開有一個(gè)或多個(gè)用于澆注環(huán)氧樹脂膠水的空腔，中間
模板的厚度為封裝好的電子器件的厚度；
所述下模板上表面為拋光表面，下模板上設(shè)置有與上模板相對應(yīng)的定位孔， 使上模板、中間模板和下模板三者定位，同時(shí)下模板上設(shè)置有將整套模具固定 的固定裝置。
本發(fā)明同時(shí)提供 一 種利用上述基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具進(jìn) 行灌封的方法，其特征在于包括以下步驟
1) 利用上模板的真空線槽吸附倒裝好芯片的基板
(a) 將基板貼在上模板上，利用上模板上的定位銷和基板上的定位孔將兩
者定位好；
(b) 上模板接真空將基板吸附；
(c) 將上模板的澆注孔與基板上的澆注孔相對應(yīng)；
2) 中間模板和下模板組合在一起形成灌封空腔
(a) 在中間模板和下模板上均勻涂覆脫模劑，使環(huán)氧樹脂膠水固化好更容 易脫模；
(b) 利用上模板上的定位銷將上模板和中間模板固定在一起，形成膠水的 灌封空腔；
3) 基板倒置在灌封空腔上
(a) 利用上模板的定位銷將上模板扣在中間模板上，中間模板的澆注孔與上 模板的澆注孔對準(zhǔn)；
(b) 利用固定裝置把整套模具固定；
4) 通過澆注孔注入環(huán)氧樹脂膠水，升高溫度將環(huán)氧樹脂固化，固化后冷卻 再將陣列排布的多個(gè)電子封裝器件脫模取出(a) 按照環(huán)氧樹脂膠水的注塑條件將模具進(jìn)行預(yù)烘，模具的溫度達(dá)到適合澆
注的溫度；
(b) 通過頂部澆注孔注入環(huán)氧樹脂膠水，膠水在灌封空腔流動將基板上陣列
貼裝的芯片包封后，膠水從澆注孔流出；
(c) 依照環(huán)氧樹脂膠水的技術(shù)要求在加熱臺上進(jìn)行高溫固化；
(d) 固化后冷卻，將封裝好的多個(gè)陣列排布的電子器件脫模取出。 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
利用本發(fā)明的基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具及其灌封方法，在 用環(huán)氧樹脂膠水對電子器件進(jìn)行澆注灌封過程中，為了取得高質(zhì)量外形的塑封 器件，釆用倒裝式的注膠工藝，結(jié)合模具的使用，將封裝基板利用真空倒置在 灌封模具的空腔內(nèi)，對澆注孔內(nèi)注入環(huán)氧樹脂膠水后，使其沿下部光滑的模具 在模具空腔內(nèi)流動，并且接觸到下表面的環(huán)氧樹脂膠水先受熱進(jìn)行膠連固化， 使環(huán)氧樹脂灌封器件的表面質(zhì)量明顯提高。


圖i是本發(fā)明中上模板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中中間模板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明中下模板的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的灌封方法過程中上模板與基板固定在一起示意圖5是本發(fā)明的灌封方法過程中中間模板與下模板組合在 一 起示意圖6是本發(fā)明的灌封方法過程中將上模板倒裝在空腔內(nèi)并將整套模具組合
示意圖7是本發(fā)明的灌封方法過程中固化后冷卻脫模示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖l至圖3分別為本發(fā)明中的上模板、中間模板以及下模板的結(jié)構(gòu)示意圖。 本發(fā)明的一種基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具，包括上模板l、中間模 板2和下模板3，其特征在于在所述上模板1的內(nèi)側(cè)面開設(shè)有真空線槽13, 同時(shí)上模板l與真空管12相連，用于吸附固定表貼好芯片5的基板4，在所述
6上模板l的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有定位銷11,并與基板4、中間模板2和下模板3上的 定位孔相對應(yīng)，在所述上模板1上設(shè)置有環(huán)氧樹脂澆注孔14,并與基板上的澆 注孔、中間模板的澆注孔24相對應(yīng)；
所述中間模板2的中間開有 一個(gè)或多個(gè)用于澆注環(huán)氧樹脂膠水的空腔2 2 ， 中間模板的厚度為封裝好的電子器件的厚度，中間模板2上具有中間模板的定 位孔21。
所述下模板3上表面為拋光表面，下模板3上設(shè)置有與上模板1相對應(yīng)的 定位孔31,使上模板l、中間模板2和下模板3三者定位，同時(shí)下模板3上設(shè) 置有將整套模具固定的固定裝置32。
所述上模板l、中間模板2和下模板3的材料可選擇鋼、鐵、鉬合金材料。 所述中間模板的澆注孔24在每個(gè)空腔處設(shè)置兩個(gè)，且位于每個(gè)空腔的對角 線位置。
灌封模具利用倒裝式的注膠工藝，對陣列排布的電子器件進(jìn)行灌封，取得 高質(zhì)量的表面的環(huán)氧樹脂灌封器件。上模板的定位銷用來將其與基板、中間模 板以及下模板進(jìn)行定位，并且其上開有真空線槽吸附基板，使其能夠平整貼在 上模板上。中間模板的厚度是用來控制灌裝器件的厚度。下模板表面進(jìn)行拋光 以使灌封器件高質(zhì)量表面。
圖4至圖6是灌封模具組裝過程示意圖，先將基板通過定位孔與上基板的 定位銷固定，模具和基板的澆注孔相對應(yīng)，打開真空吸附住基板；將中基板與 下基板通過定位孔組合在一起，形成灌封空腔；在中模板和下模板上均勻涂覆 脫模劑；將上模板連同基板倒裝在空腔內(nèi)，將整套模具組合固定。
圖7是本發(fā)明的灌封方法過程中固化后冷卻脫模示意圖。
首選將組合好的模具放在加熱臺上預(yù)熱，預(yù)熱溫度根據(jù)環(huán)氧樹脂膠水澆注 條件確定，在澆注孔能注入環(huán)氧樹脂，使環(huán)氧樹脂膠水在空腔內(nèi)自然流動，等 環(huán)氧樹脂膠水從內(nèi)一端澆注孔流出后停止膠水澆注。將澆注好的模具放置在更 高的溫度的加熱臺上固化，固化溫度由環(huán)氧樹脂膠水的固化條件確定。環(huán)氧樹 脂膠水完全固化后，從加熱臺上取出，冷卻至室溫時(shí)，將塑封好的陣列排布的 電子器件取出。所述倒裝的基板材料釆用剛性PCB板或柔性PCB板，在PCB基板上可以進(jìn)
行芯片的表貼打線或倒裝工藝完成芯片與基板的互連。
在所述步驟2)中，所述的脫模劑采用硅油、蠟等油性或干性脫模劑。 在所述步驟4)中，所述的環(huán)氧樹脂為含有氧化硅填料的環(huán)氧樹脂。 在所述步驟4)中所述加熱臺的工作溫度范圍為室溫到250°C，滿足環(huán)氧樹
脂固化的要求。
權(quán)利要求
1.一種基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具，包括上模板(1)、中間模板(2)和下模板(3)，其特征在于在所述上模板(1)的內(nèi)側(cè)面開設(shè)有真空線槽(13)，同時(shí)上模板(1)與真空管(12)相連，在所述上模板(1)的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有定位銷(11)，并與基板(4)、中間模板(2)、下模板(3)上的定位孔相對應(yīng)，在所述上模板(1)上設(shè)置有環(huán)氧樹脂澆注孔(14)，并與基板上的澆注孔、中間模板的澆注孔(24)相對應(yīng)；所述中間模板(2)的中間開有一個(gè)或多個(gè)用于澆注環(huán)氧樹脂膠水的空腔(22)，中間模板的厚度為封裝好的電子器件的厚度；所述下模板(3)上表面為拋光表面，下模板(3)上設(shè)置有將整套模具固定的固定裝置(32)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具，其特 征在于所述上模板(l)、中間模板(2)和下模板(3)的材料為鋼、鐵或鋁 合金材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具， 其特征在于所述中間模板的澆注孔(24)在每個(gè)空腔處設(shè)置兩個(gè)，且位于每個(gè)空腔的對角線位置。
4. 一種利用權(quán)利要求1所述的基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具進(jìn) 行灌封的方法，其特征在于包括以下步驟1) 利用上模板的真空線槽吸附倒裝好芯片的基板(a) 將基板貼在上模板上，利用上模板上的定位銷和基板上的定位孔將兩者 定位好；(b) 上模板接真空將基板吸附；(c) 將上模板的澆注孔與基板上的澆注孔相對應(yīng)；2) 中間模板和下模板組合在一起形成灌封空腔(a)在中間模板和下模板上均勻涂覆脫模劑，使環(huán)氧樹脂膠水固化好更容易脫模；(b)利用上模板上的定位銷將上模板和中間模板固定在 一起，形成膠水的灌 封空腔；3) 基板倒置在灌封空腔上(a) 利用上模板的定位銷將上模板扣在中間模板上，中間模板的澆注孔與上模板的澆注孔對準(zhǔn)；(b) 利用固定裝置把整套模具固定；4) 通過澆注孔注入環(huán)氧樹脂膠水，升高溫度將環(huán)氧樹脂固化，固化后冷卻 再將陣列排布的多個(gè)電子封裝器件脫模取出(a) 按照環(huán)氧樹脂膠水的注塑條件將模具進(jìn)行預(yù)烘，模具的溫度達(dá)到適合澆 注的溫度；(b) 通過頂部澆注孔注入環(huán)氧樹脂膠水，膠水在灌封空腔流動將基板上陣列 貼裝的芯片包封后，膠水從澆注孔流出；(c) 依照環(huán)氧樹脂膠水的技術(shù)要求在加熱臺上進(jìn)行高溫固化；(d) 固化后冷卻，將封裝好的多個(gè)陣列排布的電子器件脫模取出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌封方法，其特征在于所述倒裝的基板材料為 剛性PCB板或柔性PCB板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的灌封方法，其特征在于在所述步驟2)中，所述的脫模劑為油性或干性脫模劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的灌封方法，其特征在于在所述步驟4)中，所述的環(huán)氧樹脂為含有氧化硅填料的環(huán)氧樹脂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的灌封方法，其特征在于在所述步驟4)中，所述的環(huán)氧樹脂為含有氧化硅填料的環(huán)氧樹脂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的灌封方法，其特征在于在所述步驟4)中所述加熱臺的工作溫度范圍為室溫到25(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基板倒裝式的電子器件環(huán)氧樹脂灌封模具，包括上模板、中間模板和下模板，其特征在于在所述上模板的內(nèi)側(cè)面開設(shè)有真空線槽，同時(shí)上模板與真空管相連，用于吸附固定表貼好芯片的基板，在所述上模板的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有定位銷，并與基板、中間模板、下模板上的定位孔相對應(yīng)，在所述上模板上設(shè)置有環(huán)氧樹脂澆注孔，并與基板上的澆注孔、中間模板的澆注孔相對應(yīng)；所述中間模板的中間開有一個(gè)或多個(gè)用于澆注環(huán)氧樹脂膠水的空腔，中間模板的厚度為封裝好的電子器件的厚度；所述下模板上表面為拋光表面，下模板上設(shè)置有將整套模具固定的固定裝置。利用本發(fā)明的模具生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂灌封器件的表面質(zhì)量明顯提高。
文檔編號H01L21/02GK101577236SQ20091003302
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者朱大鵬 申請人:美新半導(dǎo)體(無錫)有限公司