CN102751225A - 用于较薄管芯处理的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于处理较薄集成电路管芯的真空端部和方法。公开了用于附接集成电路管芯的真空端部,该真空端部包括:真空端部,用于附接到集成电路管芯,真空端部包括真空端口并且具有底面,真空端口被配置为连接至位于上表面上的真空源;以及至少一个真空孔,连接至真空端口,并且延伸穿过真空端部,并且在真空端部的底面处暴露至少一个真空孔;其中,真空端部的底面被配置为与集成电路管芯的表面物理接触。公开了用于处理集成电路管芯的方法。本发明还提供了一种用于较薄管芯处理的方法和装置。
Description
技术领域
本发明基本上涉及半导体领域,更具体地来说,涉及用于较薄管芯处理的方法和装置。
背景技术
对于先进的电子电路,尤其对于在半导体工业中作为集成电路(“IC”)所制造的电路的通用要求是使用传送用于各种操作的集成电路管芯的装置。例如,对于设置在电子终端上的具有焊料凸块或焊料球连接件的管芯来说,将该焊料凸块或焊料球连接件配置为将在集成电路管芯中的电路连接至外部连接件,实施助焊剂操作。该操作需要在作为液体所提供的焊料焊剂的顶部处拾取(pick up)和设置管芯,并且然后,将集成电路的一部分浸入用于涂覆焊料球或焊料凸块的焊剂中。
真空“拾取和放置”工具通常使用真空,从而将管芯附接至工具的端部(tip)。提供真空端口,并且真空路径可以将在工具中的若干孔连接至真空源。在已知的现有真空端部工具中,提供了橡胶或其他一致边缘。集成电路管芯的表面仅沿着该橡胶边缘与拾取和放置工具接触。集成电路管芯表面的剩余部分不被支持,但是暴露在真空中。一旦使真空端部与管芯接触,并且应用真空,从而将管芯附接至工具,该工具就可以被安全地举起和移动,或者“拾取和放置”管芯。可以将管芯移动至其他工具,并且可以实施各种操作,焊料凸块焊剂操作仅为一种可能的操作。一旦将管芯置于另一处理工具或者存储区域中,就释放真空并且远离管芯移动端部。
最近,因为管芯尺寸减小和半导体工艺进步,晶圆的厚度和生成完整的集成电路管芯也减小。结果,与现有集成电路管芯相比较,管芯所具有厚度小的多。结果,当将管芯附接至真空工具时,已知的拾取和放置真空工具的使用可能导致管芯的翘曲、或水平变形。该翘曲可能导致不均匀的处理。在上述示例焊料凸块焊剂操作中,因为可以通过管芯变形或翘曲将在管芯的中心部中的焊料凸块移动至真空孔或多个孔,所以已经意识到成品率问题。在管芯的变形区域中的焊料凸块可以在焊料焊剂操作中接收更少焊剂,或者甚至没有接收焊剂,并且导致成品率问题。当稍后将管芯安装在基板上时,在一个或多个焊料凸块中可能具有“冷接”故障,该焊料凸块没有接收适当量的焊剂。由于在真空工具中的翘曲,例如管芯堆叠操作,需要管芯定位的其他工艺步骤也可能经历成品率问题。在堆叠管芯,或者安装管芯的情况下,在安装装置可能产生管芯破裂和连接失败。
因此,不断需要克服现有技术方法的缺点的真空拾取和放置工具和方法。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的问题,根据本发明的一个方面,提供了一种装置,包括:真空端部,用于附接到集成电路管芯,所述真空端部包括真空端口并且具有底面,所述真空端口被配置为连接至位于上表面上的真空源;以及至少一个真空孔,连接至所述真空端口,并且延伸穿过所述真空端部,并且在所述真空端部的所述底面处暴露所述至少一个真空孔;其中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的表面物理接触。
在该装置中,所述真空端部包含塑料。
在该装置中,所述真空端部包含陶瓷。
在该装置中,所述真空端部包含酚醛塑料。
在该装置中,所述真空端部包含热固性树脂。
在该装置中,所述真空端部包含玻璃。
在该装置中,所述真空端部进一步包括:至少三个真空孔,被布置成图案。
在该装置中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的所述表面的至少80%的表面面积物理接触。
在该装置中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的所述表面的至少90%的表面面积物理接触。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于传送集成电路管芯的装置,包括:真空端部,具有位于上部上的真空端口,所述真空端口被配置为连接至真空源;以及多个真空孔,连接至所述真空端口,所述多个真空孔延伸穿过所述真空端部并且在所述真空端部的底面处暴露;其中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的表面物理接触。
在该装置中,所述真空端部包含塑料。
在该装置中,所述真空端部包含陶瓷。
在该装置中,所述真空端部包含玻璃。
在该装置中,所述真空端部包含热固性树脂。
在该装置中,所述真空端部包含酚醛塑料。
根据本发明的又一方面,提供了一种用于处理集成电路管芯的方法,包括:提供真空端部,所述真空端部具有位于上部上的真空端口,所述真空端口被配置为接收真空源,并且所述真空端部具有至少一个真空孔,所述至少一个真空孔延伸穿过所述真空端部并且连接至所述真空端口,并且所述真空端部具有暴露所述至少一个真空孔的平坦底面;提供具有表面的集成电路管芯;将所述真空端部定位为与所述集成电路管芯对齐;将所述真空端部的所述平坦底面设置为与所述集成电路管芯的表面物理接触;以及将真空施加给所述真空端口,从而将所述集成电路管芯附接至所述真空端部。
在该方法中,提供集成电路管芯进一步包括:提供集成电路管芯,所述集成电路管芯具有形成在与所述表面相对的另一表面上的焊料凸块。
在该方法中,进一步包括:将所述集成电路管芯和所述真空端部传送至助焊剂容器;以及使用所述真空端部机械定位所述集成电路管芯,将助焊剂施加给所述焊料凸块。
在该方法中,所述真空端部底面与所述集成电路管芯的所述表面的至少80%的表面面积相接触。
在该方法中,所述真空端部底面与所述集成电路管芯的所述表面的至少90%的表面面积相接触。
在该方法中,所述集成电路管芯厚度小于10密耳。
在该方法中,所述集成电路管芯厚度小于5密耳。
附图说明
为了更好地理解本发明及其优点,现在将结合附图所进行的以下描述作为参考,其中:
图1示出了位于集成电路管芯上方的真空拾取和放置端部的实施例的横截面;
图2示出了真空拾取和放置端部与集成电路管芯接触的实施例的横截面;
图3示出了示出在端部中的真空端口的一实施例的真空拾取和放置端部的实施例的底面的平面图;
图4示出了示出在端部中的真空端口的可选布置方式的真空拾取和放置工具的实施例的底面的平面图。
附图、原理图、以及示图仅为示例性的并且不是旨在限制,而是作为本发明的实施例的实例,为了说明目的,已经简化了这些附图、原理图、以及示图,并且没有被按比例绘制。
具体实施方式
下面,详细讨论本发明优选实施例的制造和使用。然而,应该理解,本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的发明概念。所讨论的具体实施例仅仅示出制造和使用本发明的具体方式,而不用于限制本发明的范围。
现在,详细描述了本申请的实施例,本申请的实施例提供了新型管芯拾取和放置工具和提供管芯拾取和放置工具的方法,而没有管芯变形,尤其是具有小于10密耳(mil)厚度的管芯。在使用真空工具拾取和放置管芯的情况下,可以将这些工具用于多种工艺,例如,通过将管芯移动到焊剂槽并且将管芯部分地移入该焊剂槽,将管芯传送到用于将焊剂施加到位于管芯底面上的焊料凸块的位置,从而使得将焊料凸块均匀地暴露到液体焊剂。
在实施例中,提供了真空拾取和放置工具,将该真空拾取和放置工具配置为与集成电路管芯的大部分表面区域物理接触。在一非限定实例中,真空端部可以由诸如酚醛塑料、模压塑料的材料形成,该材料为热硬化苯酚甲醛树脂。该材料为非导电的耐热材料。备选地,可以使用其他树脂、塑料、陶瓷、玻璃、以及金属,并且本实施例不仅限于酚醛塑料,而仅为一实例。可以使用合成材料和合金。可以将衬垫和涂层添加至真空端部。
在图1中,示出了位于示例IC管芯17的上方的拾取和放置真空端部15的一实施例的横截面图。示出了真空端部15,该真空端部具有用于接收真空源(未示出的)的真空端口11。端部15具有与管芯类似的横截面面积,约在侧面上的10微米,但是端部的面积可以随管芯类型而变化,并且将半导体处理技术用于制造管芯。示出了具有约4密耳的厚度“t”的示例管芯。然而,管芯厚度可以变化并且例如,可以从1至10密耳的范围内变动,并且还可以通过实施例使用甚至更厚的管芯,但是对于小于10密耳厚度的管芯实现了最大改善。示出了连接至真空端口11的真空孔21。在可选实施例中,提供了额外的真空孔并且将该额外的真空孔连接至真空端口。
具体地,将真空端部15配置为与管芯17的上表面的大部分截面区域物理接触。这是真空端部实施例的重要优点,并且与先前公知的边缘接触真空端部成鲜明对比。在各种可选实施例中,真空端部可以与管芯的80%的表面区域或者更大的表面区域相接触。
在图2中,示出了拾取管芯的端部使用方法。如图2所示,真空端部15在界面13处与管芯17接触。在进行接触以后,施加真空,从而将管芯17固定至端部。将真空从真空端口11提供给真空孔21,并且因此,提供给管芯17的表面。真空足够强,从而将管芯17安全地保持到端部15。当从端部释放管芯时,去除真空并且端部15能够远离管芯移动,而没有进一步移动管芯。当将真空应用施加给管芯17的上表面,从而将管芯附接至真空端部15时,在其大部分表面上支撑管芯17,并且甚至当真空端部与非常薄的管芯一起使用时,也没有产生变形或翘曲。当半导体工艺进步时,管芯变得越来越薄,所以当施加真空时,在上表面处的物理支撑管芯防止了管芯变形或翘曲。结果,整个管芯保持水平对准,并且将工艺应用于底面,例如,将焊剂应用于焊料凸块19,具有在管芯上均匀的结果。因此,减轻或解决了通过本领域已知的真空端部的使用所意识到的产率问题。在实施拾取和放置操作的情况下,可以将本实施例的真空端部用于任何工艺,例如,封装、管芯堆叠、焊料凸块、以及焊剂等。
图3示出了在示出底面的平面图中的真空端部15的一实施例。图3的平面图示出了用于形成真空端部的真空孔21的图案。虽然图3示出了五个真空孔,但是可以使用更多或更少真空孔。在真空孔之间的材料形成平坦底面,当施加真空时,该底面与半导体管芯的上表面接触并且为该管芯提供需要的机械支撑。该材料可以与管芯的至少80%的表面区域接触。因此,当将真空施加给端部时,支撑管芯,并且管芯没有变形或翘曲。结果,将多道工艺应用于管芯,同时将管芯附接至端部,该多工艺具有均匀结果。
图4示出了真空端部15的另一实施例的底面的平面图。在图4中,端部具有从中心的真空孔21呈辐射状向外部延伸的真空路径23的图案。另外,在真空拾取和放置操作期间,保持在真空路径周围的材料与集成电路管芯的大于80%的顶面接触,并且机械支撑该顶面。当施加真空时,这种机械支撑防止管芯变形,另外,在真空拾取和放置期间施加给管芯的工艺将获得均匀结果。
虽然在一示例实施例中,真空端部由酚醛塑料、塑料树脂制成,但是在可选实施例中,可以使用便宜、非常耐用并且提供需要的机械支撑的其他材料。可以使用陶瓷、塑料、树脂、玻璃、以及其他材料,从而形成真空端部。可以使用诸如不锈钢的金属。端部可以由合成物、合金制成,并且可以将涂层和衬垫应用于端部,从而提高性能或工具寿命。
真空端部提供足够真空,从而将管芯附接至端部,同时还通过与管芯的上表面的大部分表面区域接触提供机械支撑,端部与至少80%的上表面相接触。真空端部的横截面面积与管芯的面积类似,但是小于管芯的面积,只要端部为管芯提供机械支持,就可以防止由于使用真空所导致的翘曲或变形。在端部与管芯的上表面对准并且接触以后,可以施加真空。在图2中示出了这种定位。在真空端部的底面与管芯的上表面接触以前,没有向真空端部提供真空。在对准和接触以后,施加真空,从而将管芯紧密地附接至真空端部,然后,该真空端部可以将管芯移动至进行处理的另一位置。一旦准备从该端部释放管芯,就去除真空并且可以远离管芯安全地移动端部。
在实施例可应用的情况下,示例性工艺包括,但不限于:焊料焊剂、管芯堆叠、封装、管芯分类、以及其他操作,这些工艺需要在拾取和放置操作中将管芯从一个位置移动到另一位置。可以在清洗室、或者清洗工具、手动工具中、或者作为自动处理工具的一部分使用真空端部,或者对于非限定实例,与机械手一起使用该真空端部。
在一个实施例中,一种装置包括:真空端部,用于附接到集成电路管芯,真空端部包括真空端口并且具有底面,真空端口被配置为连接至位于上表面上的真空源;以及至少一个真空孔,连接至真空端口,并且延伸穿过真空端部,并且在真空端部的底面处暴露至少一个真空孔;其中,真空端部的底面被配置为与集成电路管芯的表面物理接触。
在另一实施例中,一种用于传送集成电路管芯的装置包括:真空端部,具有位于上部上的真空端口,真空端口被配置为连接至真空源;以及多个真空孔,连接至真空端口,真空端口延伸穿过真空端部,并且在真空端部的底面处暴露多个真空孔;其中,真空端部的底面被配置为与集成电路管芯的表面物理接触。
在另一实施例中,一种用于处理集成电路管芯的方法,包括:提供真空端部,真空端部具有位于上部上的真空端口,真空端口被配置为接收真空源,并且真空端部具有真空孔,真空孔延伸穿过真空端部并且连接至真空端口,并且真空端部具有在至少一个真空孔处暴露的平坦底面;提供具有水平上表面的集成电路管芯;将真空端部定位为与集成电路管芯对齐;将真空端部的平坦底面设置为与集成电路管芯的表面物理接触;以及将真空施加给真空端口,从而将集成电路管芯附接至真空端部。
而且,本申请的范围并不仅限于本说明书中描述的结构、方法和步骤的特定实施例。作为本领域普通技术人员应理解,通过本发明的公开,现有的或今后开发的用于执行与本文所述相应实施例基本相同的功能或获得基本相同结果的工艺、或步骤根据本发明可以被使用。因此,所附权利要求应该包括在这样的工艺、或步骤的范围内。
Claims (10)
1.一种装置,包括:
真空端部,用于附接到集成电路管芯,所述真空端部包括真空端口并且具有底面,所述真空端口被配置为连接至位于上表面上的真空源;以及
至少一个真空孔,连接至所述真空端口,并且延伸穿过所述真空端部,并且在所述真空端部的所述底面处暴露所述至少一个真空孔;
其中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的表面物理接触。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述真空端部包含塑料,或者
其中,所述真空端部包含陶瓷,或者
其中,所述真空端部包含酚醛塑料,或者
其中,所述真空端部包含热固性树脂,或者
其中,所述真空端部包含玻璃。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述真空端部进一步包括:至少三个真空孔,被布置成图案。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的所述表面的至少80%的表面面积物理接触,或者
其中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的所述表面的至少90%的表面面积物理接触。
5.一种用于传送集成电路管芯的装置,包括:
真空端部,具有位于上部上的真空端口,所述真空端口被配置为连接至真空源;以及
多个真空孔,连接至所述真空端口,所述多个真空孔延伸穿过所述真空端部并且在所述真空端部的底面处暴露;
其中,所述真空端部的所述底面被配置为与所述集成电路管芯的表面物理接触。
6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述真空端部包含塑料,或者
其中,所述真空端部包含陶瓷,或者
其中,所述真空端部包含玻璃,或者
其中,所述真空端部包含热固性树脂,或者
其中,所述真空端部包含酚醛塑料。
7.一种用于处理集成电路管芯的方法,包括:
提供真空端部,所述真空端部具有位于上部上的真空端口,所述真空端口被配置为接收真空源,并且所述真空端部具有至少一个真空孔,所述至少一个真空孔延伸穿过所述真空端部并且连接至所述真空端口,并且所述真空端部具有暴露所述至少一个真空孔的平坦底面;
提供具有表面的集成电路管芯;
将所述真空端部定位为与所述集成电路管芯对齐;
将所述真空端部的所述平坦底面设置为与所述集成电路管芯的表面物理接触;以及
将真空施加给所述真空端口,从而将所述集成电路管芯附接至所述真空端部。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,提供集成电路管芯进一步包括:提供集成电路管芯,所述集成电路管芯具有形成在与所述表面相对的另一表面上的焊料凸块。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括:
将所述集成电路管芯和所述真空端部传送至助焊剂容器;以及
使用所述真空端部机械定位所述集成电路管芯,将助焊剂施加给所述焊料凸块。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述真空端部底面与所述集成电路管芯的所述表面的至少80%的表面面积相接触,或者
其中,所述真空端部底面与所述集成电路管芯的所述表面的至少90%的表面面积相接触,或者
其中,所述集成电路管芯厚度小于10密耳,或者
其中,所述集成电路管芯厚度小于5密耳。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |