專利名稱：集成電路晶片承載盤及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子集成電路晶片承載盤及其制造方法，特別是一種以氣體輔助射出成型技術(shù)制造的集成電路(IC)晶片承載盤，以及利用氣體輔助射出成型技術(shù)制造集成電路晶片承載盤的方法。
傳統(tǒng)的集成電路晶片承載盤(IC Tray)是利用傳統(tǒng)的射出成型方法，設(shè)計出多點針狀澆口，再以設(shè)計好的熱澆道將熔融狀塑料射入模穴中而成形，但因集成電路晶片承載盤本身較薄，故利用傳統(tǒng)射出成型方式制造承載盤的過程中，易造成熔融塑料流動性不佳，導(dǎo)致塑料短射不良，不僅影響外觀，亦影響其結(jié)構(gòu)強度；再者，由于晶片承載盤的整體斷面厚度非常不均勻，故所射出的成品易于翹曲及變形；因此，所制成的產(chǎn)品若欲商品化，必定需事先經(jīng)過熱加工的二次處理，以彌補或矯正產(chǎn)生的變形，以獲得較為完整的最終產(chǎn)品。
為克服此一傳統(tǒng)射出成型技術(shù)所帶來之不便，后來引進一種射出壓縮成形法(Injection Compression Moulding)，利用關(guān)閉模具的壓擠動作，以展延塑料達到模具預(yù)設(shè)的最終厚度，改善傳統(tǒng)技術(shù)短射(shortshot)的缺點。但此技術(shù)是在模具初期開閉位置時，依所預(yù)先設(shè)定的訊號開啟澆口，射出達模具容量100～300％的塑料后，開閉模具，壓縮塑料使均勻分布于模穴內(nèi)，故擠出的多余塑料必須設(shè)排出模槽排出，不但浪費塑料，又因加設(shè)排出模槽及溢出塑料回收機構(gòu)所生的高額成本；況且，此一開模的控制機構(gòu)極為復(fù)雜，故應(yīng)付厚度變化多的IC晶片承載盤開模后的壓擠機械控制機不易，所產(chǎn)制出來的成品易生遲滯痕跡(Hesitation Mark)，同樣仍必需施行后加熱工序以求改善。
為求完美，進一步技術(shù)改良再繼續(xù)，其試圖將前述射出壓縮成形法加入空氣注入過程，即在模具呈半開狀態(tài)下將塑料射入模穴內(nèi)，將模具關(guān)閉至第一開模狀態(tài)，以擠壓塑料流向遠端，再瞬間微開模具，并將低壓氮氣打入模穴內(nèi)，最后將模具關(guān)閉至第二開模狀態(tài)而成形。此種射出成型技術(shù)所導(dǎo)入的低壓氣體，必須配合多段且復(fù)雜的控制，例如模具打開量，開模以擠壓塑料開始的時間，速度及壓力，模具第二次微開量控制，以及第二段開模時間，速度及壓力等，造成工作參數(shù)可選范圍(window)非常狹小，故產(chǎn)品的合格率極低。
因此，一件IC晶片承載盤產(chǎn)品，特別是需搭載IC晶片經(jīng)過極高溫的干燥及檢測設(shè)備的承載盤，若需要兼具高結(jié)構(gòu)強度，抗撓曲，重量輕及美觀而不翹曲的外形，在現(xiàn)代產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計上，非得受限于后加工的高成本程序，否則幾乎無法完成。
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種以氣體輔助射出成型制造集成電路晶片承載盤的方法，藉由其中將熔融塑料以對稱位置射入模穴中，并以例如電腦輔助工程(CAE)預(yù)測及分析塑料于模穴中流動的情況，最后將預(yù)設(shè)壓力值的氮氣以對稱的位置注入模穴中并進行保壓等簡易實施步驟，即可獲得一表面美觀(不會收縮凹陷)，尺寸精確，外觀無任何缺陷的產(chǎn)品。
本發(fā)明的次要目的，在于提供一種以氣體輔助射出成型技術(shù)制造的集成電路晶片承載盤，藉由其中縱向，橫向肋條及/或外框架包含的氣道所造成有如補強肋的功能，可防止IC晶片承載盤產(chǎn)生任何凹陷，翹曲及變形，使產(chǎn)品的抗撓曲結(jié)構(gòu)強度大大提高，對于承載IC晶片通過精密度以及耐溫性能要求甚高的半導(dǎo)體集成電路(IC)設(shè)備中的加熱干燥，檢查測試及封裝等過程，毫無問題。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種以氣體輔助射出成型技術(shù)制造的電子集成電路(IC)晶片承載盤，藉由其中肋條內(nèi)氣道的設(shè)計，使IC晶片承載盤的肋條形成“中空”狀，以減輕整體重量；并可藉此降低射壓，鎖模力及縮短生產(chǎn)周期。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下方案本發(fā)明的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，包括下列步驟(1)將熔融塑料以對稱位置射入晶片承載盤的模穴中；(2)預(yù)設(shè)至少二段壓力數(shù)值；(3)將一種氣體增壓至其中之一的預(yù)設(shè)壓力值，并控制其體積；(4)預(yù)測或分析出熔融塑料于該模穴中所形成的波前分布；(5)將預(yù)設(shè)壓力值的氣體以對稱位置，并參考所述波前分布，而將其射入已充填塑料的模穴中，經(jīng)一定時間而停止；(6)將該具預(yù)設(shè)壓力值的氣體排放至已預(yù)先調(diào)整的下一次壓力值，再將具有下一次壓力值的氣體與所述模穴連成為通路，經(jīng)一定時間而停止，以進行保壓；(7)排放氣體直至與大氣壓力相同而停止；(8)打開模具，形成IC晶片承載盤。
本發(fā)明的集成電路晶片承載盤，包括一封閉的外框架；肋條，相互間隔開且呈縱橫交錯地設(shè)于封閉的外框架內(nèi)，沿肋條長度方向，設(shè)有封閉于其內(nèi)的第一氣道；至少二個容置區(qū)，由外框架與互呈交錯的肋條所界定，沿各容置區(qū)的周緣下方，向內(nèi)設(shè)有一支撐板，用以容置并支持晶片。
結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的特點說明如下附圖簡單說明

圖1本發(fā)明最佳實施例的集成電路晶片承載盤的平面圖；圖2由圖1中的2-2線所取的剖面示意圖。
圖3A-D為本發(fā)明承載盤模穴內(nèi)的熔膠狀態(tài)示意圖。
本發(fā)明的以氣體輔助射出成型技術(shù)制造集成電路晶片承載盤的方法，包括以下步驟(配合參閱圖1)(1)將一熔融塑料以相對于一IC晶片承載盤1的對稱位置(如圖1的11、12、13、14、15、16、17及18)射入一模穴中達約1-3秒，該熔融塑料可為添加大量導(dǎo)電碳黑及纖維(Carbon Black andCarbon Fiber)的PPE樹脂，A-B-A’型嵌段共聚物或烯烴系接技共聚物等其他合宜的塑料；(2)以例如邏輯化控制電路(PLC)預(yù)設(shè)出數(shù)段壓力數(shù)值，以本實施例中，先預(yù)設(shè)出100～200公斤/平方厘米及30-80公斤/平方厘米二段壓力數(shù)值；(3)將一氣體(最佳的氣體為氮氣)增壓至100～200公斤/平方厘米間的一適當壓力數(shù)值，并控制該氮氣的體積；(4)預(yù)測或分析出熔融塑料于模穴中所形成的各種參數(shù)分布，此一預(yù)測及分析工作，可由電腦輔助工程(CAE)來完成；如圖3所示，即以本發(fā)明圖1所示的IC晶片承載盤3A中所取第一象限(右上方)內(nèi)的部分結(jié)構(gòu)進行CAE分析，其中圖3A為塑料由位置11及12射入模穴中塑料波前對時間的變化圖；圖3B及圖3C分別為塑料射出后1.18秒壓力及溫度的分布圖，圖3D則為塑料射出后第8.237秒時氮氣在充滿塑料本體內(nèi)掏空的情況；藉由如上分析，可獲知塑料于模穴內(nèi)流動的情況，并預(yù)測出氮氣的注入位置及時間，以及確認前所設(shè)定的氣體射入壓力是否適當；(5)將步驟(3)中預(yù)設(shè)的壓力數(shù)值的氮氣，參考前述分析的結(jié)論，以如圖1所示的對稱位置21、22、23、24射入已充填塑料的模穴中經(jīng)過約25～45秒而停止，其中所述氮氣的射入時機，可在熔融塑料射入模穴內(nèi)達70％～90％的量時，亦可在熔融塑料恰完全射入模穴內(nèi)時，另也可在熔融塑料完全射入模穴內(nèi)后延遲0.5～3秒后，再將氮氣射入(如圖3B-3D中所示即為塑料恰完全射入模穴內(nèi)即進行氮氣射入的實例)達約25～45秒而停止；(6)將100-200公斤/平方厘米的氮氣壓力排放至已于步驟(2)中預(yù)先設(shè)定的30～80公斤/平方厘米的壓力值，而與模穴成通路達約5～15秒而停止，以進行模穴內(nèi)氮氣的第二段保壓過程；
(7)排放氮氣直至與大氣壓力相同為止；(8)打開模具，以獲得成形的IC晶片承載盤。
依照上述步驟或相類似可等同替代的步驟，所制造的集成電路晶片承載盤1，可參閱圖1及2，其包括一封閉的外框架30，數(shù)個縱向肋條40，數(shù)個橫向肋條50及數(shù)個容置區(qū)60。此IC晶片承載盤1，是由四個設(shè)于縱向肋條4及橫向肋條50交會處的澆注口位置11、13、16、17，以及四個設(shè)于縱向肋條40上的澆注口位置12、14、15、18注入熔融塑料充滿模穴而完成。封閉的外框架30大致呈矩形，縱向肋條40及橫向肋條50皆呈等距離且相互間隔開，各縱向肋條40及橫向肋條50互呈交錯地設(shè)于外框架50內(nèi)；而各容置區(qū)60，則由封閉的外框架30與各縱橫交錯的肋條40、50所界定而成為矩形晶片容置區(qū)，另沿各容置區(qū)60的周緣下方，向內(nèi)設(shè)有一支撐板，自各肋條40、50下方區(qū)域，向容置區(qū)60內(nèi)延伸，以構(gòu)成具有矩形輪廓的環(huán)形凸緣61，各環(huán)形凸緣61則界定出一貫穿口62。藉由環(huán)形凸緣61，恰可使IC晶片支持于其上而不會掉出于貫穿口62之外。外框架30與各肋條40，50，最好設(shè)計成大致等高，而各環(huán)形凸緣61與肋條40、50，則形成一高度差，使得IC晶片置入容置區(qū)60內(nèi)時，IC晶片上表面，恰不會凸出于外框架30及肋條40、50之上以便另一組相同尺寸及斷面的IC晶片承載盤可堆疊于其上而不致對IC晶片造成壓迫傷害。再者，此容置區(qū)60的尺寸，最好大致與欲容置的IC晶片相同，使IC晶片恰可容置于容置區(qū)60內(nèi)，而不會因承載盤的移動造成晶片于容置區(qū)60內(nèi)產(chǎn)生不固定的滑移。
參閱圖2，外框架30，縱向肋條40及橫向肋條50的材料厚度最好設(shè)計成3毫米以上，以使其至少部分沿長度方向得以容納自設(shè)于外框架30上的氣體射入口21、22、23、24注入的氮氣所形成的第一氣道41及第二氣道31。其中第一氣道41封閉于肋條40、50中，但自氣體射入口21、22、23、24注入氮氣所形成的通道未必完全互相導(dǎo)通；第二氣道31封閉于外框架30中，而自氣體射入口21、22、23、24注入氮氣所形成的通道亦未必完全互相導(dǎo)通。
藉由第一氣道41及第二氣道31盡量均勻地占據(jù)大部分肋條40、50及外框架30，將使得IC晶片承載盤的整體產(chǎn)品達到較好的抗撓曲強度。
前文是針對本發(fā)明的較佳實施例的敘述，對熟悉此項技術(shù)者而言，可在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的情況下做各種變化與修飾，例如改變?nèi)葜脜^(qū)60的形狀以配合容納不同尺寸的IC晶片，因應(yīng)不同需求設(shè)置不同位置的澆注口及氣體射入口，或任意改換承載盤30的斷面形狀等。但此等變化與修改皆應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，包括下列步驟(1)將熔融塑料以對稱位置射入晶片承載盤的模穴中；(2)預(yù)設(shè)至少二段壓力數(shù)值；(3)將一種氣體增壓至其中之一的預(yù)設(shè)壓力值，并控制其體積；(4)預(yù)測或分析出熔融塑料于該模穴中所形成的波前分布；(5)將預(yù)設(shè)壓力值的氣體以對稱位置，并參考所述波前分布，而將其射入已充填塑料的模穴中，經(jīng)一定時間而停止；(6)將該具預(yù)設(shè)壓力值的氣體排放至已預(yù)先調(diào)整的下一次壓力值，再將具有下一次壓力值的氣體與所述模穴連成為通路，經(jīng)一定時間而停止，以進行保壓；(7)排放氣體直至與大氣壓力相同而停止；(8)打開模具，形成IC晶片承載盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述氣體為氮氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述熔融塑料，未完全射入模穴中，即進行所述步驟(5)的動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述熔融塑料，完全射入模穴中時，即進行所述步驟(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述熔融塑料，在完全射入模穴后一段時間，再進行所述步驟(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述熔融塑料，在完全射入模穴后0.5至3秒后，氣體即以100至200公斤/平方厘米的壓力射入模穴中，經(jīng)歷25至45秒而停止；然后再將該氣體排放至30至80公斤/平方厘米的下一次壓力，以使模穴進行保壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述步驟(4)是以電腦輔助工程(CAE)作分析及預(yù)測，以決定氣體射入模穴的適當時間及位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路晶片承載盤的制造方法，其特征在于，所述步驟(6)可依所需的壓力及次數(shù)重覆進行。
9.一種集成電路晶片承載盤，包括一封閉的外框架；肋條，相互間隔開且呈縱橫交錯地設(shè)于封閉的外框架內(nèi)，沿肋條長度方向，設(shè)有封閉于其內(nèi)的第一氣道；至少二個容置區(qū)，由外框架與互呈交錯的肋條所界定，沿各容置區(qū)的周緣下方，向內(nèi)設(shè)有一支撐板，用以容置并支持晶片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片承載盤，其特征在于，所述部分封閉的外框架，沿其長度方向，設(shè)有封閉于其內(nèi)的第二氣道。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片承載盤，其特征在于，所述封閉的外框架大致呈矩形。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片承載盤，其特征在于，所述肋條包括縱向肋條及橫向肋條，皆呈等距離相互間隔開，使其所界定的各容置區(qū)呈矩形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片承載盤，其特征在于，所述容置區(qū)，具有與欲容置的晶片相同的尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶片承載盤，其特征在于，所述支撐板，為自各肋條下方區(qū)域，向所述容置區(qū)內(nèi)延伸且呈矩形輪廓的環(huán)形凸緣，各環(huán)形凸緣界定出一貫穿口。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片承載盤，其特征在于，所述封閉的外框架的材料厚度，為至少3毫米。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的晶片承載盤，其特征在于，所述外框架與各肋條，呈等高，所述環(huán)形凸緣與肋條形成一高度差，使當晶片置入所述容置區(qū)時，不會凸出于外框架及肋條。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片承載盤，其特征在于，還包括澆注口及氣體射入口，相對于承載盤呈對稱地設(shè)于部分縱向肋條，部分橫向肋條及所述外框架上。
全文摘要
一種集成電路晶片承載盤的制造方法,包括步驟:將熔融塑料射入承載盤的模穴中;預(yù)設(shè)壓力值;將氣體增壓至預(yù)設(shè)壓力值;預(yù)測熔融塑料的狀態(tài);將氣體射入模穴中;將氣體排放至下一個壓力值,再將其與模穴形成通路,并進行保壓;排放氣體至大氣壓力。集成電路晶片承載盤包括:一封閉的外框架;相互間隔地設(shè)于外框架內(nèi)的肋條,沿肋條長度方向設(shè)有封閉的第一氣道。至少二個容置區(qū),由外框架與肋條界定,沿容置區(qū)下方,設(shè)有支持晶片的支撐板。
文檔編號B29C45/57GK1248512SQ9811935
公開日2000年3月29日 申請日期1998年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月21日
發(fā)明者王先毅, 陳永志, 鄭龍正, 劉文亮 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院