CN100335384C - 半导体用盘 - Google Patents

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Abstract

一种半导体用盘(10)，有一个盘部分(12)、一个轨座部分(14)和一个中间部分(30)。盘部分内形成了一些芯片凹座(20)。轨座部分基本上是围绕盘部分延伸。中间部分将盘部分和轨座部分连起来并相对于轨座部分成115°以上的角度。

Description

半导体用盘
相关申请的引用
本申请要求2001年7月15日提出的美国临时申请NO.60/305,785的优先权。因此我们把它引用过来作参考。
技术领域
本发明总的说与半导体制造过程中所用的盘有关。更具体说，本发明涉及半导体制造过程中用来运送半导体的盘。
背景技术
在半导体制造过程中，在单个衬底上一般加工了大量的集成电路。在这之后再把衬底分成单个的集成电路芯片。如处理不当这些集成电路芯片容易损坏。
为了保护在制造过程中的集成电路芯片，巳开发出一些封装系统。这些封装系统一般由非金属材料制成，它能让芯片减震以尽可能减少对芯片的物理损毁，而且不会与芯片产生任何形式的反应。
Wallestad在美国专利3,494,459中描述了一种这样的封装系统，此专利巳转让给本申请的受让人。Wallestad的封装系统专利包含一些芯片盘。每一个芯片盘中设有一些凹座，每个凹座用来接纳一个集成电路芯片。这些芯片盘可以堆叠起来，以便有利于以比较密集的方式运送集成电路芯片。
芯片盘包含一个盘部分和一个轨座部分。盘部分就是芯片凹座所在的位置。轨座部分围绕盘部分延伸。轨座部分处在盘部分的下面，从而使凹座处在芯片盘的下表面上。凹座适于用来接纳下面的芯片盘的盘部分，以便有利于通过将一个芯片盘放在另一个芯片盘的顶上而将芯片盘堆叠起来。
Nemoto在美国专利5,481,438中披露的半导体盘特别适合于有几条引线从中伸出的半导体。Nemoto的装置包括一个围绕半导体存放区域向上伸出的框架，该装置还包含Nemoto的一个围绕盘伸出的轨座。这个轨座直接与底座相连。
发明内容
本发明提出了一种用于半导体的盘，包括：
一盘部分，它有一顶部水平表面和一底部水平表面，其中顶部平面内设置了一些按矩阵排列的芯片凹座，这些芯片凹座处在底部平面之上；
一轨座部分，它围绕盘部分延伸并从顶部的盘部分向下偏置，该轨座部分有一顶部水平表面和一底部水平表面；以及
一中间部分，它将盘部分和轨座部分相连，并具有一向外的表面和一向内的表面，其中向外的表面有4个平面，在盘的每一边有一个，且向外表面的每个平面从盘部分的顶部平面延伸至轨座部分的顶部平面，同时向外表面的4个平面中的每一个相对于轨座部分的顶部平面成一个115°以上的角度，而每个向内的表面有4个向内的平面，每个平面从盘部分的底部水平表面延伸至轨座部分，其中盘部分的底部水平表面与轨座部分的顶部水平表面大致对齐。
本发明还提出一种储存半导体的系统，包括：
一第一芯片盘，它包含一第一盘部分、一第一轨座部分和一第一中间部分，它们彼此构成一个整体，其中第一盘部分有一顶部平面和一底部平面，顶部平面内有一些按矩阵排列形成于其中的芯片凹座，第一轨座部分围绕第一盘部分延伸且从第一盘部分朝下偏置，第一轨座部分有一顶部平面和一底部平面，第一中间部分将第一盘部分和第一轨座部分相连，且第一中间部分有一向外表面和一向内表面，向外表面有4个第一平面，每个第一平面从第一盘部分的顶部平面延伸到第一轨座部分的顶部平面，且每个第一平面相对于第一轨座部分的顶部平面成115°以上的角度，同时第一盘部分的底部平面、第一中间部分和第一轨座部分确定一个盘凹座，其中盘部分的底部水平表面与轨座部分的顶部水平表面大致对齐；以及
一第二芯片盘，它包含一第二盘部分、一第二轨座部分和一第二中间部分，其中第二轨座部分基本上围绕第二盘部分延伸，第二中间部分把第二盘部分和第二轨座部分连起来，第二中间部分相对于轨座部分成一个115°以上的角度，第二盘部分坐落在所述盘凹座内，以将半导体保持在第二盘部分上要求的位置，使第二盘部分的顶部平面靠近第一盘部分的底部平面。
本发明的一个实施例涉及一个半导体芯片盘。此芯片盘有一个盘部分和一个围绕它延伸的轨座部分。盘部分和轨座部分用一个中间部分连起来，此中间部分相对于轨座部分成一个钝角。
本发明的另一个实施例涉及一个芯片盘组件，它是一些堆叠起来的芯片盘。本发明另外的实施例涉及形成半导体用盘的各种方法。本发明另外的实施例涉及用于芯片盘的弹簧盒和储存器。
附图说明
图1是按本发明的一个芯片盘的透视图。
图2是该芯片盘的顶视图。
图3是该芯片盘的底视图。
图4是该芯片盘的侧视图。
图5是沿着图2中A-A线剖开的芯片盘剖视图。
图6是芯片盘的放大剖视图，表示用中间部分将盘部分和轨座部分连起来。
图7是在轨座部分上不同高度区域的侧视图。
图8是在轨座部分上不同高度区域的顶视图。
图9是另一个芯片盘实施例的透视图。
图10是芯片盘盖的透视图。
图11是芯片盘盖的顶视图。
图12是芯片盘盖的底视图。
图13是芯片盘盖的侧视图。
图14是沿着图11中A-A线剖开的芯片盘剖视图。
图15是芯片盘的放大剖视图，表示用中间部分将盘部分和轨座部分连起来。
图16是一个弹簧盒的透视图。
图17是图16弹簧盒的顶视图。
图18是图16弹簧盒的底视图。
图19是沿着图18B-B线剖开的弹簧盒剖视图。
图20是沿着图17A-A线剖开的弹簧盒剖视图。
图21是弹簧盒另一个实施例的透视图。
图22是图21的弹簧盒的顶视图。
图23是图21的弹簧盒的侧视图。
图24是沿着图23中B-B线剖开的弹簧盒剖视图。
图25是沿着图22中A-A线剖开的弹簧盒剖视图。
图26是储存器的透视图。
图27是储存器的顶视图。
图28是沿着图27中A-A线剖开的储存器剖视图。
图29是沿着图27中B-B线剖开的储存器剖视图。
图30是储存器一角部分的放大视图。
具体实施方式
本发明的一个实施例涉及一个半导体盘，它在图1-9中用数字10清楚地表示。芯片盘10通常包括一个盘部分12和一个轨座部分14。
盘部分12中开有一些芯片凹座20。每个芯片凹座适于用来接纳一个集成电路芯片(未示)。芯片凹座20的长、宽、深度最好选得与集成电路芯片的长、宽、深度相当，以尽量减小集成电路芯片在芯片凹座20内活动。
把芯片凹座20最好排列成一些行和列，以便有利于用自动化设备将集成电路从芯片凹座20中取出。每行和列中芯片凹座20的数目根据盘部分12的尺寸和集成电路芯片的尺寸来选择。
盘部分12安置在轨座部分14的上方，使得盘凹座22形成于芯片盘10的下表面上，这从图5看得最清楚。盘凹座22有利于将各芯片盘10堆叠起来，因为只要把下盘的盘部分12落在上芯片盘10的盘凹座22内即可。当按堆叠排列时，上芯片盘10的下表面处在接近下芯片盘10的上表面处，以保持集成电路芯片在芯片凹座20内。
在盘部分12和轨座部分14之间延伸的是一个中间部分30。中间部分30相对于轨座部分成一个钝角α。角度α优选大于115°。在115°和150°之间更好，最好是120°左右。
利用有角度取向的中间部分30，可减少冷却过程中收缩时由于轨座部分14将盘部分12的周边往下拉所造成的芯片盘10的变形。对一个10.16厘米(4英寸)芯片盘10其顶面的误差一般在0.02厘米(0.008英寸)以内。利用本发明的结构，可将误差减至0.01厘米(0.004英寸)以下，这在使用带自动化操作机构的芯片盘时有用。以前只能对5.08厘米(2英寸)芯片盘才能得到0.01厘米(0.004英寸)以下的误差。我们的结构与普通芯片盘不一样，后者的中间部分基本上是同时垂直于盘部分和轨座部分。
沿芯片盘10每边的轨座部分14最好包括至少一个区域60，其高度与轨座部分14其它区域的高度不一样，如图1、2、4、7和8所示。我们发现，把轨座做成带不同高度的区域60可提高芯片盘10的质量。
虽然可以把不同高度区域60做得比轨座部分14其它部分低或高，但最好把此不同高度的区域60做成一个凹坑。
这个不同高度区域60最好小于轨座部分14其它部分的80％左右，在50％至80％之间更好，最好是66％左右。
此不同高度区域60最好包含轨座部分14的25％以上，包含25％至50％更好，最好是包含33％左右。
建议每个不同高度区域60的长度最好小于2.54厘米(1英寸)，每个不同高度区域60的长度在1.27厘米(0.50英寸)和2.032厘米(0.80英寸)之间更好。这些不同高度区域60最好沿轨座部分14为等间隔分布。
在模制处理中，不同高度区域60造成一个熔融材料的通道，用以制造芯片盘10使它更具湍流性。这种湍流增强了用熔融材料注满芯片盘模所有部分的能力，从而做出一个缺陷更少表面更平的高质量芯片盘10。这种处理方式减少了通常所谓的轨迹遵循(race tracking)效应，其中熔融金属仅沿着轨座部分14运动。
如上所述，给芯片盘提供较平整的表面能增强使用自动化装置将集成电路芯片装到和卸下芯片盘10的能力。不同高度区域60还能把诸如公司名称、产品名称或部件号等标注62打上去，这从图8看得最清楚。
由于中间部分30成一定的角度，芯片盘10的尺寸比以前的芯片盘10稍大一些。例如，本发明的芯片盘10的凹坑22的长度和宽度约为9.4厘米(3.71英寸)，而普通芯片盘上的凹坑的长度和宽度约为9.296厘米(3.66英寸)左右。
为使芯片盘10能使用现有的夹具，芯片盘10上有一个结块或者肋条66从芯片部分12的下表面伸出，这从图5看得最清楚。芯片部分12的顶面最好还有一个凹坑68，其形状基本上与结块或者肋条66相同，以便当芯片盘10堆叠起来时凹坑68可以接纳结块或者肋条66。
芯片盘的另一种实施例如图9的90所示。此实施例的芯片盘90与图1-8所示的芯片盘10类似，但包含更多数量的芯片凹坑92。
本发明另一个实施例涉及一个芯片盘组件，它包括一些如图1-8所示的芯片盘和一个如图10-15所示的盖子80。与图1-8所示的芯片盘10类似，此盖80包含一个中心部分82和一个轨座部分84，后者围绕中心部分82伸出。轨座部分84用中间部分86与中心部分82相连接，中间部分相对于轨座部分84成一个钝角β。盖子所用的角度β近似与芯片盘10中所用的角度α相同。这种结构能让盖80落在靠着芯片盘组件中的芯片盘10。盖子80沿每个轨座部分84至少有一个不同高度区域88，这也与图1-8中的实施例相似。
本发明还涉及一个弹簧盒，它用于运送带有紧临其放置盖的芯片盘以使集成电路芯片保持在芯片盘上所希望的位置。弹簧盒的一个实施例在图16-20中以100标注，此弹簧盒100通常包括一个上壁102、一个下壁104、一对侧壁106和一个底壁108。上壁102、下壁104、侧壁对106和底壁108限定一个局部封闭区域110，其适于用来接纳芯片盘和盖组件(未示)。
部分封闭区域110的深度、宽度和高度大致和芯片盘和盖组件的长度、宽度和高度相同，以保持芯片盘和盖组件在弹簧盒100内基本固定的位置。
上壁102和下壁104最好各伸出两个弹性结块120。此弹性结块120部分伸入局部封闭区域110，以将芯片盘和盖组件的上下表面接合起来，使芯片盘和盖组件保持在局部封闭区域内，这从图20看得最清楚。最好让上壁102上的弹性结块120和下壁104上的弹性结块120的位置相对。
每个上壁102和下壁104中最好包含一个形成于其中的夹紧凹坑130。此夹紧凹坑130对着底壁108伸入上壁102和下壁104，以方便把芯片盘和盖组件放进局部封闭区域110并将该部件从局部封闭区域110中取出。
本发明的另一个实施例与一种弹簧盒有关，它适于用来夹持具有堆叠起来的多个芯片盘的芯片盘和盖组件。图21-25为一种适合于此用途的弹簧盒200。弹簧盒200的结构最好和图16-20所示的弹簧盒100的结构基本相同。
本发明的另一个实施例涉及一种储存器300(图26-30)。此储存器300包含一些储存区302，每个存储区适于用来接纳一个芯片盘和盖组件(未示)。所以储存器300便于运送大量的集成电路芯片。
这个储存器300包括一些围绕底面306伸出的侧壁304。此储存器300还包括4个内壁310，它们将储存器300分成一些储存区302。
侧壁304和内壁310各包含一个大概开在壁中间位置的缺口312。此缺口312便于把芯片盘和盖组件放入储存区302及从中取出芯片盘和盖组件。
在靠近储存区302的每一个角落内开有一个凹陷320。此凹陷320最好为曲线形表面。这个凹陷320可减少在芯片盘组件放入或拿出储存区302时芯片盘组件粘到壁304，310上的可能性。
可以想到，可以把上面所介绍的各种特性以及上面引用作参考的各种应用的特性结合起来，以便适应各种具体情况。显然，本领域中的普通技术人员可以对它们作各种各样的修改和改变。

Claims (11)

1.一种用于半导体的盘，包括：
一盘部分，它有一顶部水平表面和一底部水平表面，其中顶部平面内设置了一些按矩阵排列的芯片凹座，这些芯片凹座处在底部平面之上；
一轨座部分，它围绕盘部分延伸并从顶部的盘部分向下偏置，该轨座部分有一顶部水平表面和一底部水平表面；以及
一中间部分，它将盘部分和轨座部分相连，并具有一向外的表面和一向内的表面，其中向外的表面有4个平面，在盘的每一边有一个，且向外表面的每个平面从盘部分的顶部平面延伸至轨座部分的顶部平面，同时向外表面的4个平面中的每一个相对于轨座部分的顶部平面成一个115°以上的角度，而每个向内的表面有4个向内的平面，每个平面从盘部分的底部水平表面延伸至轨座部分，其中盘部分的底部水平表面与轨座部分的顶部水平表面大致对齐。
2.如权利要求1的盘，其特征在于，中间部分相对于轨座部分所成的角度在115°和150°之间。
3.如权利要求1的盘，其特征在于，轨座部分有一些厚度减薄的区域，这些区域的厚度小于轨座部分厚度的80％。
4.如权利要求3的盘，其特征在于，所述厚度减薄的区域占轨座部分长度的25％至50％之间。
5.如权利要求1的盘，其特征在于，中间部分向内表面的4个向内平面完全处在那些芯片凹座之下，且分别平行于中间部分向外表面的4个平面。
6.如权利要求1的盘，其特征在于，还包括至少一个从盘部分底平面伸出的结块，其中该至少一个结块使盘可使用为不同尺寸盘设计的夹具。
7.如权利要求1的盘，其特征在于，盘部分的下底部平面处在轨座部分顶部平面之上。
8.一种储存半导体的系统，包括：
一第一芯片盘，它包含一第一盘部分、一第一轨座部分和一第一中间部分，它们彼此构成一个整体，其中第一盘部分有一顶部平面和一底部平面，顶部平面内有一些按矩阵排列形成于其中的芯片凹座，第一轨座部分围绕第一盘部分延伸且从第一盘部分朝下偏置，第一轨座部分有一顶部平面和一底部平面，第一中间部分将第一盘部分和第一轨座部分相连，且第一中间部分有一向外表面和一向内表面，向外表面有4个第一平面，每个第一平面从第一盘部分的顶部平面延伸到第一轨座部分的顶部平面，且每个第一平面相对于第一轨座部分的顶部平面成115°以上的角度，同时第一盘部分的下表面底部平面、第一中间部分和第一轨座部分确定一个盘凹座，其中盘部分的底部水平表面与轨座部分的顶部水平表面大致对齐；以及
一第二芯片盘，它包含一第二盘部分、一第二轨座部分和一第二中间部分，其中第二轨座部分基本上围绕第二盘部分延伸，第二中间部分把第二盘部分和第二轨座部分连起来，第二中间部分相对于轨座部分成一个115°以上的角度，第二盘部分坐落在所述盘凹座内，以将半导体保持在第二盘部分上要求的位置，使第二盘部分的顶部平面靠近第一盘部分的底部平面。
9.如权利要求8的系统，其特征在于，每个第一平面各有一些厚度减薄区域，这该厚度减薄区域的厚度小于第一和第二轨座部分厚度的80％。
10.如权利要求8的系统，其特征在于，第一和第二盘的每个的长度和宽度都大于8.89厘米左右。
11.如权利要求10的系统，其特征在于，第一和第二盘部分的顶平面高度的偏差各小于0.01厘米。
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