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Es wird ein Verfahren zum Abziehen einer Schutzfolie von einem Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus werden ein Abziehwerkzeug und ein Halbleiterbauteil für ein solches Verfahren angegeben.
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Verfahren zum Abziehen einer Schutzfolie sind beispielsweise aus den Druckschriften
EP 1 519 829 B1 ,
US 2014 / 0 174 041 A1 ,
DE 35 32 553 C1 ,
US 2001 / 0 049 160 A1 ,
US 9 757 935 B2 ,
US 2015 / 0 261 206 A1 ,
US 2009 / 0 208 725 A1 und
JP 2019-41 051 A bekannt.
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Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Schutzfolie effizient von einem Halbleiterbauteil, wie einer Leuchtdiode, abziehbar ist.
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Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Halbleiterbauteil ein optoelektronisches Halbleiterbauteil. Zum Beispiel ist das Halbleiterbauteil dann eine Leuchtdiode oder eine LED-Lampe.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Bereitstellens des Halbleiterbauteils. Dabei befindet sich eine Schutzfolie an einer Bauteiloberseite des Halbleiterbauteils. Die Schutzfolie ist insbesondere dazu eingerichtet, einen optoelektronischen Halbleiterchip, wie einen Leuchtdiodenchip, des Halbleiterbauteils während eines Transports und einer Montage zu schützen. Beispielsweise handelt es sich bei der Schutzfolie um eine transparente oder semi-transparente Folie, die auf der Bauteiloberseite aufgeklebt ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Entfernens der Schutzfolie von der Bauteiloberseite. Dieses Entfernen erfolgt mit zumindest einem Abziehwerkzeug, das eine oder mehrere Abziehöffnungen aufweist. Bevorzugt kommt genau ein Abziehwerkzeug zum Einsatz.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform steht die Schutzfolie an einer Längsseite, in Verlängerung der Bauteiloberseite gesehen, über die Bauteiloberseite über. Das heißt, an der Längsseite überragt die Schutzfolie die Bauteiloberseite.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Entfernen der Schutzfolie ein Führen des Abziehwerkzeugs neben dem Halbleiterbauteil an der Längsseite in Richtung quer zur Bauteiloberseite, insbesondere in Richtung senkrecht zur Bauteiloberseite. Mit anderen Worten wird das Abziehwerkzeug quer, bevorzugt senkrecht oder näherungsweise senkrecht, zur Bauteiloberseite bewegt. Dabei nähert sich das Abziehwerkzeug bevorzugt einer Ebene an, die durch eine Bauteilunterseite des Halbleiterbauteils definiert ist. Die Bauteilunterseite liegt dabei der Bauteiloberseite gegenüber. Das Abziehwerkzeug kann bis zu dieser Ebene geführt werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Abziehwerkzeug an der Schutzfolie schleifend an dieser entlang geführt, sodass die Schutzfolie vom Abziehwerkzeug in Richtung hin zu einer Seitenfläche und/oder in Richtung hin zur Bauteilunterseite des Halbleiterbauteils umgebogen wird. Dabei berührt das Abziehwerkzeug bevorzugt nicht das Halbleiterbauteil, sondern insbesondere im Bereich eines Schafts des Abziehwerkzeugs nur die Schutzfolie.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Entfernen ein Zurückziehen des Abziehwerkzeugs. Dieses Zurückziehen erfolgt bevorzugt in Gegenrichtung zum vorangehenden Führen des Abziehwerkzeugs. Das heißt, es kann eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Abziehwerkzeugs erfolgen. Hierdurch verfängt sich die Schutzfolie in der Abziehöffnung und die Schutzfolie wird von der Bauteiloberseite abgelöst. Das Verfangen kann ein passives Verfangen sein, also alleine aufgrund der Geometrie der Abziehöffnung und aufgrund von Eigenschaften der Schutzfolie, oder das Verfangen ist ein aktives Verfangen, insbesondere durch eine Änderung einer Gestalt der Abziehöffnung.
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Es ist auch möglich, dass sich das Abziehwerkzeug, sofern es Platzverhältnisse an der Schutzfolie erlauben, auch eine waagerechte oder schräge Bewegungsrichtung durchführt, zumindest zum Teil. Das heißt, die Bewegungsrichtung ist bevorzugt überwiegend senkrecht zur Bauteiloberseite orientiert, muss jedoch nicht ausschließlich senkrecht zur Bauteiloberseite verlaufen.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Abziehen einer Schutzfolie von einem Halbleiterbauteil die Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge:
- A) Bereitstellen des Halbleiterbauteils mit der Schutzfolie an einer Bauteiloberseite, und
- B) Entfernen der Schutzfolie von der Bauteiloberseite mit einem Abziehwerkzeug, das eine Abziehöffnung aufweist, wobei die Schutzfolie im Schritt A) an einer Längsseite, in Verlängerung der Bauteiloberseite gesehen, über die Bauteiloberseite übersteht, und
wobei der Schritt B) die folgenden Teilschritte umfasst, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:
- B1) Führen des Abziehwerkzeugs neben dem Halbleiterbauteil an der Längsseite in Richtung quer zur Bauteiloberseite an der Schutzfolie schleifend entlang, sodass die Schutzfolie vom Abziehwerkzeug in Richtung hin zu einer Seitenfläche des Halbleiterbauteils umgebogen wird, und
- B2) Zurückziehen des Abziehwerkzeugs, sodass sich die Schutzfolie in der Abziehöffnung verfängt und die Schutzfolie von der Bauteiloberseite abgelöst wird.
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Das hier beschriebene Verfahren ist insbesondere auf SMT-Bauteile mit einer Schutzfolie gerichtet. SMT steht dabei für Surface Mount Technology, also Oberflächenmontagetechnologie. Die Schutzfolie kann mit diesem Verfahren auch unter beengten Platzbedingungen entfernt werden. Insbesondere ist es möglich, dass das Verfahren mit dem Abziehwerkzeug automatisch oder automatisiert ablaufen kann.
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Es ist oft gewünscht, dass LED-basierte Lichtquellen mit einer Schutzfolie über einer Licht-emittierenden Fläche ausgeliefert werden. Dabei sind viele verschiedene Parameter möglich, insbesondere hinsichtlich einer Ausgestaltung der Schutzfolie wie deren Form, wie weit die Schutzfolie über das Halbleiterbauteil hinaus steht, oder wie Klebeflächen zur Befestigung der Schutzfolie gestaltet sind. Entsprechend hoch können Anforderungen an das Verfahren sein, mit dem die Schutzfolie etwa nach einem Auflöten und einer Montage weiterer Komponenten zum Beispiel auf einer Leiterplatte, wie einer gedruckten Leiterplatte, kurz PCB, wieder entfernt werden soll.
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Schutzfolien werden oft manuell entfernt. Bei großen Stückzahlen oder bei beengten Platzverhältnissen ist dies nicht praktikabel.
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Mit dem hier beschriebenen Verfahren wird die Schutzfolie durch ein geeignetes Abziehwerkzeug entfernt. Das Abziehwerkzeug ist zum Beispiel wie ein Meißel ausgebildet und hat nahe einem unteren Ende einen Schlitz oder eine Einkerbung als Abziehöffnung. Diese verläuft schräg nach unten, wobei eine untere Kante der Abziehöffnung scharfkantig oder mit Zähne oder Zacken gestaltet sein kann.
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Insbesondere wird das Abziehwerkzeug somit neben dem Halbleiterbauteil nach unten in Richtung Leiterplatte geführt, auf der das Halbleiterbauteil bevorzugt zuvor befestigt wurde. Eine Lasche oder ein Überstand der Abdeckfolie wird dabei elastisch nach unten gedrückt und gleitet an einem zum Beispiel meißelförmigen Schaft des Abziehwerkzeugs entlang. Wenn das Abziehwerkzeug wieder hochgezogen wird, fädelt die Schutzfolie in die Abziehöffnung des Abziehwerkzeugs ein, verkeilt oder verfängt sich dort, zum Beispiel an der scharfen oder gezackten Kante, und wird dadurch hochgezogen und vom Halbleiterbauteil abgezogen.
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Die Klemmwirkung des Abziehwerkzeugs auf die Schutzfolie kann zusätzlich auch aktiv herbeigeführt werden, indem man den Schaft des Abziehwerkzeugs mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausführt und den Schlitz oder die Einkerbung, die die Abziehöffnung bilden können, verengt, nachdem die Schutzfolie eingefädelt hat.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Schutzfolie im Schritt A) mittels eines Klebers an dem Halbleiterbauteil befestigt. Bevorzugt ist der Kleber nur lokal zwischen der Schutzfolie und dem Halbleiterbauteil angebracht, kann alternativ aber auch ganzflächig vorhanden sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Kleber nur entlang zweier einander gegenüberliegenden Querseiten der Bauteiloberseite angebracht. Die Querseiten sind dabei quer, bevorzugt senkrecht, zur Längsseite orientiert, in Draufsicht auf die Bauteiloberseite gesehen. Die Querseiten können jeweils länger sein als die Längsseite.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Abziehöffnung durch einen Schlitz oder durch eine Kerbe gebildet. Die Abziehöffnung erstreckt sich teilweise oder vollständig längs der Längsseite. Das heißt, die Abziehöffnung kann langezogen sein und entlang der Längsseite so breit wie oder breiter als die Schutzfolie sein. Alternativ kann die Abziehöffnung vergleichsweise schmal sein und sich nur entlang eines Teils der Längsseite erstrecken, zum Beispiel zu höchstens 60 % oder 40 % entlang der Längsseite. Es ist möglich, dass die Abziehöffnung im Querschnitt gesehen trapezförmig oder parallelogrammförmig ist. Erstreckt sich die Abziehöffnung vollständig längs der Längsseite, so umfasst das Abziehwerkzeug bevorzugt einen Rahmen, der entlang der Längsseite gesehen neben der Schutzfolie liegt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Abziehöffnung mit einem Winkel von mindestens 0° oder von mindestens 30° oder von mindestens 40° und/oder von höchstens 70° oder von höchstens 60° oder von höchstens 50° weg von der Bauteiloberseite und hin zur Bauteilunterseite. Das heißt, die Abziehöffnung verläuft bevorzugt relativ steil bis fast senkrecht zur Bauteiloberseite.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt an einer Unterkante der Abziehöffnung ein spitzer Winkel vor. Die Unterkante ist dabei einem Fußende des Abziehwerkzeugs zugewandt. Das Fußende ist dasjenige Ende des Abziehwerkzeugs, das sich im Schritt B1) voraus bewegt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Unterkante mit einer oder mit mehreren Fangstrukturen versehen. Die mindestens eine Fangstruktur ist dazu eingerichtet, im Schritt B2) in die Schutzfolie einzudringen und/oder sich an der Schutzfolie zu verfangen. Zum Beispiel ist die Fangstruktur durch Zacken, Haken, Widerhaken und/oder Zähne gebildet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Abziehwerkzeug einen Schaft. Der Schaft ist bevorzugt die einzige Komponente des Abziehwerkzeugs, die die Schutzfolie berührt und die somit dem Halbleiterbauteil nahe kommt. In dem Schaft befindet sich die Abziehöffnung oder befinden sich die Abziehöffnungen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schaft des Abziehwerkzeugs einstückig gestaltet. Das heißt, der Schaft ist dann durch ein einziges Bauteil gebildet und ist bevorzugt in sich unbeweglich.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schaft mechanisch starr. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Gebrauch verformt sich der Schaft nicht oder nicht signifikant.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schaft des Abziehwerkzeugs mehrere Teile, insbesondere genau zwei Teile. Die Teile können aus dem gleichen oder auch aus unterschiedlichen Materialien geformt sein. Es ist möglich, dass die Teile voneinander verschiedene Dicken aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Teile des Schafts gegeneinander verschiebbar. Dadurch ist es möglich, durch eine Relativbewegung der Teile zueinander eine Gestalt der Abziehöffnung zu ändern und im Schritt B2) die Abziehfolie einzuklemmen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft die Abziehöffnung zumindest im Schritt B1) in Richtung weg von der Bauteiloberseite durch die Teile des Schafts hindurch. Das heißt, die Abziehfolie kann im Schritt B1) durch den gesamten Schaft hindurchgeführt oder hindurchgeführt werden. Damit ist die Schutzfolie erst im Schritt B2) effizient zwischen den Teilen einklemmbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Abziehöffnung im Schritt B1) durch einen Abstand zwischen den Teilen gebildet, insbesondere durch einen Abstand parallel zu einer Bewegungsrichtung des Abziehwerkzeugs. Insbesondere ist damit eines der Teile, oder auch beide Teile, frei von einem durchgehenden Loch für die Abziehöffnung. Mit anderen Worten verläuft die Abziehöffnung nur teilweise durch den Schaft hindurch. Im Schritt B2) kann die Schutzfolie dann zwischen den Teilen eingeklemmt werden, insbesondere ohne dass die Schutzfolie den Schaft durchdringt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform steht die Schutzfolie im Schritt A) nur an der Längsseite über die Bauteiloberseite über. Somit ist es möglich, dass die Schutzfolie einer, an mehreren oder an allen übrigen Seiten der Bauteiloberseite, in Draufsicht gesehen, gegenüber der Bauteiloberseite zurückversetzt ist oder bündig mit der Bauteiloberseite endet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Schutzfolie aus einem der folgenden Materialien oder umfasst zumindest eines der folgenden Materialien: ein Polyamid, ein Polyacrylat, ein Polycarbonat.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Schutzfolie eine Klebekraft zur Bauteiloberseite von mindestens 1 N/cm und/oder von höchstens 10 N/cm pro cm auf, das heißt, eine Klebekraft von zum Beispiel 2,5 N pro cm Schutzfolienlänge. Eine Breite eines beispielsweise streifenförmigen Klebers, mit dem diese Klebekraft erzielt wird, liegt zum Beispiel bei mindestens 0,5 mm und/oder bei höchstens 5 mm. Bevorzugt sind mehrere, insbesondere zwei, solcher streifenförmigen Kleber vorhanden. Als Kleber wird zum Beispiel ein Silikon verwendet. Es ist möglich, dass die Schutzfolie, optional samt Kleber, bis zu 180 °C temperaturbeständig ist und kurzeitig, insbesondere für höchstens 10 s oder 30 s, einer Temperatur von 350 °C Stand hält.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Material der Schutzfolie, und damit bevorzugt die Schutzfolie selbst, einen Elastizitätsmodul von mindestens 1 GPa oder von mindestens 2,5 GPa bei 300 K auf. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Wert bei höchstens 8 GPa oder bei höchstens 4 GPa. Es ist möglich, dass bei 300 K eine Zugfestigkeit der Schutzfolie bei mindestens 0,1 GPa oder bei mindestens 0,15 GPa und/oder bei höchstens 0,8 GPa oder bei höchstens 0,4 GPa liegt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein Verhältnis aus einer Höhe der Abziehöffnung und einer Dicke der Schutzfolie mindestens 1,1 oder mindestens 1,2 oder mindestens 1,5. Alternativ oder zusätzlich liegt dieses Verhältnis bei höchstens 6 oder bei höchstens 4 oder bei höchstens 3. Die Höhe der Abziehöffnung wird insbesondere in Richtung senkrecht zur Bauteiloberseite und entlang der Bewegungsrichtung des Schafts im Schritt B2) bestimmt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein Verhältnis aus einem Überstand der Schutzfolie über die Längsseite zu einer Dicke des Halbleiterbauteils mindestens 0,2 oder mindestens 0,5 oder mindestens 0,8. Alternativ oder zusätzlich liegt dieses Verhältnis bei höchstens 5 oder bei höchstens 2 oder bei höchstens 1,2. Der Überstand wird bevorzugt bestimmt, wenn die Schutzfolie noch nicht durch das Abziehwerkzeug verformt ist, also insbesondere im Schritt A).
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein Verhältnis aus dem Überstand und der Dicke der Schutzfolie mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 20. Alternativ oder zusätzlich liegt dieses Verhältnis bei höchstens 100 oder bei höchstens 50 oder bei höchstens 35.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Halbleiterbauteil im Schritt A) an einem Träger, wie einer Leiterplatte, bereitgestellt. Es ist möglich, dass sich nur eines oder mehrere der Halbleiterbauteile an dem Träger befinden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich an dem Träger zumindest ein Trägerrahmen, der eine oder mehrere Ausnehmungen bildet. Das Halbeiterbauteil ist hierbei bevorzugt in der Ausnehmung angeordnet. Insbesondere besteht ein eineindeutige Zuordnung zwischen der zumindest einen Ausnehmung und dem zumindest einen Halbleiterbauteil.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt ein Abstand des Halbleiterbauteils zum Trägerrahmen, insbesondere auf Höhe der Bauteiloberseite, an der Längsseite mindestens 0,5 mm oder mindestens 1 mm oder mindestens 2 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Abstand bei höchstens 10 mm oder bei höchstens 5 mm oder bei höchstens 2,5 mm. Dabei ist es möglich, dass der Abstand höchstens 10 % oder höchstens 5 % und/oder mindestens 1 % einer Diagonalenlänge der Bauteiloberseite beträgt. Das heißt, im Vergleich zu einer Diagonalenlänge der Bauteiloberseite kann der Abstand klein sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt B) das Abziehwerkzeug zwischen das Halbleiterbauteil und den Trägerrahmen in die Ausnehmung geführt. Somit ist es mit dem hier beschriebenen Abziehwerkzeug möglich, trotz des geringen Platzes seitlich neben dem Halbleiterbauteil die Schutzfolie automatisiert zu entfernen.
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Darüber hinaus wird ein Abziehwerkzeug für ein Verfahren, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben, angegeben. Merkmale des Abziehwerkzeugs sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Abziehwerkzeug einen Schaft, in dem sich eine oder mehrere Abziehöffnungen befinden. Die Abziehöffnung verläuft hin zu einem Fußende des Schafts, zum Beispiel mit einem Winkel von mindestens 20° und/oder von höchstens 70°, insbesondere 50° bis 60°. Eine Länge des Schafts ist bevorzugt um mindestens einen Faktor 10 oder 20 oder 30 größer als ein Abstand der Abziehöffnung zum Fußende. Der Abstand wird bevorzugt an einer Außenseite des Schafts bestimmt, wie von außen gesehen, und bezieht sich dann nicht auf einen Abstand der Abziehöffnung zum Fußende innerhalb des Schafts.
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Darüber hinaus wird ein Halbleiterbauteil für ein Verfahren, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben, angegeben. Merkmale des Halbleiterbauteils sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil einen oder mehrere Halbleiterchips, besonders bevorzugt mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip, wie einen Leuchtdiodenchip, einen Laserdiodenchip, einen CCD-Chip oder einen Fotodiodenchip. Außerdem umfasst das Halbleiterbauteil einen Rahmen, der den zumindest einen Halbleiterchip in Draufsicht auf die Bauteiloberseite gesehen ringsum bevorzugt vollständig umläuft. Eine Schutzfolie, die zumindest oder nur auf dem Rahmen befestigt ist, ist bevorzugt beabstandet zum optoelektronischen Halbleiterchip angeordnet, sodass die Schutzfolie den mindestens einen Halbleiterchip nicht berührt. Die Schutzfolie steht an einer Längsseite einer Bauteiloberseite, in Verlängerung der Bauteiloberseite gesehen, über die Bauteiloberseite über, sodass in Draufsicht auf die Bauteiloberseite gesehen an der Längsseite das Halbleiterbauteil oder der Verbund aus Halbleiterbauteil und Schutzfolie von der Schutzfolie begrenzt ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der mindestens eine optoelektronische Halbleiterchip eine Vielzahl von Pixeln auf. Die Pixel oder Gruppen von Pixeln sind bevorzugt elektrooptisch unabhängig voneinander ansteuerbar. Zum Beispiel sind mindestens 100 oder 103 oder 104 und/oder höchstens 106 oder höchstens 105 der Pixel vorhanden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der mindestens eine optoelektronische Halbleiterchip zur Erzeugung von Licht eingerichtet. Beispielsweise ist der Halbleiterchip dazu bestimmt, im Betrieb weißes oder farbiges Licht abzustrahlen. Das abzustrahlende Licht kann eine feste spektrale Zusammensetzung haben oder kann abstimmbar sein, indem zum Beispiel Pixel zur Emission von weißem Licht unterschiedlicher korrelierter Farbtemperaturen oder verschiedenfarbig emittierende Pixel vorhanden sind.
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Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Verfahren, ein hier beschriebenes Abziehwerkzeug und ein hier beschriebenes Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Es zeigen:
- 1 bis 5 schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Fertigstellen hier beschriebener Halbleiterbauteile,
- 6 eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel eines hier beschriebenen Halbleiterbauteile,
- 7 eine schematische Schnittdarstellung des Halbleiterbauteils der 6,
- 8 bis 11 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von Abziehwerkzeugen für hier beschriebene Verfahren, und
- 12 und 13 schematische Seitenansichten von Ausführungsbeispielen von Abziehwerkzeugen für hier beschriebene Verfahren.
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In den 1 bis 5 ist ein Verfahren zum Abziehen einer Schutzfolie 2 von einem Halbleiterbauteil 1 illustriert. In 1 ist gezeigt, dass das Halbleiterbauteil 1, das bevorzugt ein optoelektronisches Halbleiterbauteil zur Abstrahlung von Licht ist, auf einem Träger 51 montiert ist, zum Beispiel mittels Löten.
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An dem Träger 51 befindet sich ein Trägerrahmen 53, der eine Ausnehmung 52 definiert. Das Halbleiterbauteil 1 ist in der Ausnehmung 52 angebracht, wobei ein Abstand D zwischen dem Trägerrahmen 53 und dem Halbleiterbauteil 1 vergleichsweise klein ist und zum Beispiel bei ungefähr 2 mm liegt. Zum Beispiel beträgt der Abstand D mindestens das Doppelte und höchstens das Sechsfache einer Montagetoleranz beim Platzieren des Halbleiterbauteils 1 an dem Träger 51. Die Montagetoleranz beträgt zum Beispiel 0,5 mm. Zur Vereinfachung der Darstellung sind der Träger 51 und der Trägerrahmen 53 nachfolgend nicht mehr gezeichnet.
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Abweichend von der Darstellung in 1 kann auch eine Vielzahl der Halbleiterbauteile 1 an dem Träger 51 montiert sein.
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An einer Oberseite 10 des Halbleiterbauteils 1 ist eine Schutzfolie 2 befestigt. Die Schutzfolie 2 ist bevorzugt aufgeklebt. Dabei kann die Schutzfolie 2 beabstandet zu einem Halbleiterchip des Halbleiterbauteils 1 sein. An einer Längsseite 11 steht die Schutzfolie 2 über die Bauteiloberseite 10 über. Die Schutzfolie 2 ist dabei parallel zur Bauteiloberseite 10 ausgerichtet und ist eben geformt.
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Zum Beispiel ist die Schutzfolie 2 eine Folie aus Kapton oder Polyimid, zum Beispiel des Typs JANUS® K92 KAPTON® des Herstellers DETAKTA, Norderstedt, Deutschland, mit einer Dicke von 0,064 mm.
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Zum Entfernen der Schutzfolie 2 kommt ein Abziehwerkzeug 4 zum Einsatz. Das Abziehwerkzeug 2 hat einen schmalen, zum Beispiel meißelförmigen Schaft 40, sodass es in einen Spalt zwischen dem Trägerrahmen 53 und dem Halbleiterbauteil 1 passt. An einem Fußende 46, das dem Halbleiterbauteil 1 und dem Träger 51 zugewandt ist, weist der Schaft 40 eine Abziehöffnung 44 auf. Die Abziehöffnung 44 ist zum Beispiel schlitzförmig gestaltet. Eine Bewegungsrichtung M des Abziehwerkzeugs 4 ist gemäß 1 senkrecht zur Bauteiloberseite 10 und hin zum Träger 51.
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In 2 ist illustriert, dass das Abziehwerkzeug 4 auf der Schutzfolie 2, seitlich neben dem Halbleiterbauteil 1, aufsetzt und die Schutzfolie 2 nach unten drückt, hin zu einer Seitenfläche 12 des Halbleiterbauteils 1, die die Bauteiloberseite 10 mit einer gegenüberliegenden Bauteilunterseite 14 verbindet. An einer Längsseite 11 der Bauteiloberseite 10 knickt die Schutzfolie 2 hierdurch ab. Bevorzugt erfolgt hierdurch noch kein Ablösen der Schutzfolie 2 von der Bauteiloberseite 10. Das heißt, das Abziehwerkzeug 2 schleift in diesem Stadium seitlich an der Schutzfolie 2 vorbei hin zum Träger 51 und verbiegt die Schutzfolie 2.
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Im Verfahrensschritt der 3 ist illustriert, dass sich das Abziehwerkzeug 4 weiter an der Schutzfolie 2 vorbei bewegt hat. Dabei gleitet das Abziehwerkzeug 4 an der Schutzfolie 2 entlang, bis eine Folienkante in die Abziehöffnung 44 einschnappt. Das Abziehwerkzeugt 4 kann dabei bis an den Träger 51 gelangen oder beabstandet zum Träger 51 stoppen.
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Im Verfahrensschritt der 4 wurde die Bewegungsrichtung M umgekehrt, sodass sich das Abziehwerkzeug 4 wieder vom Träger 51 weg bewegt, in Richtung senkrecht zur Bauteiloberseite 10 und auf dem gleichen Weg zurück. Dabei rutscht die Schutzfolie 2 weiter in die Abziehöffnung 44 und verkeilt sich darin. Aufgrund der Form der Abziehöffnung 44 und der relativ ausgeprägten Steifigkeit der Schutzfolie 2 wird die Schutzfolie 2 somit in der Abziehöffnung 44 arretiert.
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Bewegt sich das Abziehwerkzeug 4 weiter, siehe 5, so wird die Schutzfolie 2 von der Bauteiloberseite 10 kontinuierlich nach oben weg abgezogen. Das Abziehwerkzeug 4 bewegt sich bevorzugt so weit weg von der Bauteiloberseite 10, bis die Schutzfolie 2 vollständig von der Bauteiloberseite 10 abgehoben ist. Nachdem die Schutzfolie 2 von der Bauteiloberseite 10 abgelöst ist, kann die Schutzfolie 2 weiterhin an dem Abziehwerkzeug 4 fixiert sein oder die Schutzfolie 2 wird anderweitig beseitigt, zum Beispiel mittels eines Luftstroms, nicht gezeigt.
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Mit diesem Verfahren ist ein effizientes, sicheres, zuverlässiges und automatisiertes Ablösen und Entfernen der Schutzfolie 2 ermöglicht.
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In den 6 und 7 ist ein Beispiel eines Halbleiterbauteils 1 mit Schutzfolie 2 dargestellt. Das Halbleiterbauteil 1 umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip 3 mit einer Vielzahl von Pixeln 33. Der zumindest eine Halbleiterchip 3 ist in Draufsicht gesehen ringsum von einem Rahmen 33 umgeben. Der Rahmen 33 ist zum Beispiel unmittelbar an den Halbleiterchip 3 angeformt und ist zum Beispiel mittels Gießen oder Spritzen oder Pressen erstellt. Der Halbleiterchip 3 reicht bevorzugt nicht bis an die Bauteiloberseite 10, sodass die Bauteiloberseite 10 ausschließlich vom Rahmen 33 gebildet sein kann.
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Zum Beispiel ist die Schutzfolie 2 nur an zwei Querseiten 13, senkrecht zur Längsseite 11, mittels eines streifenförmigen Klebers 21 an der Bauteiloberseite 10 befestigt. Eine Länge L der Längsseite 11 kann kleiner sein als eine Länge Q der Querseite 13. Die Länge L beträgt zum Beispiel mindestens 5 mm und/oder höchstens 50 mm. Die Länge Q liegt beispielsweise bei mindestens 8 mm und/oder bei höchstens 80 mm. Eine Dicke B des Halbleiterbauteils 1 zwischen der Bauteiloberseite 10 und der Bauteilunterseite 14 liegt zum Beispiel bei mindestens 0,5 mm und/oder bei höchstens 5 mm, insbesondere zwischen einschließlich 1 mm und 2 mm.
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Die Schutzfolie 2 steht nur an der Längsseite 11 über die Bauteiloberseite 10 über und ist ansonsten gegenüber der Bauteiloberseite 10 zurückversetzt, zum Beispiel um mindestens 0,1 mm und/oder um höchstens 1 mm. An der Längsseite 11 kann die Schutzfolie 2 wie ein symmetrisches oder auch wie ein asymmetrisches Trapez geformt sein.
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Eine Dicke T der Schutzfolie 2 beträgt zum Beispiel mindestens 20 µm und/oder höchstens 0,2 mm, insbesondere zwischen einschließlich 45 µm und 95 µm. Die Schutzfolie 2 ist zum Beispiel als Polyamid. Ein Überstand P der Schutzfolie 2 an der Längsseite 11 über die Bauteiloberseite 10 beträgt zum Beispiel mindestens 0,4 mm und/oder höchstens 4 mm. Dieser Überstand P ist zum Beispiel mit einer Toleranz von höchstens einem Faktor 1,5 oder 1,2 gleich der Dicke B des Halbleiterbauteils. Alternativ oder zusätzlich beträgt der Überstand P mindestens 2 % oder mindestens 5 % und/oder höchstens 25 % oder höchstens 15 % der Länge Q. Eine Dicke des Klebers 21 beträgt zum Beispiel mindestens 2 µm und/oder höchstens 0,1 mm.
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Die in den drei vorhergehenden Absätzen genannten Werte können einzeln, alle zusammen oder in beliebiger Kombination gelten.
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Ein solches Halbleiterbauteil 1 samt Schutzfolie 2, wie in den 6 und 7 illustriert, kann in allen anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, insbesondere im Verfahren der 1 bis 5.
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In den 8 bis 13 sind verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten des Abziehwerkzeugs 4 veranschaulicht, wie in allen Ausführungsbeispielen verwendbar.
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Anders als beim Verfahren der 1 bis 5 sind die Abziehwerkzeuge 4 der 8 bis 13 jeweils mehrteilig, insbesondere zweiteilig, gestaltet. Das heißt, der Schaft 44 ist insbesondere aus einem ersten Teil 43 und aus einem zweiten Teil 42 zusammengesetzt, wobei die Teile 43, 42 gegeneinander beweglich sind. Dabei ist das erste Teil 43 bestimmungsgemäß jeweils der abzuziehenden Schutzfolie 2 zugewandt.
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Gemäß 8 können die Teile 43, 42 lochfrei sein. Das zweite Teil 42 ist im Querschnitt gesehen und hakenförmig gestaltet und definiert eine Gesamtdicke des Schafts 40. Das zweite Teil 42 bildet eine Unterkante 45 der Abziehöffnung 44 und ein Fußende 46 des Schafts 40. An der Unterkante 45 bildet die Abziehöffnung 44 mit einer Vorderseite des zweiten Teils 42, welche bündig oder näherungsweise bündig mit dem ersten Teil 43 abschließt, zum Beispiel einen spitzen Winkel A von ungefähr 45°.
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Das erste Teil 43 ist parallel zum zweiten Teil 42 beweglich, entlang einer bestimmungsgemäßen Bewegungsrichtung des Schafts 40 während des Verfahrens. In Verfahrensschritten entsprechend der 1 bis 3 beträgt eine Höhe H der Abziehöffnung 44 bevorzugt mindestens ein 1,5-Faches und/oder höchstens ein Dreifaches einer Dicke T der Schutzfolie 2, für die das Abziehwerkzeug 4 vorgesehen ist. Gleiches kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen gelten.
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In den Verfahrensschritten entsprechend der 4 und 5 wird das erste Teil 43 hin zur Unterkante 45 bewegt, sodass die abzuziehende Schutzfolie 2 zwischen den Teilen 43, 42 eingeklemmt wird. Die Unterkante 45 ist dabei bevorzugt scharfkantig, um ein Verkanten oder Verhaken der Schutzfolie 2 mit dem Schaft 40 zu verbessern.
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Beim Ausführungsbeispiel der 9 erstreckt sich die Abziehöffnung 44 durch beide Teile 43, 42 hindurch, sodass in den Verfahrensschritten entsprechend der 1 bis 3 ein durchgehender Kanal für die Abziehöffnung 44 gebildet wird. IN den Schritten des Verfahrens entsprechend der 4 und 5 werden die Teile 43, 42 gegeneinander verschoben, sodass die Schutzfolie 2 eingeklemmt werden kann. Dabei kann eine zusätzliche Haltewirkung durch die dem Fußende 46 zugewandte scharfe Kante an der Abziehöffnung 44 des zweiten Teils 42, die sich nahe dem ersten Teil 43 befindet, bewirkt werden.
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In 10 ist illustriert, dass das zweite Teil 42 im Bereich der Abziehöffnung 44 runde Konturen aufweisen kann. Hierdurch kann ein Risiko eines Abscherens der Schutzfolie 2 aufgrund einer Relativbewegung der Teile 42, 43 zueinander vermindert werden.
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Außerdem ist in 10 gezeigt, dass die Abziehöffnung 44 insbesondere im ersten Teil 43 zwei Bereiche aufweisen kann: An einer der abzuziehenden Schutzfolie 2 zugewandten Seite verläuft die Abziehöffnung 44 steiler und wird hin zum zweiten Teil 42 flacher. Dadurch ist erreichbar, dass ein Abstand zwischen dem Fußende 46 und der Abziehöffnung 44 an der der abzuziehenden Schutzfolie 2 zugewandten Seite des ersten Teils 43 kleiner sein kann als bei einer Abziehöffnung 44 konstanter Steigung. Gleiches gilt für alle anderen Ausführungsbeispiele.
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In 11 ist illustriert, dass die Abziehöffnung 44 keilförmig geformt sein kann, sodass sich die Abziehöffnung 44 in Richtung hin zum zweiten Teil 42 verjüngt. Eine solche Gestaltung kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen.
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Außerdem ist in 11 dargestellt, dass die Teile 42, 43 in geöffnetem Zustand des Abziehwerkzeugs 4, also in den Verfahrensschritten entsprechend der 1 bis 3, nicht bündig an dem Fußende 46 abzuschließen brauchen. Zum Beispiel steht das zweite Teil 42 hin zum Fußende 46 über das erste Teil 43 über, oder auch umgekehrt. Setzt der Schaft 40 auf den Träger 51 auf, nicht gezeichnet, so kann durch diesen Versatz der Teile 42, 43 zueinander ein automatisches Arretieren der Schutzfolie 2 in der Abziehöffnung 44 erfolgen. Eine solche Gestaltung kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen.
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Gemäß 12 weist das zweite Teil 42 in Draufsicht entlang der Längsseite 11 gesehen eine größere Breite auf als das erste Teil 43. Dies gilt insbesondere für Gestaltungen des Abziehwerkzeugs 4 gemäß der 9 bis 11. Dem gegenüber sind die Teile 42, 43 gemäß 13 gleich breit. Dies kann zum Beispiel für Abziehwerkzeuge gemäß der 8 gelten. Damit kann sich die Abziehöffnung 44 überwiegend oder vollständig quer über die Teile 42, 43 erstrecken.
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Außerdem ist in 12 illustriert, dass sich insbesondere an der Unterkante 46 der Abziehöffnung 44 eine oder mehrere Fangstrukturen 41 befinden können. Die mindestens eine Fangstruktur 41 ist zum Beispiel durch einen Zacken oder Widerhaken gebildet. Eine solche Gestaltung kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen.
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Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge aufeinander, insbesondere unmittelbar aufeinander, sofern nichts anderes beschrieben ist. Sich in den Figuren nicht berührende Komponenten weisen bevorzugt einen Abstand zueinander auf. Sofern Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die zugeordneten Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Außerdem sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben, falls nichts anderes angegeben ist.
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Vielmehr umfasst die Offenbarung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halbleiterbauteil
- 10
- Bauteiloberseite
- 11
- Längsseite der Bauteiloberseite
- 12
- Seitenfläche des Halbleiterbauteils
- 13
- Querseite der Bauteiloberseite
- 14
- Bauteilunterseite
- 2
- Schutzfolie
- 21
- Kleber
- 3
- optoelektronischer Halbleiterchip
- 31
- Pixel
- 33
- Rahmen
- 4
- Abziehwerkzeug
- 40
- Schaft
- 41
- Fangstruktur
- 42
- zweites Teil des Schafts
- 43
- erstes Teil des Schafts
- 44
- Abziehöffnung
- 45
- Unterkante
- 46
- Fußende des Schafts
- 51
- Träger
- 52
- Ausnehmung
- 53
- Trägerrahmen
- A
- Winkel der Abziehöffnung zum Halbleiterbauteil
- B
- Dicke des Halbleiterbauteils ohne Schutzfolie
- D
- Abstand Halbleiterbauteil - Trägerrahmen
- H
- Höhe der Abziehöffnung
- L
- Länge des Halbleiterbauteils an der Längsseite
- M
- Bewegungsrichtung des Abziehwerkzeugs
- P
- Überstand der Schutzfolie
- Q
- Länge des Halbleiterbauteils an der Querseite
- T
- Dicke der Schutzfolie