CN1564754A - 电子器件制作方法和用所述方法制成的电子器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制作一电子器件(1)、特别是一半导体器件(1)的方法，该电子器件上有电连接区(2)，用激光辐射(3)在该电子器件的一个表面上形成一诸如型号的标记(M)。在本发明方法中，该电子器件(1)的表面(4，7)之一(4)用一粘合层(6)粘在一薄片(5)上，然后通过该薄片(5)和粘合层(6)在该器件的表面(4)上形成标记(M)。这样，便于在大量器件(1)上形成标记(M)而省去不必要的步骤，形成标记的过程可容易地结合到器件的整个制作过程中。令人惊奇的是，我们发现，通过吸收辐射的双层(5，6)形成标记完全可行。器件(1)可连接在薄片(6)上而电连接区(2)不与粘合层发生接触。最好是，把大量器件(1)同时制作在连接在薄片(5)上的整体(10)中。形成标记(M)后把器件(1)互相分开。

Description

电子器件制作方法 和用所述方法制成的电子器件
本发明涉及一种制作电子器件、特别是半导体器件的方法，该电子器件上有电连接区，该电子器件的一个表面上有用激光辐射形成的标记，该器件的表面的一部分受到激光辐射，受辐射和不受辐射部分相对照而形成该标记。
这一方法所形成的标记含有关于该产品的信息如型号、序列号或关于供应商的信息。该方法简单、成本低。
这类方法可参见1983年8月30日公开的美国专利说明书US4,401,992。该专利说明书说明了如何用激光光束在一电子器件的合成树脂封装的表面上形成颜色对比。该专利说明了：为了在封装上形成标记，可在合成树脂中加入适合的添加剂。该专利还说明了：激光的合适强度；如使用脉冲激光器，脉冲的合适周期。
现有方法的一个缺点是无法大规模使用。标记形成前和后对器件的操作都很费时且需要使用操作装置。因此，很难高速、低成本地在大量器件上形成标记。
因此，本发明的一个目的是提供一种能快捷、低成本地在大量器件上形成标记的方法。
为此，按照本发明，本文第一段所述那种方法的特征在于：电子器件的一个表面用一粘合层连接在一薄片上，然后通过该薄片和粘合层在该表面上形成标记。由于把器件、特别是大量器件粘在一薄片上，因此操纵该薄片就可操纵这些器件。粘合层临时连接这些器件，所述粘合层比方说用UV辐射就可除去。如粘合层的粘合强度较小，也可用机械方法从薄片上取下器件。通过薄片和粘合层形成标记的优点是，器件的待形成标记的表面的相对置的表面不与粘合层接触。因此，实际上常常包括电连接区的所述表面不会暴露于粘合层或者被粘合层中的杂质污染，从而所述表面的导电率或所述表面建立的电连接的质量不会受到有害的影响。令人惊奇的是，我们发现，尽管很大一部分激光辐射被适合于制作薄片和粘合层的合成树脂吸收，但通过选择合适的激光辐射和辐射条件可在器件上形成良好标记而器件并不从薄片上过早脱落。本发明还基于如下认识：由于器件在形成标记后可从薄片上再取下，因此本发明方法造成的薄片和粘合层的破坏并没有成为不可克服的缺点。
因此，在本发明方法的优选实施例中，把与器件的电连接区所在表面相对置的器件表面选为器件与薄片连接的表面。最好是，把主体中的大量器件一起制作成相互连接并且连接在该薄片上，然后通过形成标记使之个性化。所述个性化操作比方说包括锯开或切割，需要时薄片伸展的操作以及从薄片上取下器件。为此可在除去粘合层前或后通过拨起器件进行上述的操作。比方说可用(紫外线)光处理、热处理或溶剂除去粘合层。可在锯开或切割操作前或后形成标记。最好在切割或锯开操作后进行标记操作，以便在形成标记前使器件特征化并且测试器件。因此，标记还可包括测试数据和特征数据。
在有利的改进中，器件在连接到薄片上前设有最好用合成树脂制成的封装，器件的封装的表面用作设置标记的表面。
对于基于环氧树脂的合成树脂封装，使用连续工作激光器的辐射可获得最佳结果。此时，可把光泵浦纤维激光器用作该激光。所述激光器体积小，成本低，无需用外部冷却源进行冷却。可用二极管激光器进行泵浦。
如把金属用作器件材料或封装的一部分，则由脉冲激光器生成的激光辐射可获得最佳结果。与在合成树脂封装上形成标记一样，波长约为1064nm的激光辐射最为合适。在这两种情况下，都通过器件表面的一部分受激光辐射而烧蚀和/或熔化来形成标记。此外，与短得多或长得多的波长比较，这一波长的优点是用于该波长的激光器最适合于工业应用。
薄片的制作材料可选用聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘乙烯(PEN)。PET薄片特别令人满意，因为该薄片的强度使得薄片上的器件便于锯开。PVC薄片的优点是柔性较高。器件互相分开后，拉伸薄片很容易增加器件之间的间距。适用于粘合层的材料组成了包括丙烯酸盐的各种材料的组的一部分。
在另一实施例中，薄片上设有可通过吸收激光辐射而除去的烧蚀层，以便(形成标记后)从薄片上取下器件。为此，最好使用这样的烧蚀层，该烧蚀层所吸收的激光辐射的波长与用来形成标记的激光辐射的波长不同。如该烧蚀辐射由用来形成标记的激光辐射生成，则可使用一个激光器形成标记和进行烧蚀。比方说把用来形成标记的、波长最好为例如1064nm的激光辐射的三次谐波用作烧蚀辐射。
本发明方法可用于半导体器件、特别是分立二极管和晶体管。该方法特别适合于制作所谓的SMD(表面安装装置)器件。本发明还包括用本发明方法制作的其上有标记的器件、特别是半导体器件。
从以下结合实施例的说明中可清楚看出本发明的上述和其他方面。
附图包括：
图1为用本发明方法制作的一半导体器件的局部立体示意图；
图2为图1所示器件沿II-II线剖取的剖面图；以及
图3为图1所示器件制成后的立体示意图。
各附图不按正确比例绘制，为看得清楚起见某些尺寸大大放大。相同部件尽量用相同标号表示。图1为用本发明方法制作的半导体器件的局部的立体示意图，图2为图1所示器件沿II-II线剖取的剖面图。图3示出制成后的该器件。器件1在该例中包括(见图3)适合于表面安装的二极管1。未示出的、有一pn结的硅半导体元件位于也没有示出的、被合成树脂封装8包住的铅架上，在此例中，合成树脂封装8用环氧树脂材料制成。二极管1的表面7上有两个电连接区2，其相反表面4上有标记M。该标记比方说包括型号、序列号。
其上有标记M的二极管1的制作如下。用其上有大量半导体元件的所谓铅架，通过用环氧树脂封装8包裹具有有半导体元件的铅架从而形成主体10(见图1和2)。在此过程中，露出伸展在表面7上的电连接区2。然后用粘合层6把主体10粘在薄片5上。在该例中，该薄片5包括PET，厚度为180μm。粘合层6包括紫外线固化的丙烯酸盐粘合剂，厚度约为20μm。主体10在该例中包括40×40个二极管，尺寸为4×4cm2。薄片5的直径为8cm，张紧、固定在一合成树脂环11中。包括构成所述主体的一部分的二极管1的主体10通过表面4粘在薄片5上，所述表面4与设有电连接区2的表面7相对。因此，电连接区2的清洁和电特性得以保持，例如其电阻和可接触性保持不变。合适的薄片5为Lintec销售的Adwill薄片或Nitto销售的SWT薄片。该例所述薄片为型号为D218的Adwill薄片。
用激光光束3通过薄片5和粘合层6相继在各二极管1的表面4上形成标记M。在此过程中，一部分表面4熔化和/或被除去，与表面4的不受辐射部分形成对比。由于薄片5和粘合层6吸收辐射，因此它们受到激光光束3的破坏，但是，由于它们只是临时用作器件1的载体，因此这并不是一个缺点。令人惊奇的是，我们发现，用这一非常有效的方式可在器件1上形成高质量的标记M而器件并不过早从薄片上脱落。
用来形成标记M的设备(见图1)包括下列部件：一生成波长约为1064nm的辐射光束3的石榴石(Nd:YAG)激光器9。光束3被导向一光束扩展器12后用两透镜扩展。然后用与电动机15、16连接、由两电动机15、16转动的两反射镜13、14把光束3转换成扫描光束3A。然后，用合适透镜17把扫描光束3A经薄片5和粘合层6聚焦到器件1的用作聚焦平面4的上面4上。所述透镜17包括确保透镜17的聚焦平面尽可能平的不同光学元件。
本发明方法特别适用于在较小器件1、特别是分立半导体器件1如二极管和晶体管上形成标记M。尽管这些器件较之ICs(集成电路)已经较小，但部分为了降低成本、特别是为了提高使用这些器件的装置如手机的集成性和紧凑性，它们制作得越来越小。
在该例中，在1.1W功率P和250mm/sec扫描率v下获得良好标记M。光束3的宽度在该例中约为40μm。这一切表明，所使用的能量通量Φ约为0.1焦耳/平方厘米。这造成标记M的深度约为40μm。使用CW(连续工作)激光器得到最佳结果。这表明，可非常令人满意地用光泵浦玻璃纤维激光器取代该例使用的激光9。该玻璃纤维可包括含Nd的纤维，可用发射约1μm激光、其活动层比方说包括InGaAs的二极管激光器进行泵浦。
本发明方法也非常适用于制作其标记M形成在金属上的器件1。该金属可为器件1的封装8的一部分，但标记M也可形成在直接位于半导体器件上的金属上，附图中没有单个示出该半导体器件。此时，当然要在形成封装8之前进行标记操作。在2.5W功率P、0.5mJoule/pulse脉冲能量Q和400mm/sec扫描率v下获得良好结果。此时光束3的宽度约为80μm，脉冲周期t为1-200nsec，在该例中约为120nsec，重复率f为1-400kHz，在该例中为3kHz。这一切表明，所使用的能量通量Φ约为10焦耳/平方厘米。从而获得在1μm数量级深度的标记M。我们发现，数量为1-5的若干脉冲仍能全部或局部地通过薄片5和粘合层6。我们发现，为在金属如金或铜上形成标记，脉冲激光器是最适合的辐射源。
(在上述两种情况中)形成标记M后，把器件1互相锯开。该例使用的薄片5特别容易锯开。然后，操作者很容易从薄片上取下器件1并且包装在设置有放置器件1的小盒的盒状合成树脂壳体中。可用各种方法除去粘合层6。此外，可用一个或多个包装薄片包装器件1。
本发明不限于该例所述方法，因为本领域普通技术人员可在本发明范围内作出种种改动和修正。例如，可不辐射要形成标记的区域而辐射标记之外区域而形成一负标记。
还应看到，本发明制作过程所使用的薄片也可在所述制作过程中用作各器件的最终包装(的一部分)。

Claims (15)

1.一种制作电子器件(1)的方法，该电子器件上有电连接区(2)，该电子器件(1)的一个表面上有用激光辐射(3)形成的标记(M)，该器件(1)的该表面(4)的部分(M)暴露于激光辐射(3)导致了调整激光辐射(3)使得该被辐射部分(M)与表面(4)的其余部分在视觉上相对照而形成该标记(M)，其特征在于：该电子器件(1)的一个表面(4)通过粘合层(6)连接在一薄片(5)上，然后通过该薄片(5)和粘合层(6)在该表面(4)上形成标记(M)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，把器件(1)的与电连接区(2)所在的表面(7)相对的表面(4)选为器件与薄片(5)连接的表面(4)。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，把主体(10)中的大量器件(1)一起制作成相互连接并且连接在该薄片(5)上，然后通过形成标记(M)使器件(1)个性化。
4.按权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，器件(1)在连接到薄片上之前有一封装(8)，器件(1)的封装(8)的表面(4)用作形成标记(M)的表面(4)。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，对于形成有标记(M)的封装(8)上的部分的材料来说，使用环氧树脂，用连续工作激光器(9)生成激光辐射(3)。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，用二极管激光器进行光泵浦纤维激光器生成激光辐射(3)。
7.按权利要求4所述的方法，其特征在于，对于形成有标记封装(8)的部分的材料来说，使用金属，用脉冲激光器(9)生成激光辐射(3)。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，使用波长约为1064nm的激光辐射(3)形成标记(M)。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对薄片(5)的材料来说，选自下述材料：聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘乙烯。
10.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对粘合层(6)的材料来说，所使用的材料选自：包括丙烯酸盐的各种材料。
11.按权利要求1所述的方法，其特征在于，薄片上设有可通过吸收激光辐射而除去的烧蚀层，以便从薄片上取下器件。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在于，该烧蚀层所吸收的激光辐射的波长与用来形成标记(M)的激光辐射(3)的波长不同，该所吸收的激光辐射最好由用来形成标记(M)的激光辐射(3)生成。
13.按权利要求1所述的方法，其特征在于，把半导体器件(1)用作所述的器件(1)。
14.按权利要求1所述的方法，其特征在于，把适用于表面安装的器件(1)用作所述的器件(1)。
15.一种设有标记(M)的电子器件，该器件用按上述任一项权利要求所述的方法制作。
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