DE102013103100A1 - Verfahren zum Ablösen eines Halbleiterchips von einer Folie - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Ablösen eines Halbleiterchips (5) von einer Folie (4) verwendet einen Chip-Auswerfer (1), der erste Platten (8A), die eine gerade Stützkante haben, und zweite Platten (8B, 8C), die eine L-förmige Stützkante haben, aufweist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: A) Anheben der Platten (8A, 8B, 8C), so dass die Stützkanten (19) der Platten (8A, 8B, 8C) eine Höhe H1 über der Oberfläche (12) der Abdeckplatte (3) einnehmen, B) Absenken eines ersten Paares von Platten (8B) mit L-förmiger Stützkante, C) fakultativ, Absenken eines zweiten Paares von Platten (8C) mit L-förmiger Stützkante, D) Anheben zumindest der bisher noch nicht abgesenkten Platten, so dass die Stützkanten (19) der bisher noch nicht abgesenkten Platten eine Höhe H2 > H1 einnehmen, E) gestaffeltes Absenken von bisher noch nicht abgesenkten Platten in einer vorbestimmten Reihenfolge, wobei jedoch mindestens eine oder mehrere Platten (8A) nicht abgesenkt werden, F) fakultativ, Absenken zumindest der bisher noch nicht abgesenkten Platten, so dass die Stützkanten (19) der bisher noch nicht abgesenkten Platten eine Höhe H3 < H2 einnehmen, G) Absenken der bisher noch nicht abgesenkten Platten, bis alle Platten (8A, 8B, 8C) abgesenkt sind, und H) Wegfahren des Chipgreifers (16) mit dem Halbleiterchip (5), wobei der Chipgreifer (16) spätestens vor dem Absenken der letzten drei Platten (8A) über dem Halbleiterchip (5) positioniert und abgesenkt wird, bis er den Halbleiterchip (5) berührt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablösen eines Halbleiterchips von einer Folie.
  • Die Halbleiterchips werden typischerweise auf einer von einem Rahmen gehaltenen Folie, in der Fachwelt auch als Tape bekannt, zur Abarbeitung auf einer Halbleiter-Montageeinrichtung bereitgestellt. Die Halbleiterchips haften auf der Folie. Der Rahmen mit der Folie wird von einem verschiebbaren Wafertisch aufgenommen. Taktweise werden der Wafertisch verschoben, um einen Halbleiterchip nach dem anderen an einem Ort bereitzustellen, und dann der bereitgestellte Halbleiterchip von einem Chipgreifer aufgenommen und auf einem Substrat plaziert. Die Entnahme des bereitgestellten Halbleiterchips von der Folie wird von einem unterhalb der Folie angeordneten Chip-Auswerfer (in der Fachwelt bekannt als Die-Ejector) unterstützt.
  • Aus der US 7115482 ist ein Verfahren zum Ablösen eines Halbleiterchips von der Folie bekannt, bei dem ein Chip-Auswerfer verwendet wird, der mehrere nebeneinander liegende Platten aufweist. Die Platten werden zum Ablösen des Halbleiterchips entweder gemeinsam angehoben und dann von aussen nach innen sequenziell abgesenkt oder von innen nach aussen sequenziell angehoben, um eine pyramidenförmige, über die Stützebene hinausragende Erhöhung zu bilden. Derartige Chip-Auswerfer und Verfahren sind auch bekannt aus EP 2184765 , US 2010252205 und US 8092645 .
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Ablöseverfahren weiter zu verbessern.
  • Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Darstellung in den Zeichnungen ist schematisch und nicht massstäblich.
  • 1 zeigt in seitlicher Ansicht und im Querschnitt einen Chip-Auswerfer,
  • 2 zeigt den Chip-Auswerfer in Aufsicht,
  • 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Platte mit L-förmiger Stützkante,
  • 4 zeigt in Aufsicht Stützkanten der Platten eines Chip-Auswerfers, und
  • 5 bis 13 zeigen Momentaufnahmen eines Ablöseprozesses.
  • Die 1 zeigt in seitlicher Ansicht und im Querschnitt einen Chip-Auswerfer 1 mit einem in den Grundzügen aus der EP 2184765 bekannten Aufbau. Der Chip-Auswerfer 1 umfasst eine geschlossene, mit Vakuum beaufschlagbare Kammer 2 mit einer vorzugsweise abnehmbaren und auswechselbaren Abdeckplatte 3, auf der ein Teil der Folie 4 mit den Halbleiterchips 5 aufliegt. Die Kammer 2 kann auch durch das Gehäuse des Chip-Auswerfers 1 gebildet oder ein Teil davon sein. Die Abdeckplatte 3 kann auch ein Deckel sein. Die Abdeckplatte 3 enthält in der Mitte ein rechteckförmiges Loch 6, das etwa gleich gross wie die Halbleiterchips 5 ist, und bevorzugt eine Vielzahl von weiteren Löchern 7, die nur in der 2 dargestellt sind und dazu dienen, die Folie 4 anzusaugen, wenn die Kammer 2 mit Vakuum beaufschlagt wird. Der Chip-Auswerfer 1 umfasst weiter eine Vielzahl von Platten 8, die im Innern der Kammer 2 nebeneinander angeordnet und auf einem Träger 9 befestigt sind. Der Chip-Auswerfer 1 umfasst einen ersten Antrieb 10, der dazu dient, den Träger 9 senkrecht zur Oberfläche 12 der Abdeckplatte 3, d.h. hier in z-Richtung zu verschieben. Der Chip-Auswerfer 1 umfasst einen zweiten Antrieb 11, der dazu dient, die Platten 8 relativ zum Träger 9 zu verschieben in der zur Oberfläche 12 der Abdeckplatte 3 senkrechten Richtung. Sowohl der Träger 9 als auch die Platten 8 sind deshalb relativ zur Oberfläche der Folie 4 heb- und senkbar.
  • Die Platten 8 ragen in das zentrale Loch 6 der Abdeckplatte 3 hinein. Zwischen den Platten 8 und dem Rand des Lochs 6 besteht ein umlaufender Spalt 13. Die Kammer 2 ist mit Vakuum beaufschlagbar. Die von den Platten 8 innerhalb des Lochs 6 der Abdeckplatte 3 des Chip-Auswerfers 1 eingenommene Fläche ist bevorzugt etwas kleiner als die Fläche eines Halbleiterchips 5, nämlich so bemessen, dass der Halbleiterchip 5 die von den Platten 8 eingenommene Fläche auf allen Seiten in seitlicher Richtung um etwa 0.5 bis 1 Millimeter überragt. Die Anzahl und Form der Platten 8 hängt von den Abmessungen des Halbleiterchips 5 ab.
  • Bei sehr kleinen Halbleiterchips, d.h. typischerweise bei Halbleiterchips 5 mit einer Kantenlänge bis etwa 5 mm, kommen nur Platten 8 mit geradlinigen Stützkanten zur Anwendung. Bei mittelgrossen Halbleiterchips, d.h. typischerweise bei Halbleiterchips 5 mit Kantenlängen im Bereich von etwa 5 bis 7 mm, kommen Platten 8 mit geradlinigen Stützkanten und ein Paar von Platten mit L-förmigen Stützkanten zur Anwendung. Bei den noch grösseren Halbleiterchips 5 kommen Platten 8 mit geradlinigen Stützkanten und zwei oder mehr Paare, in der Regel zwei Paare, von Platten 8 mit L-förmigen Stützkanten zur Anwendung. Die Platten 8 mit geradlinigen Stützkanten sind im Zentrum angeordnet und jeweils paarweise von Platten 8 mit L-förmigen Stützkanten umgeben.
  • Bei der 1 sind aus Gründen der zeichnerischen Klarheit nur Platten 8 mit geradlinigen Stützkanten dargestellt. Die 3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Platte 8 mit L-förmiger Stützkante 19. Die Stützkante 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet, damit das Vakuum in den Zwischenräumen zwischen den Zähnen an die Unterseite der Folie 4 gelangt und so die Saugkraft erhöht. Die Stützkante kann aber auch ohne Zähne, d.h. als flache Kante ausgebildet sein.
  • Die 4 zeigt in Aufsicht die Stützkanten 19 der Platten 8 eines Chip-Auswerfers 1, der für relativ grosse Halbleiterchips ausgebildet ist. Die Platten dieses Ausführungsbeispiels umfassen neun Platten 8A mit geradlinigen Stützkanten und zwei Paare von Platten 8B bzw. 8C mit L-förmigen Stützkanten, d.h. insgesamt vier Platten mit L-förmigen Stützkanten. Die Begriffe „geradlinig“ und „L-förmig“ beziehen sich auf die Form der Stützkanten 19 in der Stützebene.
  • Das erste Paar der Platten 8B mit L-förmigen Stützkanten, das innere Paar, umschliesst die Platten 8A mit den geraden Stützkanten. Das zweite Paar der Platten 8C mit L-förmigen Stützkanten, das äussere Paar, umschliesst das innere Paar der Platten 8B mit L-förmigen Stützkanten.
  • Das Ablösen und Entnehmen eines Halbleiterchips 5 von der Folie 4 erfolgt mittels des Chip-Auswerfers 1 in Zusammenarbeit mit einem Chipgreifer 16 (10). Der Chipgreifer 16 enthält mit Vorteil ein mit Vakuum beaufschlagbares Saugorgan, das den Halbleiterchip ansaugt und festhält. Der Chipgreifer 16 kann aber auch ein auf dem Bernoulli-Effekt basierendes Saugorgan enthalten, das mit Druckluft versorgt werden muss, um die Saugwirkung zu erzielen. Das Verfahren zum Ablösen eines Halbleiterchips wird nun anhand der 5 bis 13 im Detail erläutert, wobei diese Figuren jeweils eine Momentaufnahme darstellen. Die Folie 4 und die Antriebsmittel für die Bewegung der Platten 8 sind in den 5 bis 13 nicht dargestellt. Eine Bewegung der Platten 8 in positiver z-Richtung wird als Anheben und eine Bewegung der Platten 8 in negativer z-Richtung als Absenken bezeichnet.
  • Um den nächsten Halbleiterchip von der Folie 4 abzulösen, wird die Folie 4 relativ zum Chip-Auswerfer 1 verschoben, so dass sich der abzulösende Halbleiterchip 5 oberhalb des Lochs 6 der Abdeckplatte 3 befindet. Zudem werden alle Platten 8 relativ zum Träger 9 angehoben, so dass ihre Stützkanten 19 in einer gemeinsamen Ebene liegen, und der Träger 9 wird in eine vorbestimmte Position z0 gebracht, in der die Stützkanten 19 bündig mit der Oberfläche 12 der Abdeckplatte 3 sind. In dieser Ausgangslage liegt die Folie 4 auf den Stützkanten 19 der Platten 8 auf. Das Verfahren zum Ablösen des Halbleiterchips 5 von der Folie 4 umfasst folgende Schritte:
    • A) Beaufschlagen der Kammer 2 mit Vakuum, so dass die Folie 4 an die Abdeckplatte 3 gezogen wird,
    • B) Anheben des Trägers 9 um eine vorbestimmte Distanz Δz1, so dass die Stützkanten 19 der Platten 8 eine Höhe H1 über der Oberfläche 12 der Abdeckplatte 3 einnehmen,
    • C) Absenken des äußersten Paares von Platten 8C mit L-förmiger Stützkante,
    • D) fakultativ, Absenken eines zweiten Paares von Platten 8B mit L-förmiger Stützkante,
    • E) Anheben des Trägers 9 um eine vorbestimmte Distanz Δz2, so dass die Stützkanten derjenigen Platten, die noch nicht abgesenkt wurden, eine Höhe H2 > H1 über der Oberfläche 12 der Abdeckplatte 3 einnehmen,
    • F) gestaffeltes Absenken von bisher noch nicht abgesenkten Platten 8 in einer vorbestimmten Reihenfolge, wobei jedoch mindestens eine oder mehrere, bevorzugt drei, Platten 8A nicht abgesenkt werden,
    • G) fakultativ, Absenken des Trägers 9 um eine vorbestimmte Distanz Δz3, so dass die Stützkanten derjenigen Platten, die noch nicht abgesenkt wurden, eine Höhe H3 < H2 über der Oberfläche 12 der Abdeckplatte 3 einnehmen,
    • H) gestaffeltes Absenken der bisher noch nicht abgesenkten Platten 8A,
    • I) Wegfahren des Chipgreifers 16 mit dem Halbleiterchip 5,
    • J) wobei der Chipgreifer 16 spätestens vor dem Absenken der letzten drei Platten 8A über dem Halbleiterchip 5 positioniert und abgesenkt wird, bis er den Halbleiterchip 5 berührt und festhält.
  • Die 5 zeigt eine Momentaufnahme der Ausgangslage.
  • Die 6 zeigt eine Momentaufnahme nach dem Schritt B.
  • Die 7 zeigt eine Momentaufnahme nach dem Schritt C.
  • Die 8 zeigt eine Momentaufnahme nach dem Schritt E.
  • Die 9 bis 11 zeigen aufeinanderfolgende Momentaufnahmen zwischen den Schritten E und G.
  • Die 12 zeigt eine Momentaufnahme nach dem Schritt G.
  • Die 13 zeigt eine Momentaufnahme nach dem Schritt H.
  • Das Absenken der jeweils nächsten Platten kann erfolgen, bevor die vorhergehenden Platten vollständig abgesenkt wurden, wie dies in den 8 bis 12 dargestellt ist. Ab welchem Zeitpunkt die Unterstützung des Chipgreifers 16 erforderlich ist für die Ablösung der Folie 4 vom Halbleiterchip 5 hängt von mehreren Faktoren ab wie beispielsweise der Dicke der Halbleiterchips 5, der Grösse der Halbleiterchips 5, der Haftkraft der Folie 4, der vom Vakuum auf die Folie 4 ausgeübten Saugkraft. Je später der Chipgreifer 16 eingesetzt werden muss, desto grösser ist der Durchsatz des Montageautomaten.
  • Um die Entnahme des nächsten Halbleiterchips 5 vorzubereiten, werden die Platten 8 wieder in die Ausgangslage gebracht.
  • Die Verwendung von Platten mit L-förmigen Stützkanten vermindert den Einfluss von mechanischen Belastungen auf die benachbarten Halbleiterchips und ermöglicht daher das Erreichen einer Höhe H2, die grösser ist als im Stand der Technik, was das Ablösen des Halbleiterchips von der Folie erleichtert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7115482 [0003]
    • EP 2184765 [0003, 0012]
    • US 2010252205 [0003]
    • US 8092645 [0003]

Claims (2)

  1. Verfahren zum Ablösen eines Halbleiterchips (5) von einer Folie (4) mittels eines Chipgreifers (16) und eines Chip-Auswerfers (1), wobei der Chip-Auswerfer (1) erste Platten (8A) aufweist, die eine gerade Stützkante haben, und zweite Platten (8B, 8C) aufweist, die eine L-förmige Stützkante haben, wobei in einer Ausgangslage die Stützkanten (19) der Platten (8A, 8B, 8C) eine Stützebene bilden, auf der die Folie (4) aufliegt, umfassend folgende Schritte: A) Anheben der Platten (8A, 8B, 8C), so dass die Stützkanten (19) der Platten (8A, 8B, 8C) eine Höhe H1 über der Oberfläche (12) der Abdeckplatte (3) einnehmen, B) Absenken eines ersten Paares von Platten (8B) mit L-förmiger Stützkante, C) fakultativ, Absenken eines zweiten Paares von Platten (8C) mit L-förmiger Stützkante, D) Anheben zumindest der bisher noch nicht abgesenkten Platten, so dass die Stützkanten (19) der bisher noch nicht abgesenkten Platten eine Höhe H2 > H1 über der Oberfläche (12) der Abdeckplatte (3) einnehmen, E) gestaffeltes Absenken von bisher noch nicht abgesenkten Platten in einer vorbestimmten Reihenfolge, wobei jedoch mindestens eine oder mehrere Platten (8A) nicht abgesenkt werden, F) fakultativ, Absenken zumindest der bisher noch nicht abgesenkten Platten, so dass die Stützkanten (19) der bisher noch nicht abgesenkten Platten eine Höhe H3 < H2 über der Oberfläche (12) der Abdeckplatte (3) einnehmen, G) Absenken der bisher noch nicht abgesenkten Platten, bis alle Platten (8A, 8B, 8C) abgesenkt sind, und H) Wegfahren des Chipgreifers (16) mit dem Halbleiterchip (5), wobei der Chipgreifer (16) spätestens vor dem Absenken der letzten drei Platten (8A) über dem Halbleiterchip (5) positioniert und abgesenkt wird, bis er den Halbleiterchip (5) berührt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Platten (8A, 8B, 8C) auf einem Träger (9) befestigt sind, wobei der Träger (9) senkrecht zur Oberfläche (12) der Abdeckplatte (3) verschiebbar ist und wobei die Platten (8A, 8B, 8C) relativ zum Träger (9) heb- und senkbar sind, wobei in der Ausgangslage der Träger (9) sich in einer vorbestimmten Position z0 befindet und die Platten (8A, 8B, 8C) relativ zum Träger (9) angehoben sind, so dass die Stützkanten (19) der Platten (8A, 8B, 8C) eine Stützebene bilden, auf der die Folie (4) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass: im Schritt A der Träger (9) um eine vorbestimmte Distanz Δz1 angehoben wird, im Schritt D der Träger (9) um eine vorbestimmte Distanz Δz2 angehoben wird, und im fakultativen Schritt F der Träger (9) um eine vorbestimmte Distanz Δz3 abgesenkt wird.
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