專利名稱：樹(shù)脂封裝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將半導(dǎo)體器件樹(shù)脂封裝成型的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，特別涉及使用三層塑模，即上層模具、中層模具、和下層模具的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)。
具體地說(shuō)，樹(shù)脂封裝過(guò)程可以分成下述各步驟把用樹(shù)脂封裝的物體從模具中釋放出來(lái)，從模具中釋放澆口和鑄口，以及清潔中層模具的工序。為了提高樹(shù)脂封裝工藝的效率，這些步驟應(yīng)當(dāng)自動(dòng)、快速地進(jìn)行。
參見(jiàn)

圖1。這種樹(shù)脂封裝系統(tǒng)通常使用上層模具602、中層模具601、和下層模具603。由于中層模具601通過(guò)定位銷604與上層模具602和下層模具603相連，中層模具601跟隨上層模具602和下層模具603的移動(dòng)而移動(dòng)。
在日本未審查專利公開(kāi)(JP-A)No.153506/1997和314717/1994中，公開(kāi)了包括上模、中模和下模的三層模具結(jié)構(gòu)。圖2A和2B所示為在JP-A No.314717/1994中公開(kāi)的典型的視圖，細(xì)節(jié)描述如下。
圖2A是在JP-A No.314717/1994中公開(kāi)的脫模負(fù)荷測(cè)量模具的透視圖，圖2B為它的剖面圖。
如圖中所示，脫模負(fù)荷測(cè)量模具由上層模具701，中層模具702，和下層模具703構(gòu)成。
所形成的樹(shù)脂注入孔704，例如圓截錐形，形成于上層模具701中，與傳遞模塑機(jī)705上的樹(shù)脂輸入口706相連。
在中層模具702上形成腔體部分709、澆口部分707、和鑄口708，以允許澆口部分707和腔體部分709通過(guò)鑄口708相通。
下面詳細(xì)地介紹使用脫模負(fù)荷測(cè)量模具的脫模負(fù)荷測(cè)量方法。
首先，當(dāng)上層模具701和下層模具703疊放在中層模具702的上面和下面時(shí)，脫模負(fù)荷測(cè)量模具例如被圓柱體所施加的壓力夾緊，然后，在此狀態(tài)下，由例如熱固樹(shù)脂構(gòu)成的模壓用樹(shù)脂716被送入到傳遞模塑機(jī)705上的樹(shù)脂輸入口706中。
于是當(dāng)加熱熔化模制用樹(shù)脂時(shí)，將輸入的模制用樹(shù)脂716通過(guò)鑄口708注入到腔體部分709中。
當(dāng)腔體部分709和通孔712中充滿模制用樹(shù)脂716(見(jiàn)圖3)時(shí)，樹(shù)脂由于溫度改變?nèi)缂訜峄蚶鋮s而變硬。
之后，如圖3所示，打開(kāi)上層模具701和下層模具703，移去中層模具702，按照預(yù)定方向，即從如圖中箭頭B所指示的從加壓部分717的外露面向腔體部分709方向，通過(guò)量具如彈簧秤向設(shè)在通孔712的加壓部分717施加壓力。
最后，通過(guò)在加壓部分717上施加負(fù)荷，將腔體部分709的兩側(cè)面710和711平面膠著在一起的模制用樹(shù)脂716從中層模具702中釋放出來(lái)。通過(guò)讀取此時(shí)量具上的刻度，能測(cè)量出模制用樹(shù)脂716從中層模具中被釋放出來(lái)時(shí)的負(fù)荷。
包括上述例子在內(nèi)，這種傳統(tǒng)技術(shù)中的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)存在如下所述的一些問(wèn)題。
在中層模具中采用了一個(gè)凹鑄口。因此，盡管為在成型壓力中的鑄口部分設(shè)置一個(gè)彈射機(jī)構(gòu)在物理上是可能的，但是考慮到一系列樹(shù)脂封裝過(guò)程和效率(稱作指數(shù))和儀器成本，這是不可行的。換句話說(shuō)，不適于大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備。
通常需提供一個(gè)清潔機(jī)構(gòu)，用以除去每次樹(shù)脂封裝后留在塑模中的毛刺。在三層模具結(jié)構(gòu)中，清潔機(jī)制十分復(fù)雜，考慮到上述指數(shù)和設(shè)備成本，這很不實(shí)用，并且不適合大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備。
此外，由于在傳統(tǒng)技術(shù)中的三層模具結(jié)構(gòu)中，每個(gè)模具被上述定位銷固定，維護(hù)既耗費(fèi)時(shí)間又降低生產(chǎn)率，這也是一個(gè)問(wèn)題。
在圖2A和2B中描述的脫模負(fù)荷測(cè)量模具被分成三個(gè)模具上層模具，中層模具，和下層模具，以及在中層模具中形成的腔體部分。然而，由于中層模具沒(méi)有設(shè)置可使傳送機(jī)構(gòu)容易抓住的機(jī)構(gòu)，因此傳送機(jī)構(gòu)不容易從上層模具和下層模具之間移去和插入中層模具。
根據(jù)本發(fā)明，在包括使用上層模具、中層模具和下層模具的模壓機(jī)的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)中，該樹(shù)脂封裝系統(tǒng)配備有適用于向/從模壓機(jī)中插入/移去中層模具的中層模具輸送機(jī)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是示出用于常規(guī)樹(shù)脂封裝系統(tǒng)的上層模具、中層模具、和下層模具的組合的側(cè)視圖。
圖2A是在日本未審查專利公開(kāi)No.314717/1994號(hào)中公開(kāi)的脫模負(fù)荷測(cè)量模具的分解透視圖。
圖2B是脫模負(fù)荷測(cè)量模具的剖面圖。
圖3是脫模負(fù)荷測(cè)量模具中，中層模具充滿模制用樹(shù)脂狀態(tài)下的剖面圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)實(shí)施例的模壓機(jī)側(cè)視4B是模壓機(jī)的中層模具的透視圖。
圖5是解釋根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)工作過(guò)程的俯視圖。
圖6是解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)工作過(guò)程的俯視圖。
圖7是解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)的模壓機(jī)工作過(guò)程的側(cè)視圖，其中各工序按(1)、(2)、(3)和(4)的順序示出。
圖8是解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)的彈射施壓?jiǎn)卧ぷ鬟^(guò)程的側(cè)視圖，其中各工序按(1)、(2)、(3)和(4)的順序示出。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)包括使用上層模具、中層模具和下層模具的模壓機(jī)。
參見(jiàn)圖4A，上層模具102和下層模具103固定在模壓機(jī)104上，同時(shí)中層模具101保持自由而未被固定在上層模具102或下層模具103上。圖4A中的標(biāo)號(hào)109指示澆口部分。
圖4B示出中層模具101的透視圖。參見(jiàn)圖4B，中層模具101設(shè)有形成樹(shù)脂封裝部分的腔體105，用于注入樹(shù)脂的鑄口106以及用于團(tuán)粒狀環(huán)氧樹(shù)脂(以下稱為“團(tuán)?！?的通過(guò)孔(passing hole)107。上層模具102用作覆蓋中層模具101的腔體部分105的蓋板。在下層模具103上形成罐體(pot)108，將作為封裝材料的片狀環(huán)氧樹(shù)脂放入其中。
在中層模具101中具有一加工件(machining)，例如一個(gè)凹口(notch)，它適合于被中層模具傳送機(jī)構(gòu)的手柄緊緊抓住，以使模具傳送機(jī)構(gòu)接收中層模具101并將中層模具101緊緊固定在中層模具傳送機(jī)構(gòu)中。
在這種機(jī)構(gòu)中，可使用任何允許進(jìn)入中層模具101的釘子或類似于附在中層模具101上的手柄的部分的機(jī)構(gòu)。
參見(jiàn)圖4A、4B和5，本系統(tǒng)包括整個(gè)系統(tǒng)的支撐框架；適合于放置作為待封裝物的安裝在引線框架上的團(tuán)粒的輸入儲(chǔ)存箱緩沖單元201；適合于安放待封裝物的轉(zhuǎn)盤(pán)單元202；適合于供給作為樹(shù)脂封裝材料的樹(shù)脂團(tuán)粒的樹(shù)脂團(tuán)粒供給單元203；用于接收在轉(zhuǎn)盤(pán)單元202上的待封裝物和自樹(shù)脂團(tuán)粒供給單元203供給的樹(shù)脂團(tuán)粒的裝模運(yùn)輸機(jī)204，用于預(yù)熱中層模具101、模壓機(jī)104的中層模具預(yù)熱單元205，適合于輸送中層模具101的中層模具卸模機(jī)206；適合于清潔中層模具101的中層模具清潔單元207；用于把封裝物從中層模具101上分離出來(lái)，以及把澆口和鑄口從中層模具101中分離出來(lái)的彈射施壓?jiǎn)卧?08，用于傳送從中層模具101上分離出來(lái)的最終封裝物的傳送機(jī)209，和用于儲(chǔ)存最終封裝物的存儲(chǔ)箱單元210。中層模具卸模機(jī)206用作中層模具傳送機(jī)構(gòu)的手柄的一部分。
根據(jù)本實(shí)施例，盡管澆口部分形成于中層模具上，它也可以形成于下層模具上。當(dāng)腔體部分和鑄口部分形成于中層模具上時(shí)，如果澆口部分形成于下層模具上則是有利的，因?yàn)榭梢院?jiǎn)化中層模具結(jié)構(gòu)，從而利于制造。在這種情況下，中層模具不必要求用于安裝在彈射施壓?jiǎn)卧?08上的澆口和鑄口的分離機(jī)構(gòu)。
接下來(lái)，參見(jiàn)圖4A，4B和5，介紹根據(jù)本系統(tǒng)的樹(shù)脂封裝過(guò)程。
首先，將用作待封裝物的安裝在引線框上的團(tuán)粒放在輸入儲(chǔ)存箱緩沖單元201中，同時(shí)將由環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的作為封裝材料的樹(shù)脂團(tuán)粒放在樹(shù)脂團(tuán)粒供給單元203上。
如箭頭F21和F22所示，待封裝物被輸入儲(chǔ)存箱緩沖器單元201逐個(gè)地卸下，放在轉(zhuǎn)盤(pán)單元202上。然后，樹(shù)脂團(tuán)粒被分配，以裝到裝模運(yùn)輸機(jī)204中。
然后，如箭頭F23所示，按順序放在轉(zhuǎn)盤(pán)單元202上的一對(duì)待封裝物被傳送/放置在中層模具101上，該模具被裝模運(yùn)輸機(jī)204預(yù)先放置在中層預(yù)熱單元205上。
隨后，直到彈射施壓?jiǎn)卧?08從中層模具101中移去待封裝物，當(dāng)這些物體保留在中層模具101時(shí)循環(huán)通過(guò)每個(gè)單元。
如箭頭F24所示，中層模具101連同在中層模具101上的待封裝物被中層模具預(yù)熱單元205加熱到180℃左右，然后又被中層模具卸模單元206傳送/放置在模壓機(jī)104的下層模具103上。
然后從中層模具101的上部輸入樹(shù)脂團(tuán)粒，所述中層模具已被裝模機(jī)204放置在下層模具103上。
下層模具103和中層模具101被提起，以便用一個(gè)固定壓力把它們和上層模具夾緊。
注入成型由一個(gè)安裝在下層模具103上的注入單元(未在附圖中示出)進(jìn)行。
如箭頭F25所示，在封裝工序完成之后，中層模具101和封裝物一同被中層模具卸模機(jī)206從下層模具103移去。
在中層模具卸模機(jī)206如箭頭F26所示傳送被移去的中層模具101和封裝物之后，中層模具卸模機(jī)206如箭頭F27所示將它們放置在彈射施壓?jiǎn)卧?08上。
首先，封裝物和中層模具101被彈射施壓?jiǎn)卧?08所分開(kāi)，并由設(shè)置在傳送機(jī)209上的彈射施壓?jiǎn)卧?08的機(jī)械臂(未在附圖中示出)拾取，然后如箭頭F28和F29所示輸送到存儲(chǔ)庫(kù)單元210。此后，中層模具101與澆口和鑄口分離開(kāi)。
盡管在中層模具101的每個(gè)單元間的傳送手柄(中層模具傳送機(jī)構(gòu))未在附圖中示出，可使用許多不同類型裝置如一種象叉車那樣從較低位置鏟起的裝置，一種使中層模具101保持在較高位置用以傳送的裝置，和一類在中層模具101的側(cè)面形成一個(gè)孔以便插入一個(gè)硬桿用于起吊的裝置。
通過(guò)重復(fù)上述過(guò)程，完成了樹(shù)脂封裝工藝。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)包括具有上層模具、下層模具和兩個(gè)中層模具的模壓機(jī)。
參見(jiàn)圖4A，4B和6，上層模具102和下層模具103被固定在模壓機(jī)104上，同時(shí)兩個(gè)中層模具(第一中層模具和第二中層模具)101(圖4A中僅示出其中一個(gè)中層模具101)保持自由，而沒(méi)有被固定在上層模具102和下層模具103上。
第一中層模具101停放在中層模具預(yù)熱單元205上，而第二個(gè)中層模具101在彈射施壓?jiǎn)卧?08上。
中層模具卸模機(jī)206把第一中層模具101從中層預(yù)熱單元205傳送到/放置在模壓機(jī)104上。
此時(shí)，如箭頭F35所示，第二中層模具101被移放在它的專用中層模具清潔單元207上，以便如箭頭F36和F37所示那樣在中層模具清潔單元207的內(nèi)部來(lái)回移動(dòng)以進(jìn)行清潔。
在清潔之后，如箭頭F38所示移動(dòng)中層模具101，以使其被中層模具卸模機(jī)206傳送/放置到與中層預(yù)熱單元205上，以接收通過(guò)負(fù)荷運(yùn)輸機(jī)204和中層模具101傳送的待封裝物。
如箭頭F32至F34所示，在封裝工序完成后，第一中層模具101移到彈射施壓?jiǎn)卧?08上，以使封裝物從第一中層模具101分離出來(lái)并且使?jié)部诤丸T口從第一中層模具分離出來(lái)。
如箭頭31所示，在由隨后將被送到彈射施壓?jiǎn)卧?08的中層模具卸模機(jī)206將第一中層模具101從模壓機(jī)104移去后，中層模具卸模機(jī)206把第二中層模具101傳送/放置到模壓機(jī)104上。
當(dāng)模壓機(jī)104將第二中層模具101以樹(shù)脂封裝起來(lái)時(shí)，如箭頭F35所示移動(dòng)第一中層模具101，使得其被放置在它的專用中層模具清潔單元207上清潔，以如箭頭F36和F37所示前后移動(dòng)，。
在清潔之后，如箭頭F38所示移動(dòng)第一中層模具101，停留在中層預(yù)熱單元205上，以從負(fù)荷運(yùn)輸機(jī)204接收用于封裝的物。
通過(guò)重復(fù)上述過(guò)程，當(dāng)?shù)谝缓偷诙袑幽＞?01在所述系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)時(shí)，交替地進(jìn)行樹(shù)脂封裝過(guò)程。
參考圖4A、4B以及圖7，描述模壓機(jī)104在上述過(guò)程中的詳細(xì)工作情況。
如箭頭F41所示，中層模具卸模機(jī)206將中層模具101預(yù)先放置在模壓機(jī)104的下層模具103上之后，將中層模具101和待封裝物預(yù)先放置在下層模具103上，樹(shù)脂團(tuán)粒401被插入下層模具103的罐塊(pot block)402中。
在提起下層模具102并且通過(guò)如箭頭F42所示的預(yù)定壓力經(jīng)中層模具101而在上層模具102上所產(chǎn)生的壓力夾住后，通過(guò)提升柱塞403來(lái)注入樹(shù)脂團(tuán)粒401，以經(jīng)過(guò)在中層模具101上形成的澆口部分405和鑄口406，對(duì)在中層模具101上形成的腔體404進(jìn)行填充和塑化(注入成型)。
如箭頭F43所示，上述過(guò)程之后，降低下層模具103和中層模具101，使得塑模打開(kāi)。
如箭頭F44所示，打開(kāi)模具后，由安裝在下層模具103上的彈射機(jī)構(gòu)407同時(shí)從下層模具103移去中層模具101和澆口405和鑄口406以釋放塑模。
通過(guò)重復(fù)上述過(guò)程，在第一和第二中層模具101上交替地進(jìn)行在模壓機(jī)104上的模壓操作。
參考圖4A、4B和圖8，描述彈射施壓?jiǎn)卧?08在上述樹(shù)脂封裝過(guò)程中的詳細(xì)工作情況。
在澆口405和鑄口406與封裝物506一同緊緊粘著在一起放置在下層彈射機(jī)模具502(箭頭F51)上的狀態(tài)下，把被模壓機(jī)104從下層模具103釋放出來(lái)的中層模具101傳送到彈射施壓?jiǎn)卧?08。
首先，由用于釋放的彈射機(jī)構(gòu)505從該套中層模具101只移去待封裝物506(箭頭F52)。
然后，移去釋放的已封裝物506(箭頭F53)。
之后，利用包括用于推動(dòng)鑄口504的銷釘和沖頭503的彈射機(jī)模具，把在中層模具101上形成的鑄口406和澆口405往外推出(箭頭F54)。
通過(guò)重復(fù)上述過(guò)程，在第一和第二中層模具101中交替地進(jìn)行彈射施壓?jiǎn)卧?08中的過(guò)程。
盡管根據(jù)上述第一和第二實(shí)施例，模壓機(jī)使用了一個(gè)或兩個(gè)模具，現(xiàn)有發(fā)明不限于這些實(shí)施例，并且可以通過(guò)使用幾個(gè)模壓機(jī)和幾個(gè)通過(guò)使用不重疊的傳送手柄傳送它們的中層模具更加有效地進(jìn)行封裝工序操作。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)中，一個(gè)或更多中層模具保持自由而與上層模具和下層模具沒(méi)有機(jī)械連接。利用彈射機(jī)構(gòu)，當(dāng)中層模具往來(lái)于模壓機(jī)、中層模具預(yù)熱單元、中層模具清潔單元、和適合于從中層模具分離出封裝物、澆口和鑄口的彈射施壓?jiǎn)卧袝r(shí)，進(jìn)行樹(shù)脂封裝成型。因此根據(jù)現(xiàn)有發(fā)明，可以提供一種成本與傳統(tǒng)工藝一樣低廉而又可以自動(dòng)化批量生產(chǎn)的有效的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，包括模壓機(jī)，其使用上層模具、中層模具和下層模具，其中，通過(guò)中層模具傳送機(jī)構(gòu)向所述模壓機(jī)插入和從所述模壓機(jī)移開(kāi)中層模具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括中層模具預(yù)熱單元；中層模具清潔單元；和彈射施壓?jiǎn)卧瑢⒋庋b物、澆口、鑄口從中層模具分離出來(lái)，其中，通過(guò)所述中層模具傳送機(jī)構(gòu)，中層模具在模壓機(jī)、中層模具預(yù)熱單元、中層模具清潔單元、和彈射施壓?jiǎn)卧醒h(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中提供多個(gè)所述中層模具傳送機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中提供用于在所述中層模具中使用樹(shù)脂進(jìn)行樹(shù)脂封裝的腔體部分和鑄口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中在所述下層模具上形成澆口部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中提供多個(gè)所述中層模具。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中在所述下層模具上提供彈射機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中提供多個(gè)所述模壓機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樹(shù)脂封裝系統(tǒng)，其中所述彈射機(jī)構(gòu)的施壓?jiǎn)卧謩e彈射封裝物、澆口和鑄口。
全文摘要
在樹(shù)脂封裝系統(tǒng)中一個(gè)或更多中層模具保持自由而與上層模具和下層模具沒(méi)有機(jī)械連接。利用中層模具傳送機(jī)構(gòu),所述中層模具在模壓機(jī)、中層模具預(yù)熱單元、中層模具清潔單元、適合于從中層模具中分離出封裝物、澆口、和鑄口的彈射施壓?jiǎn)卧醒h(huán)。樹(shù)脂封裝成型在上述循環(huán)過(guò)程中完成。
文檔編號(hào)B29C45/02GK1387243SQ0211920
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月9日
發(fā)明者古田一郎, 梶原彰 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社, 旭工程株式會(huì)社