CN1742359A - 分割半导体产品的载体、支持器、激光切割设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用激光分割产品时支持和接合该半导体产品的载体和支持器。本发明也涉及使用激光分割产品(12，13，18)时支持和接合该半导体产品(12，13，18)的方法。

Description

分割半导体产品的载体、 支持器、激光切割设备和方法
技术领域
本发明涉及在使用激光分割半导体产品期间支持和接合该半导体产品的载体和支持器。本发明也涉及在使用激光分割半导体产品时支持和接合该半导体产品的方法。
背景技术
在半导体产品的制造中，通常将大量产品收集在共同的半导体产品组中(也作为引线框架被提及)。大部分的制造步骤完成后，通过切割或锯切操作组装的半导体产品被相互分割。也可以应用激光切割技术完成此步骤，尽管该技术仍然在小范围内应用。由于分割开的半导体产品正在被制造得越来越小，难以用夹具定位如此小尺寸的构件。在现有技术中，从半导体产品组中分离较小尺寸的半导体构件时，金属薄片层被安置粘结在半导体产品组上。当应用激光分割半导体产品构件时，金属薄片保持(至少基本上)不动，这样即使当半导体产品组被切穿后，半导体产品的各组成部分仍然通过金属薄片层彼此连接。这样使用金属薄片解决了小尺寸(如小于0.36mm2的表面积)的半导体产品的组成部分的定位问题。然而缺点是铺设和去除金属薄片是一种高成本的操作。另外，金属薄片材料也具有提高成本价格的效果。又一个缺点是，分隔的半导体产品可能被如随后残留的粘结剂的残余污染。
国际专利申请WO0175966描述了通过激光和水束分割物品的方法。切割之前，物品排列在设有粘结剂的载体上。沿切割轮廓在载体上移置激光和水束，以分隔产品，随后在后续工序可得到仍然粘附在载体上的分割产品。该载体可透过激光辐射。一个特定实施例变型描述了作为垫子使用的载体，该实施例在其它事情中利用负压进行切断产品的进一步操作。
发明目的
本发明的目的是简化半导体产品的分离和通过激光切割方法使半导体产品的分离更廉价。
为此目的本发明提供了在使用激光分割半导体产品时支持和接合该半导体产品的载体，该载体包括：设有排列在板的平坦承载面的孔洞图样，该板由至少基本上不吸收激光的材料构成。这种材料的例子有玻璃和陶瓷。至少部分可透过激光的材料不会吸收任何来自激光的能量，或几乎不会吸收任何来自激光的能量，因而不会在激光束的影响下受到损害。借助于孔洞图样可以向半导体产品组(和，分割后向单个构件)施加负压，下面将进一步进行阐述。玻璃作为板材料的优点是，它并不昂贵，另外，可以借助于微机械制造技术(例如粉末爆破)被容易地制造。如硼硅酸盐玻璃适合于制造结合YAG激光(1064nm)使用的板。另一个例子是使用硒化锌(作为陶瓷材料使用)制造能与CO2激光(10600nm)结合使用的板。又一个例子是使用氟化钙(同样作为陶瓷材料使用)制造能与UV激光(354nm)结合使用的板。为了更为清晰，作如下定义：激光应当被理解为单色电磁辐射，或包括基本上单一波长的电磁辐射。这样载体可以制备有相对于标定尺寸具有很高精度的大量孔洞(直到大于100孔/cm2)。由于根据本发明的载体不需要使用粘结的金属薄片，因此避免了金属薄片对降低成本的影响和在半导体产品上残留粘结剂的问题。
在载体的一个优选实施例中，穿过靠近板承载面的孔洞的横截面大于穿过离开承载面一定距离处的孔洞的横截面面积。这样孔洞的顶角为15°～45°，优选地是30°。在其上施加负压的半导体产品组的表面积这样可以被扩大，具有这样的优点，即半导体产品组被较强的力拉向板。这导致提高了半导体产品组和分割的组成部分的连接。孔洞图样一般会是栅格形，半导体产品一般也被放置在半导体产品组上的栅格形中。分割产品后，各产品一定仍然覆盖孔洞图样的至少一个孔，这样仍然通过覆盖的孔向位于其上的产品施加负压。载体的尺寸可以与产品相关(尤其孔洞图样)，尽管也可能看到在相同载体上制造不同产品，只要在半导体产品组中考虑半导体产品的排布设计即可。
本发明也提供一种在使用激光分割半导体产品时用于支持和接合该半导体产品的支持器，它包括上述的载体和在连接到远离承载面的板一侧上的产生负压的装置。在一种优选的变形中，在连接到远离承载面的板面上用于产生负压的装置由连接到载体的腔室和连接到该腔室的抽气机形成。这样可以通过简单的方式将产生负压的装置连接到载体中的所有孔洞。腔室也优选地设有载体的定位装置，这样可以相对产生负压的装置简单地正确地布置载体。其优点是这样载体的安装可以通过与产生负压的装置简单交换进行。
本发明进一步提供了在使用激光分割半导体产品时支持和接合该半导体产品的激光切割设备，设有上述的支持器，其中激光源位于板的承载面上。对于最佳的操作，推荐激光束直接接触半导体产品组。必须有可能以相互精确可控方式通过移动装置移置所述板和激光束，以便于能精确测定半导体产品组的分割位置。
本发明进一步提供在使用激光分割半导体产品时支持和接合该半导体产品的方法，它包括步骤：A)将分割的半导体产品组放置到设有孔洞图样的平板上，B)向孔洞图样的孔洞施加负压这样半导体产品组被拉向板，C)使至少一个激光束指向组并通过激光源和板的相互移置在期望位置切穿所述组，以便于各分割的半导体产品仍然连接到平板的至少一个孔，和D)从板上取走分割的产品。除上面参照本发明的载体和支持器描述的优点外，该方法还有一个大优点，即这样补偿了半导体产品组维度(翘曲)的特定偏移。由于前面加工步骤中的加热，半导体产品组通常稍稍不平坦。通过本发明在一定程度上翘曲的半导体产品组可以在切割工序开始前被再次使之平整。为此目的在加工步骤B)中半导体产品组优选地被拉向板，这样通过板的抽吸消除所述组接触面的平整度的可能偏移。将很明显，这会对分割时的精确度产生积极的效果。为从板简单的除去分割的产品，有效地是首先至少部分释放孔洞上的负压。
附图说明
参照附图所示的非限定性实施例本发明将进行进一步阐述，附图中：
图1显示了根据本发明的载体的视图；
图2显示了根据本发明的支持器的透视图；
图3是根据本发明的带有放在其上的引线框架的支持器的透视图，多个半导体产品已经从该引线框架上分离；和
图4显示了穿过载体部分的横截面视图。
具体实施方式
图1显示了由透明材料制造的载体1，其难以被激光激活。载体1中排列有由单独的孔洞3构成的栅格形孔洞图样2，半导体产品组(图中未示出)可以与之连接。
图2显示了根据本发明的包含载体5的支持器4。示意地示出载体5的孔洞6。真空腔室7设有中心孔8，泵11通过贯穿进给器(throughfeed)9和管10连接到中心孔8。启动泵11，在真空腔室7中产生负压，至少当载体5连接到真空腔室7上的时候。结果是会通过孔洞6抽出空气。当放置半导体产品组时，通过孔洞在组12上施加负压。
图3显示了引线框架13，其具有注射到其上的构架14，多个半导体产品9(未示出)通过构架14被封装。这样的单元已经被标明位于半导体产品组的上面。引线框架13通过载体16中的孔洞15被向下吸住。提示：载体16中的部分孔洞15没有被引线框架13覆盖；这不是一个问题，至少当在载体16的不可见一侧产生负压的装置充分强有力的时候。图3也示出了构架14中的切割线17，其中进行单独半导体产品18的分割。
最后，图4示出了载体16的一部分的横截面，其中更详细地示出了孔洞15。在载体16的承载面19上，孔洞15所占的横截面较距离承载面19较大距离处的孔洞所占的横截面大。这样孔洞19形成面积相对大的杯状，在其上负压可以被施加到半导体产品组12(图2)或施加到已经分割的产品18(图3)。对于孔洞15的可能污染，在负压状态下可以通过孔洞15沿吸气的相反方向吹气。

Claims (12)

1、一种在使用激光分割半导体产品(12，13，18)期间支持和接合该半导体产品(12，13，18)的载体(1，5，16)，其特征在于，该载体(1，5，16)包括板(1，5，16)，该板设有排列在该板(1，5，16)的平坦承载面(19)中的孔洞图样(2)，该板(1，5，16)由至少基本不吸收激光的材料制造。
2、如权利要求1所述的载体(1，5，16)，其特征在于，所述板(1，5，16)由玻璃或陶瓷制造。
3、如权利要求1或2所述的载体(1，5，16)，其特征在于，靠近所述板(1，5，16)的承载面(19)处穿过孔洞(3，6)的横截面大于穿过离所述承载面(19)一定距离处孔洞的横截面。
4、如权利要求3所述的载体(1，5，16)，其特征在于，所述孔洞(3，6)的顶角为15°～45°，优选的为30°。
5、如前述任一项权利要求所述的载体(1，5，16)，其特征在于，所述孔洞图样(2)为栅格形，所述孔洞(3，6)之间的间距大于200μm。
6、一种在使用激光分割半导体产品(12，13，18)期间支持和接合该半导体产品(12，13，18)的支持器(4)，包括前述任一项权利要求所述的载体(1，5，16)和产生负压的装置(7，8，9，10，11)，该产生负压装置连接到所述板(1，5，16)的远离所述承载面(19)的一侧。
7、如权利要求6所述的支持器(4)，其特征在于，连接到所述板(1，5，16)的远离承载面(19)的一侧的所述产生负压的装置(7，8，9，10，11)由连接到所述载体(1，5，16)的腔室(7)和连接到该腔室(7)的抽气机(11)构成。
8、如权利要求6或7所述的支持器(4)，其特征在于，所述腔室(7)也设有用于所述载体(1，5，16)的定位装置。
9、一种在使用激光分割半导体产品(12，13，18)时支持和接合该半导体产品(12，13，18)的激光切割设备，设有如权利要求6-8中任一所述的支持器(4)，其中激光源位于所述板(1，5，16)的承载面(19)上。
10、一种在使用激光分割半导体产品(12，13，18)期间支持和接合该半导体产品(12，13，18)的方法，包括下面的操作步骤：
A)将待分割的半导体产品组(12，13)放置到设有孔洞图样(2)的平板(1，5，16)上，
B)向所述孔洞图样(2)的孔洞(3，6)施加负压，由此所述半导体产品组(12，13)被拉向所述板(1，5，16)，
C)将至少一个激光束引向该半导体产品组并借助于激光源和平板(1，5，16)的相互位移在期望位置切穿该半导体产品组(12，13)，以致于各个切断的半导体产品(18)仍然连接到所述平板(1，5，16)中的至少一个孔洞(3，6)，和
D)从所述板(1，5，16)取走被分开的产品(18)。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，在从所述板(1，5，16)上去除分开的产品(18)之前至少部分释放施加在所述孔洞(3，6)上的负压。
12、如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在操作步骤B)中所述半导体产品组(12，13)被拉向所述板(1，5，16)，由此通过所述板(1，5，16)的吸力消除该半导体产品组的接触面中可能存在的平整度偏差。
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