CN1079991C - 用于安装半导体芯片的引线框架 - Google Patents

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Abstract

一种模塑模具(9)，具有多个模腔组(9a)，每个占据矩形区(9e/9f/9g)四角用来容纳安装于引线框架的半导体芯片；多个浇口(9h～9j)，每个占据矩形区的中央部位j多个浇道组(9o)，每组具有长度相同的多行浇道，将浇口连接至四角的各模腔；熔化树脂同时到达四角的各模腔，以便制造半导体器件而无未填充或部分填充的模腔。

Description

用于安装半导体芯片的引线框架
本发明涉及用于把半导体芯片密封在塑注封装中的模塑模具和用于模塑工艺的引线框架，尤其是涉及用于密封半导体芯片模塑模具和适用于该模塑模具的引线框架。
引线框架的一个典型例子如图1所示，标号1表示已有的引线框架。已有的引线框架1包括框架1a、布置成矩阵的引线焊盘结构1b和把引线焊盘结构1b连接至框架1a的连杆1c。在框架1a形成有对准孔1d，每个引线焊盘结构1b包括岛状区和引线。引线焊盘结构1b的矩阵偏离于框架1a的中央区域，在右侧及下侧留有宽的空余区，如图所示。此宽的空余区被指派为剩余部位和浇道，并将结合模塑阶段来说明剩余部位。
在已有的组装工艺中，把半导体芯片(未示出)安装在各个引线焊盘结构1b的岛形区，各个引线通过导线连接于半导体芯片的电极。
在模塑阶段，安装于已有的引线框架1的岛状区的半导体芯片被传送至装备有如图2所示的传送模塑模具2的传送模塑设备。  传送模塑模具2具有布置成矩阵的模腔阵列，浇口2b和把模腔2a与浇口2b连接的浇道2c和2d。尽管在图2中未示出，但在浇口2b中有一个可相互移动的活塞，通过浇道2c和2d从浇口2b向模腔2a提供合成树脂。模腔2a的阵列对应于引线焊盘结构1b的矩阵，把安装于引线框架1之上的半导体芯片置于模腔2a。
关闭传递模塑模具2，将引线框架1上的半导体芯片容纳于模腔2a。把熔化的树脂注入浇口2b，用活塞(未示出)对其加压。熔化的树脂通过浇道2c和2d流入各模腔，由此对引线框架上半导体芯片进行密封。
合成树脂固化之后，从传递模塑模具2中取出半导体器，亦即密封于合成树脂中的位于引线框架上的半导体芯片。
图3展示了另一种传递模塑模具3，第二种已有的传递模塑模具3也具有模腔3a的阵列，浇道3b和3c和浇口3d。第二种已有的传模塑模具3在浇道布置上不同于第一种已有的传递模塑模具2。亦即，浇道2d串联地连接各模腔2a至浇道2c，但是，浇道3c并联地连接浇道3b至模腔3a。
已有的模塑技术存在的问题是生产率低、生产量低和生产成本高。这是因为熔化的树脂4通过浇道2d/3c从浇道2c/3b分流进入模腔2a/3c，如图4所示。从浇口2b/3d至各模腔2a/3a的距离随模腔2a/3a的位置不同而变，在向最远的模腔2a/3a填充与向最近的模腔2a/3a填充之间发生时间滞后。直至所有模腔2a/3a均被熔化的树脂填充时要耗费较长时间周期，所以降低了生产率。
此外，在最远的模腔2a/3a与最近的模腔2a/3a之间存在传递压差，在最远的模腔2a/3a处会发生未填充。这导致生产量低。
熔化的树脂通过浇道2c/2d或者3b/3c流至模腔2a/3a，树脂不仅在模腔2a/3a固化，而且还在分配给浇道2c/2d或者3b/3c和浇口2b/3d的空余区固化。在空余区固化的合成树脂是无用的，所以导致浪费。因此，已有的模塑技术增大了半导体器件的生产成本。
如果按图5所示增多浇口5a，每个注口5a通过浇道5b和支浇道5c连接至模腔5d，可以改善生产率。但是，在靠近浇口5a的模腔5d与远离浇口5a的模腔5d之间仍存在传递压差，在远离浇口5a的模腔仍会发生未填充。多个浇口5a和浇道5b/5c仍旧浪费合成树脂，增大半导体器件的生产成本。
未审查的日本专利申请公开57-187945公开了一种引线框架6，如图6所示，引线焊盘结构6a布置成多于两行。即使采用引线框架6，生产率也只是稍有增大，此已有的模塑技术仍存在生产量低和生产成本高的问题。
未审查的日本专利申请公开61-276333公开了一种模塑模具7，如图7所示。该已有的模塑模具7在圆周上布置各模腔7a，各浇道7b从浇口7c放射地延伸至各模腔7a。熔化的树脂同时填充各模腔7a。因此，传递速度相当高，并且不会发生未填充。
但是，由中央浇口7c供给熔化的树脂，而浇口7c的剖面较大。因此，在剩余部位和浇道7b留有大量的剩余合成树脂，无法降低生产成本。
此外，已有的模塑模具7要求如图8所示的环形引线框架8。环形引线框架8包括外圆框架8a、内圆框架8b和在外圆框架8a和内圆框架8b之间连接的多个引线焊盘结构8c。引线焊盘结构8c被稀疏地布置，在内圆框架8b的内侧无引线焊盘结构8a。因此，已有的模塑模具7的生产率较低而兼容性较差。
本发明的一个重要目的是提供一种生产率高、生产量大而且生产成本低的模塑设备。
本发明的另一个重要目的是提供适合用于该模塑设备的引线框架。
为了实现上述目的，本发明提出通过与相关的各浇口等距布置的浇道组向相关的模腔组提供熔化的树脂。
根据本发明的一个方案，提供一种具有主表面的模塑模具，包括：开口于主表面的多个模腔，用于分别容纳安装于引线框架之上的半导体芯片，并布置成行和列；多个模腔分成多个模腔组，每组具有两行模腔；开口于主表面的多个浇口，并分别对应于多个模腔组，多个浇口中的每一个与多个模腔组件中相关一组中的各模腔等距布置；开口于主表面的多个浇道组，分别对应于多个模腔组和多个浇口，多个浇道组中的每一个具有连接在多个模腔组中的一组相关的模腔与多个浇口中的一个相关的浇口之间的多个直线浇道，以便把熔化的树脂从多个浇口中一个相关的浇口引导至多个模腔组件的上述一组相关的模腔。
根据本发明，一种用于模塑模具的引线框架，所述模塑模具具有布置成行和列的多个模腔，用于对熔化树脂加压的多个浇口和用于把所述熔化树脂从所述多个浇口引导至所述多个模腔的多个浇道，所述引线框架包括：布置成行和列的多个引线焊盘结构，每个所述引线焊盘结构具有安装半导体芯片的岛形区和与所述半导体芯片的电极电连接的引线，用于把所述多个引线焊盘结构集成在一起的互连装置，并且具有至少一个在所述两行引线焊盘结构之间延伸，以便对其连接的连接部件，所述至少一个连接部件具有多个区，每个区分配给所述两行的各模腔，与所述各模腔和浇道等距而置的所述浇口之一直线连接在所述一个浇口与所述模腔之间，其特征在于，当所述引线框架被封闭于所述模塑模具时，每个所述多个区具有与所述浇口搭接的通孔和与所述浇道搭接的狭缝。
通过以下结合附图的说明，本发明的模塑设备和引线框架的特征和优点将会更加明了。
图1是已有的引线框架的平面图。
图2是安装于已有的传递模塑设备的传递模塑模具内部的平面图。
图3是另一种已有的传递模塑模具内部的平面图。
图4是展示熔化的树脂在已有的传递模塑模具中流动的平面图。
图5是已有的多个传递模塑模具内部的平面图。
图6是未审查的日本专利申请公开57-187945所公开的已有的引线框架的平面图。
图7是未审查的日本专利申请公开61-276333所公开的已有的模塑模具的平面图。
图8是已有的环形引线框架的平面图。
图9是本发明的模塑模具内部的平面图。
图10是适用于该模塑模具的引线框架布局的平面图。
图11是安装于引线框架的岛形区和各引线的平面图。
图12是熔化的树脂通过形成于图9所示模塑模具的浇道而蔓延的平面图。
图13是本发明的模塑模具内部的平面图。
图14是本发明的另一种引线框架的布局平面图。
图15是熔化的树脂通过形成于图14所示模塑模具的浇道而蔓延的平面图。
图16是本发明的又一种引线框架的布局的平面图。
图17是本发明的另一种引线框架的布局平面图。
第一实施例
参看图9，体现本发明的模塑模具9具有布置成行和列的多个模腔9a。在相邻两行的每四个模腔9a构成多个模腔组9b、9c和9d，多个模腔组9b～9d分别占据了矩形区9e、9f和9g。每组的四个模腔9a位于矩形区9e/9f/9g的四角。
多个浇口9h、9i和9j形成于矩形区9e、9f和9g的中央子区9ea、9fa和9ga，各活塞(未示出)在浇口9h～9i中往复运动。多个浇道组9k、9m和9h在中央子区9ea～～9ga放射地延伸，并从各浇口9h～9j分别直线连接于模腔组9b～9d。亦即，举例来说，浇道组9k由四个从浇口9h放射地延伸至四个模腔9a的浇道9o组成，而且从浇口9h到四个模腔9a之一的距离等同于到其它模腔9a的距离。所以，缩小了距离，其它浇道组9a和9n与浇道组9k相同地布置。
期望浇口9h～9j中的每个仅向相关的四个模腔9a供经给化的树脂，而且活塞位移远小于已有的传递模塑模具。因此，浇口9h/9i/9j的截面相对较小。
较短的浇道9o和较细的浇口9h～9j使得整个中央子区9ea/9fa/9ga不仅远窄小分配给单个浇口2b/3d和浇道2c+2d/3b+3c的区域，而且也远窄于多个浇口5a和浇道5b+5c。这导致模塑模具9体积较小。
细浇口9h和9j以及短浇道9o减少了剩余部位和在浇道9o中的其它残余树脂，模塑模具9使半导体器件的生产成本降低。
图10展示了适用于模塑模具9的引线框架10。引线框架10包括布置成行和列的多个引线焊盘结构10a，引线焊盘结构10a的布置与模腔9a的布置对应。因此，当引线框架10正确地容纳于传递模塑模具9时，引线焊盘结构10a分别置于模腔9a。引线焊盘结构10a具有用于安装半导体芯片11的岛形区10aa和通过焊丝(未示出)可连接于半导体芯片11上的电极的引线10ab，如图11所示。
返回参见图10，引线框架10还包括框架10b和用于支承引线焊盘结构的连杆10c，以及形成于框架10b的对准孔10d。十二个引线焊盘结构10a布置成两行，在两行之间的连杆10c部分地增大宽度，以便在间隔中形成宽区。每个第二宽区10e对应于分配给浇口9h和由此放射地延伸的浇道9o的中央子区9ea/9fa/9ga。宽区10e大致等于相关的中央子区9ea/9fa/9ga。宽区10e只是稍宽于已有的引线框架1的连杆1c的宽部位，而窄的附加区消除了分配给浇口2b和浇道2c的宽的空余区。因此，引线焊盘结构10a以高于已有的引线框架1的密度装于框架10b。
引线框架10优于已有的环形引框架8。具体地讲，由于粗浇口7c占据所需，宽的内空余区对于已有的环形引线框架8是必不可少的。这意味着只有外环形区域可用于引线焊盘结构8c，已有的引线焊盘结构8c封装在内环形框架8b与外环形框架8a之间，密度降低。另一方面，宽的区域10e不仅由浇口9h～9j和浇道9o所占据，而且还用做连杆。与已有的引线框架1相比可了解，对于引线框架来说，连杆1c是必不可少的，本发明人对连杆做了改进，使其与中央子区9ea/9fa/9ga搭接。在连杆处附加的区域远小于已有的环形37线框8内的空余区，本发明的引线框架10以高于已有的环形引线框架8的密度来封装引线焊盘结构10a。
在组装工艺中，半导体芯片11安装并焊接在岛形区10aa，焊丝(未示出)把半导体芯片11上的电极电连接至引线11ab。引线框架10传输至模塑模具9，并容纳于模塑模具9中。亦即，引线焊盘结构10a分别位于各模腔9a中，并关闭模塑模具9。向浇口9h～9j提供熔化的树脂，活塞(未示出)对浇口9h～9j中的熔化树脂加压。熔化的树脂通过浇道9o流动，同时填充各模腔9a。如上所述，各模腔9a与各浇口9h/9i/9j等距而置，如图12中为了便于识别而用阴影线表示的熔化树脂通过各浇道9o蔓延，同时到达各模腔9a。因此，在填充阶段不会出现时间滞后，改善了传递速度。此外，放射地延伸的浇道9o对熔化树脂流动的摩擦阻力相等，熔化树脂在各模腔9a中均衡地加压。因此，基本上不发生未填充，模塑模具9提高了半导体器件的生产量。
合成树脂固化后，从模具9中取出引线框架10，相互分离各半导体器件。剩余部位和残留树脂如此之少，以致生产成本下降。
在此例中，具有宽区10e的连杆10c组合构成连接部件，框架10b和连杆10c做为一个整体组成互连装置。
第二实施例
图13展示了体现本发明的另一个模具12。多个模腔12a开口于模具12的内表面12b，并布置成行和列。  在第一和第三行的每两个模腔与在第二行的模腔12a之一共同组成模腔组，为各模腔组分别设置浇口12c。尽管在图13中未示出，但是在各浇口12c中***活塞，并且在相关的浇口12c中可做往复运动。每个浇口12c与相关的模腔组中的各模腔等距而置。
多个浇道组还与各模腔组分别相关，每个浇道组包含三个浇道12d、12e和12f。浇道12d和12e把相关的浇口12c连接至同一行的各模腔12a，浇道12f连接在相关的浇口12c与不同的行的模腔12a之间。浇道12d、12e和12直线延伸，相互之间的长度相等。
参见图14，体现本发明的引线框架13主要包括布置成行和列的引线焊盘结构13a。在此例中，在引线焊盘结构13a的阵列中配置了三行和六列，并可用于采用模具12的塑性模制。
引线框架13还包括形成有对准孔13c和连杆13d的框架13d，框架13b和连杆13d连接于引线焊盘结构13a，以便对其支承。连杆13d部分宽度增大，从而形成宽区13e。
每个宽区13e分配给一个浇口12c和相关的浇道组12d/12e/12f。亦即，当引线框架13被封闭在模具12时，引线焊盘结构13a分别置于各模腔12a，浇口12c和浇道组12d/12e/12f占据宽区13e。
在图15中用阴影线表示的熔化树脂从浇口12c均衡地通过浇道12d/12e/12f蔓延，与模具9中的熔化树脂相同地同时到达相关的模腔12a。引线框架13和模具12可达到第一实施例的所有优点。
第三实施例
图16展示了体现本发明的引线框14。除了空心空余14a之外，引线框架14其余部分均与引线框架10类似，引线框架14中与第一实施例对应的部分用相同标号来表示，不再详述。
空心空位14a分别形成于宽区10e，由通孔14b和从通孔14b延伸的狭缝14c组合构成每个空心空位14a。通孔14b的狭缝14c分别对应于浇口9h/9i/9j和浇道9o，空心空位14a使从宽区10e去除剩余部分和残留的合成树脂来得容易。
引线框架14适合用于模具9，并可获得第一实施例的所有优点。
第四实施例
图17展示了体现本发明的引线框架15。除了空心空位15a之外，引线框架15其余部分均与引线框架15类似，采用相同的标号来表示引线框架15与第二实施例对应的其它部分，而不再详述。
空心空位15a分别形成于宽区13e，通孔15b和从通孔15b延伸的狭缝15c组合构成每个空心空位15a。通过15b和狭缝15c分别对应于浇口12c和浇道12d/12e/12f，空心空位15a使从宽区去除剩余部位和残留的合成树脂来得容易。
引线框架15适合用于模具12，并可实现第二实施例的所有优点。
正如从上述可了解的，浇口和相关的浇道分配给连杆的宽区，长度相同的直线浇道使在已有的连杆的宽部位增加的附加面积减至最小。因此，熔化树脂同时到达各模腔，引线框架和模具改进了生产率、生产量和生产成本。
虽然对本发明的特定实施例做了展示和说明，但对于该领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，显然可以做出各种改变和改进。
例如，模腔/引线焊盘结构的行数可以大于三个。如果模腔/引线焊盘结构的行数为偶数，则可重复图9和10所示的布局。另一方面，如果模腔/引线焊盘结构的行数为奇数，则可使图9和10的布局与图13和14的布局组合。
本发明也可用于注射式模塑模具及其所用引线框架。

Claims (1)

1.一种用于模塑模具(9，12)的引线框架(10；13；14；15)，所述模塑模具(9，12)具有布置成行和列的多个模腔(9a；12a)，用于对熔化树脂加压的多个浇口(9h～9j；12c)和用于把所述熔化树脂从所述多个浇口引导至所述多个模腔的多个浇道(9c；12d～12f)，所述引线框架包括：
布置成行和列的多个引线焊盘结构(10a；13a)，每个所述引线焊盘结构具有安装半导体芯片(11)的岛形区(10aa)和与所述半导体芯片的电极电连接的引线(10ab)，
用于把所述多个引线焊盘结构集成在一起的互连装置(10b/10c；13b/13d)，并且具有至少一个在所述两行引线焊盘结构(10a；13a)之间延伸，以便对其连接的连接部件(10c；13d)，所述至少一个连接部件(10c；13d)具有多个区(10e；13e)，每个区分配给所述两行的各模腔(9a；13a)，与所述各模腔和浇道(9c；12d～12f)等距而置的所述浇口(9h～9j；12c)之一直线连接在所述一个浇口与所述模腔之间，其特征在于，当所述引线框架被封闭于所述模塑模具时，每个所述多个区(10e；13e)具有与所述浇口搭接的通孔(14c；15b)和与所述浇道搭接的狭缝(14c；15c)。
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