[发明专利]各种元件诸如半导体元件的模注方法及装置

说明书

本发明涉及生产各种元件的模注方法及装置，诸如半导体元件，并且特别涉及这样一种方法和装置，它是可有利于自动化的生产各种元件诸如半导体元件的，并且允许高效地利用模注材料并缩短模注时间。

在现有的模注技术中，固体模注组成物料(以下简称为物料)被用来充填模子的模腔。特别是，在压力下引导物料熔体通过流道进入界定在模子中的模腔之前，固体模注物料在预加热温度下被压缩以便形成物料熔体。在模腔中模注物料固化而形成元件之后，固化的模注物料被从模腔中分离开。然而，用这种现有技术，在熔体被引导通过通道进入模腔之前，模注物料已被熔化。于是，模注过程是相对地花费时间的。此外，在模注过程完成之后，模注物料在模子中，诸如通道或模注罐内，形成剩余残渣，这就导致清理模子的花费增大。

L.拉夫尔等(L.Laufer et al.)的美国专利(专利号3,608,150，颁布日期1971年9月28日)公开一种采用液体模注物料(进给材料)的模注工艺。图1(标有现有技术)中示出了用于L.拉夫尔等专利的模注装置的结构。图1的模注装置包含储存罐41，其中具有可往复移动的活塞412和止回阀413的注射罐411。界定由外壁包围的腔室422的注嘴壳42中设置有弹簧加载的止回阀421，以及模子43，该模子界定第一类似漏斗形的通道431和导向多个模腔44的第二通道432。特别是，液体模注物料存储在储存罐41内并且在当活塞412移动到图1右侧时，在弹簧加载的止回阀413的控制下，液体模注物料被引导进入注射缸411中。在活塞412于注射缸411中向右移动的同时，借助于弹簧加载止回阀421，注嘴壳42的由外壁包围的腔室422内的液体模注物料被防止返回到注射缸411中。在注射缸411已被充满之后，借助于活塞412于注射缸411中向左移动，液体物料通过注嘴壳42和止回阀421被周期地引入到模子43中。凹形的第一通道431设置在注嘴壳42和模子43凸的偶接部以便接受液体模注物料的填充。第一通道431的后端连接到第二通道432。通过第二通道432，液体模注物料被充填到模子43的多个模腔44中。在这种现有技术的装置中，为到达模子43的多个模腔44，液体模注材料必须穿过第一和第二通道431和432。这就使之在通道431和432形成残留物，因此，这种现有技术的工艺的不足之处就是残留物保留在通道431和432中而没有充分被利用来模注成元件，随之而来的就是模注物料没有有效地被利用。此外，因为模注物料穿过止回阀421，绕过其中的弹簧，最终就使弹簧的可靠性，然后是止回阀的可靠性相当地受影响。还有是，注射压力是发自于单一的缸411，由于模注物料流过通道432，压力偏差就以模腔44中不同的压力而出现。

J.巴尔特(J.Baird)的美国专利(专利号4,996,170；颁布日1991年2月26日)涉及用于采用触变性物料的包封半导体装置的模注工艺。图2(标有现有技术)中示出了J.巴尔特专利的模注装置的结构，图2的模注装置包含进给罐51，止回阀513，包含有往复活塞521的传输罐52，歧管53以及模子54。进给罐51存储用于模注工艺的触变性物料，并包含随动板511以防止物料512暴露于周围的大气。传输缸52包含往复活塞521，该活塞用来通过在进给管522中的止回阀513从进给罐51抽取触变性物料。活塞521还有的功能是一旦歧管53与模子54接触时，逼迫触变性物料通过进给管522到歧管53，特别是，在歧管中的进给通道531与模子54中的次通道541是对中的，并且是被密封的。所以，歧管的进给通道531中的加压的触变性物料被充填到模子54中的次通道541以及相关的模腔542中。在触变性物料被充填到模子54的模腔542中之后。触变性物料在歧管53和模子54分离之前必须凝固。于是，对于每个物料充填步骤，就要有一较长的时间，因为要等待触变性物料在模子54中凝固的时间。此外，在这种现有技术工艺中，采用多次反复充填触变性物料，触变性物料的残留是不可避免的，这是由于触变性物料穿过保留有物料的次通道541。虽然现有技术模注工艺所用的多次反复注射指的是在歧管53中，由于模注物料流进进给管522和歧管53，压力偏差是可能出现的。

这就要求提出一种用来生产各种元件的模注装置，诸如生产半导体元件的，该装置包含在其中界定一个或多个模腔的模子以及注射注嘴，该注嘴在一个或多个模腔中的被注射熔体物料凝固之前能从模子上分离开。此外，还要求提出一种模注装置，该装置有利于各种元件诸如半导体元件的自动化生产，并且允许由于减少在模子中的通道或注嘴内的任何残留于最少量而高效地利用模注材料。