CN113927810B - 一种气压型注塑机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气压型注塑机,其包括可以密合的上壳体和下壳体,其中下壳体设置有密封膜。上下壳体的设计可以便于装载待封装组件和半固化树脂,且利用上下壳体卡合密封形成密封腔,保证注塑密封的无尘环境,进而保证密封的可靠性;密封膜用于承载半固化树脂片可以实现待封装组件的预对准,并且密封膜的弹性材质,可以使得半固化树脂片在压合至待封装组件上时,保证气流的稳定性,防止气流直接接触半固化树脂片造成树脂片的部分受力过大导致裂缝,进而产生密封空隙。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工件注塑封装领域,具体涉及一种气压型注塑机。
背景技术
注塑工艺是利用树脂、塑料等密封材料对待封装组件进行密封保护的一种惯用技术手段,其不仅可以防止水汽对封装组件内部的分立组件的侵袭,同时可以增强封装组件的强度,提高封装组件的可靠性。
现有的注塑工艺往往是通过注塑机实现的,注塑机可以包括热压型注塑机和气压型注塑机等。其中热压型注塑机是利用压头对密封材料进行施加压力并加热固化,实现待封装组件的注塑成型,而气压型注塑机则是先将预固化片放置于待封装位置,利用气压进行预固化片的压合,实现注塑密封的目的。相较于热压型注塑机,气压型注塑机具有压力均匀,适用于不平整表面的优势,且无接触的压力授予方式,可以便于分离。
但是,气压型注塑机的气压通过气流产生,当预固化片出现裂纹时,气流会进入该裂纹,使得该裂纹扩大、变深,从而影响最终的密封效果。因此,设计一种低成本、密封效果好的气压型注塑机势在必行。
发明内容
基于解决上述问题,本发明提供了一种气压型注塑机,其通过气压注塑形成密封体结构,具体包括上壳体和下壳体;其中:
所述上壳体包括盖板和环形的第一侧边框,所述盖板和第一侧边框围成一开放的第一开口槽,在所述第一开口槽中设置有一承载台,所述承载台通过一贯通所述盖板的伸缩轴实现上下移动,所述承载台用于加载并固定待封装组件;
所述下壳体包括底板和环形的第二侧边框,所述底板和第二侧边框围成一开放的第二开口槽,在所述第二侧边框的上部设置一密封膜,该密封膜使得所述第二开口槽封口,并且在所述第二开口槽中具有一均流板,该均流板设置于所述底板和所述密封膜之间,所述密封膜用于承载半固化树脂片;所述底板的底部还设置一气体注入口。
根据本发明的实施例,所述第二侧边框包括在其上部的环形卡合件,所述环形卡合件压合所述密封膜的边缘且可拆卸的与所述下壳体连接以便于更换密封膜。
根据本发明的实施例,所述环形卡合件上具有环形密封突起,所述第一侧边框的底部设置环形密封槽,所述环形密封突起与所述环形密封槽对应以实现上下壳体密封接合的目的。
根据本发明的实施例,所述均流板上具有多个贯通孔,所述多个贯通孔的口径由所述均流板的中心向外逐渐增大。
根据本发明的实施例,所述承载台的下方设置有卡合部,所述卡合部用于卡合所述待封装组件。
根据本发明的实施例,所述承载台的边缘距离所述第一侧边框的内部距离小于1cm。
根据本发明的实施例,所述伸缩轴与所述盖板之间设置有多孔透气件,所述多孔透气件用于防尘和出气。
本发明还提供了一种气压注塑方法,其使用如上述气压型注塑机,具体包括以下步骤:
(1)将待封装组件固定于所述承载台的下表面,所述待封装组件包括基板和在基板上的背离所述承载台的分立组件;
(2)在所述密封膜上固定一半固化树脂片
(2)将所述上壳体降至与所述下壳体卡合,以形成一密封腔;
(3)利用伸缩轴将所述承载台降落,以使得所述分立组件的至少一部分抵靠于所述半固化树脂片上,同时使得所述密封膜向下凹陷变形;
(4)利用气体注入口增加所述密封腔的气压,以使得所述树脂片压合于所述基板上,并密封所述分立组件;
(5)固化所述树脂片以形成密封所述分立组件的密封层,从所述密封腔中移出密封好的基板上;
(6)切除基板边缘多余的密封层,得到密封组件。
根据本发明的实施例,所述密封层具有起伏的表面。
根据本发明的实施例,所述分立组件为半导体芯片,所述基板为封装基板。
本发明具有以下有益技术效果:
(1)上下壳体的设计可以便于装载待封装组件和半固化树脂,且利用上下壳体卡合密封形成密封腔,保证注塑密封的无尘环境,进而保证密封的可靠性;
(2)密封膜用于承载半固化树脂片可以实现待封装组件的预对准,并且密封膜的弹性材质,可以使得半固化树脂片在压合至待封装组件上时,保证气流的稳定性,防止气流直接接触半固化树脂片造成树脂片的部分受力过大导致裂缝,进而产生密封空隙;
(3)密封膜可以适用于不同的密封层形状,以此可以实现不同高度、不同间隔的分立组件的布局方式的全面注塑封装,保证封装的可靠性;
(4)特别的,设置承载台的边缘距离所述第一侧边框的内部距离小于1cm,防止因为过大的气压导致密封膜受力变形过度,防止密封膜破损。
附图说明
图1为本发明的气压型注塑机(上下壳体未密合时)的剖视图;
图2为本发明的气压型注塑机(上下壳体密合时)的剖视图;
图3为使用本发明的气压型注塑机进行注塑的示意图;
图4为具有密封层未切边的密封组件;
图5为具有密封层切边之后的密封组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的气压型注塑机目的在于克服现有技术中的注塑密封效果差、结构复杂、成本较高的问题。
图1是本发明提供气压型注塑机的剖视图。如图1所示,该气压型注塑机的主体结构为上下壳体的可分离结构,其中上壳体100和下壳体200均为圆柱形状,上壳体100可以相对于下壳体200上下移动,以实现上壳体100与下壳体200的密封,保证一隔离的注塑腔结构。
上壳体100和下壳体200均为不锈钢材质或者陶瓷材质,亦或者可以是多层的结构,其具有一定的刚性,这样可以实现气压差,保证压合半固化树脂片209的气体压力。上壳体100由上部的盖板101和环形的第一侧边框102构成,盖板101和第一侧边框102一体成型,且围成一向下开口的第一开口槽111。
在第一侧边框102的最底部103位置具有一环形的密封槽104,该密封槽104是内嵌于第一侧边框102的底部位置,且至少具有一定的深度以便于容纳与其对应的环形的密封突起207。该密封槽104的截面形状可以是半圆形或者梯形等下大上小的结构,以便于密封突起207卡入该密封槽104内,实现密封。
在第一开口槽111中设置有一承载台105,该承载台105可以是陶瓷材质,特别的,其内部可以设置有加热构件,例如加热丝等,以便于实现密封之后的热固化操作。该承载台105水平放置,其承载面朝下,并通过一伸缩轴106进行悬置于第一开口槽111中。该伸缩轴106可以通过电机实现上下移动以带动承载台105的升降。具体的,该伸缩杆106贯通所述盖板101以进行电机的驱动,在伸缩杆106与盖板101之间设置有多孔的透气结构107,该透气结构107为多孔陶瓷或者多孔泡沫,其可以保证伸缩杆106的自由上下移动,同时其内部的多孔结构可以实现在密封注塑时,气体的缓慢移除,以保证压力施加的均匀性和速度较慢。特别的,该透气结构107还可以具有一定的密封效果,防止在注塑过程中,粉尘进入密封腔中影响密封效果。
在承载台105的下方,即承载面上设置有卡合部108,该卡合部108可以弹性卡扣等,其用于将待封装组件固定于所述承载台105的承载面上。参见图1,其中,待封装组件可以包括基板109以及在基板109上的背离所述承载台105的多个分立组件110,多个分立组件110可以具有不同的高度,不同的尺寸,亦或者,多个分立组件110之间的距离也不尽相同。卡合部108卡住基板109的边缘侧,并使得多个分立组件110朝向所述下壳体200。
下壳体200具有与上壳体100相类似的形状,其包括底板201和环形的第二侧边框202,其中底板201和第二侧边框202围成一朝上开口的第二开口槽210。第二开口槽210中具有一均流板204,该均流板204将第二开口槽210分成两个部分,该均流板204中具有贯通其厚度方向的多个贯通孔205,该多个贯通孔205的口径由该均流板204的中心向外逐渐增大,这样,可以使得气压较为均匀的施加于密封膜208上。该均流板204可以与下壳体200一体成型,也可以单独被制造形成。
在环形的第二侧边框202的上部可拆卸的卡合有环形卡合件207,该环形卡合件207的形状大小与第二侧边框202向匹配。所述环形卡合件207的材质与上下壳体的材质相同,并且,在第二侧边框202和环形卡合件207之间固定夹住该密封膜208的周边区域,以密封该第二开口槽210。该环形卡合件207设置为旋转拆卸或者卡扣拆卸均可,以便于更换不同厚度或者不同材质的密封膜208。密封膜208具有一定的弹性,可以是例如改性的橡胶材料、树脂材料或者塑料材料。
均流板204设置于密封膜208和底板201之间,其中均流板204与密封膜208之间的间距为S1,均流板204与底板201之间的间距为S2,并且,S1:S2的值为1-1.2之间,以此来实现气压值的稳定性和均匀性。
密封膜208用于固定封装用的半固化树脂片209,该半固化树脂片209与密封膜208之间可以具有一定的粘性,并且,半固化树脂片209的材质可以是热固化环氧树脂材料,或者其他热固化树脂材料。
在底板201的底侧具有一气体注入口203,该气体注入口203连通所述第二开口槽210,且其另一端连接于气体泵等气体输入设备。该气体注入口203可以额外的设置气体流量计以及压力计(未示出)。此外,承载台105的边缘距离所述第一侧边框102的内部距离D小于1cm,这样可以防止因为过大的气压导致密封膜208受力变形过度,防止密封膜208破损。
基于上面介绍的气压型注塑机,本发明还提供了一种气压注塑方法,该气压注塑方法包括:
(1)将待封装组件固定于所述承载台的下表面,所述待封装组件包括基板和在基板上的背离所述承载台的分立组件;
(2)在所述密封膜上固定一半固化树脂片
(2)将所述上壳体降至与所述下壳体卡合,以形成一密封腔;
(3)利用伸缩轴将所述承载台降落,以使得所述分立组件的至少一部分抵靠于所述半固化树脂片上,同时使得所述密封膜向下凹陷变形;
(4)利用气体注入口增加所述密封腔的气压,以使得所述树脂片压合于所述基板上,并密封所述分立组件;
(5)固化所述树脂片以形成密封所述分立组件的密封层,从所述密封腔中移出密封好的基板上;
(6)切除基板边缘多余的密封层,得到密封组件。
具体的,可以首先参见图2,将待封装组件通过卡合部108固定于承载台105的承载面,以使得待封装组件的多个分立组件110朝向所述密封膜208。其中,所述分立组件110为半导体芯片,所述基板109为封装基板。将半固化树脂片209固定于密封膜208上,由于密封膜208与半固化树脂片209之间具有粘性,两者可以相对的固定。
接着,使得上壳体100和下壳体200密合,其中,环形密封突起207嵌入于环形密封槽104之内,以实现密封,其中第一开口槽111被封口形成密封腔300。该密封腔300仅通过盖板101与伸缩轴106之间的多孔透气件107进行其他的排出或进入。
利用伸缩轴106下压承载台105,以使得多个所述分立组件110的至少一部分抵靠于所述半固化树脂片209上,同时使得所述密封膜208向下凹陷变形,该凹陷变形是很轻微的,其实只要轻微的接触即可,这样可以预先实现预对准,保证压合的可靠性。
然后,参见图3,利用气体注入口203增加所述密封腔300的气压,以使得所述半固化树脂片209压合于所述基板109上,并密封所述分立组件110。半固化树脂片209的面积可以大于基板109的面积。其中,气体因为不同孔径的均流板204得到均匀施压,且密封膜208的使用可以防止密封后的密封层具有裂纹。最终,得到的密封层(即半固化树脂片209压合后的密封层)具有起伏的表面,具体可以参见图4,其为从气压型注塑机中取出封装组件后的结构。
最后,参见图5,切除基板边缘多余的密封层,得到最终密封组件。
本发明的密封膜用于承载半固化树脂片可以实现待封装组件的预对准,并且密封膜的弹性材质,可以使得半固化树脂片在压合至待封装组件上时,保证气流的稳定性,防止气流直接接触半固化树脂片造成树脂片的部分受力过大导致裂缝,进而产生密封空隙;此外,该密封膜可以适用于不同的密封层形状,以此可以实现不同高度、不同间隔的分立组件的布局方式的全面注塑封装,保证封装的可靠性。
本发明中使用的表述“示例性实施例”、“示例”等不是指同一实施例,而是被提供来着重描述不同的特定特征。然而,上述示例和示例性实施例不排除他们与其他示例的特征相组合来实现。例如,即使在另一示例中未提供特定示例的描述的情况下,除非另有陈述或与其他示例中的描述相反,否则该描述可被理解为与另一示例相关的解释。
本发明中使用的术语仅用于示出示例,而无意限制本发明。除非上下文中另外清楚地指明,否则单数表述包括复数表述。
虽然以上示出并描述了示例实施例,但对本领域技术人员将明显的是,在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下,可做出变型和改变。
Claims (8)
1.一种气压型注塑机,其通过气压注塑形成密封体结构,具体包括上壳体和下壳体;其中:
所述上壳体包括盖板和环形的第一侧边框,所述盖板和第一侧边框围成一开放的第一开口槽,在所述第一开口槽中设置有一承载台,所述承载台通过一贯通所述盖板的伸缩轴实现上下移动,所述承载台用于加载并固定待封装组件;
所述下壳体包括底板和环形的第二侧边框,所述底板和第二侧边框围成一开放的第二开口槽,在所述第二侧边框的上部设置一密封膜,该密封膜使得所述第二开口槽封口,并且在所述第二开口槽中具有一均流板,该均流板设置于所述底板和所述密封膜之间,所述密封膜用于承载半固化树脂片;所述底板的底部还设置一气体注入口;
所述第二侧边框包括在其上部的环形卡合件,所述环形卡合件压合所述密封膜的边缘且可拆卸的与所述下壳体连接以便于更换密封膜;
所述环形卡合件上具有环形密封突起,所述第一侧边框的底部设置环形密封槽,所述环形密封突起与所述环形密封槽对应以实现上下壳体密封接合的目的。
2.根据权利要求1所述的气压型注塑机,其特征在于,所述均流板上具有多个贯通孔,所述多个贯通孔的口径由所述均流板的中心向外逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的气压型注塑机,其特征在于,所述承载台的下方设置有卡合部,所述卡合部用于卡合所述待封装组件。
4.根据权利要求3所述的气压型注塑机,其特征在于,所述承载台的边缘距离所述第一侧边框的内部距离小于1cm。
5.根据权利要求1所述的气压型注塑机,其特征在于,所述伸缩轴与所述盖板之间设置有多孔透气件,所述多孔透气件用于防尘和出气。
6.一种气压注塑方法,其使用如权利要求1-5任一项所述气压型注塑机,具体包括以下步骤:
(1)将待封装组件固定于所述承载台的下表面,所述待封装组件包括基板和在基板上的背离所述承载台的分立组件;
(2)在所述密封膜上固定一半固化树脂片;
(3)将所述上壳体降至与所述下壳体卡合,以形成一密封腔;
(4)利用伸缩轴将所述承载台降落,以使得所述分立组件的至少一部分抵靠于所述半固化树脂片上,同时使得所述密封膜向下凹陷变形;
(5)利用气体注入口增加所述密封腔的气压,以使得所述树脂片压合于所述基板上,并密封所述分立组件;
(6)固化所述树脂片以形成密封所述分立组件的密封层,从所述密封腔中移出密封好的基板上;
(7)切除基板边缘多余的密封层,得到密封组件。
7.根据权利要求6所述的气压注塑方法,其特征在于,所述密封层具有起伏的表面。
8.根据权利要求6所述的气压注塑方法,其特征在于,所述分立组件为半导体芯片,所述基板为封装基板。
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GR01 | Patent grant | ||
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