DE2060264A1 - Haltevorrichtung fuer Halbleiterplaettechen und Verfahren zum Verbinden der Haltevorrichtung mit dem Halbleiterplaettchen - Google Patents

Haltevorrichtung fuer Halbleiterplaettechen und Verfahren zum Verbinden der Haltevorrichtung mit dem Halbleiterplaettchen

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Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH
Böblingen, den 3. Dezember 1970 ru-rz
Anmelderin; International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket BC 969 003
Haltevorrichtung für Halbleiterplättchen und Verfahren zum Verbinden der Haltevorrichtung mit dem Halbleiterplättchen
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Halbleiterplättchen, insbesondere solche mit einer sehr geringen Dicke und einem großen Durchmesser, die elektrische Schaltkreise tragen und in eine Vielzahl kleine viereckige Halbleiterplättchen zerschnitten werden, sowie ein Verfahren zum Verbinden der Haltevorrichtung mit dem Halbleiterplättchen mittels eines zwischengebrachten Bindemittels.
Moderne elektronische Datenverarbeitungsanlagen bestehen in der Hauptsache aus mikromi»u 'frisierten elektronischen Schaltkreisen. Diese elektronischen Schaltkreise sind mit Hilfe von Photoraasken- und Ätzverfahren auf Halbleiterplättchen aufgebracht. Zum Zwecke einer rationellen Fertigung werden auf ein solches Halbleiterplättchen mit einem Durchmesser bis ca. 6 1/2 cm bei äußerst geringer Dicke mehrere 10 000 Schaltkreise aufgebracht. Nach dem Aufbringen der Schaltkreise werden diese runden Halbleiterplättchen in eine Vielzahl eckige Halbleiterplättchen mit einer Kantenlänge von ca 1,5 mm zerschnitten, um die aufgebrachten Schaltkreise entsprechend ihrem Verwendungszweck, z.L·. in einer Datenverarbeitungsanlage, kontaktieren zu können. Diese Halbleiterplättchen sind außerdem äußerst spröde und sehr leicht zerbrechlich. Um nun die kreisrunden Halbleiterplättchen in eine Vielzahl kleine eckige Halbleiterplättchen zerschneiden zu kön-
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_ ο —
nen, wurde bisher das runde Halbleiterplättchen auf eine Haltevorrichtung aufgeklebt oder mittels eines organischen Bindemittels mit der Haltevorrichtung unmittelbar verbunden. Ein solcher Träger bzw. eine solche Haltevorrichtung für ein rundes Halbleiterplättchen besteht meistens aus einer relativ dicken Kunststoffscheibe. Außerdem ist es durch die amerikanische Patentschrift 2 531 660 bekannt, die Haltevorrichtung bzw. den Träger vor Aufnahme des Halbleiterplättchens zu erhitzen und mit einem vorgewärmten Bindemittel zu versehen, worauf das Halbleiterplättchen gebracht wird, das mit dem Träger zu verbinden ist. Bei dieser Methode bilden sich im Bindemittel Blasen, da die Luft nicht entweichen kann und andere Einschlüsse, die sich beim nachfolgenden Schneidvorgang störend dahingehend auswirken, daß an diesen Stellen die Halbleiterplättchen brechen oder nicht sauber geschnitten werden. Besonders ist dies dann der Fall, wenn das Halbleiterplättchen einen sehr großen Durchmesser hat. Da man aber aus Rationalisierungsgründen möglichst große Durchmesser der Halbleiterplättchen verwendet, ist dieses Verfahren oberhalb eines Durchmessers von ca. 3 cm nicht mehr zu verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung für Halbleiterplättchen, insbesondere mit großem Durchmesser, sowie ein Verfahren zum Verbinden des Halbleiterplättchens "mit der Haltevorrichtung zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in einer Haltevorrichtung für Halbleiterplättchen, insbesondere mit großem Durchmesser, die dadurch charakterisiert ist, daß auf der kreisrunden Grundplatte der Haltevorrichtung sternförmig Versteif ungsruppen angeordnet sind und daß die Oberfläche teilweise mit einer Schicht eines Bindemittels überzogen ist und daß die im Normalzustand plane Oberfläche im erwärmten Zustand gewölbt ist.
Eine weitere Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren
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zum Verbinden des Halbleiterplättchens mit der Haltevorrichtung, das dadurch charakterisiert ist, daß die Haltevorrichtung zunächst erwärmt wird, wodurch ihre Oberfläche sich wölbt/ daß danach ein vorgewärmtes Bindemittel zentrisch auf einen Teil dieser Oberfläche aufgebracht wird, daß danach das runde Halbleiterplättchen auf den höchsten Punkt der mit dem Bindemittel überzogenen Oberfläche aufgebracht wird und daß danach ein Kühlprozeß eingeleitet wird, wodurch ein Zusammenziehen sowohl der Oberfläche als auch des Bindemittels hervorgerufen wird, bis der Verbindungsprozeß abgeschlossen ist und die Oberfläche annähernd wieder ihren ursprünglichen Zustand angenommen hat.
Durch die konvex geformte Oberfläche des Halters bzw. Trägers für das Halbleiterplättchen ist eine wesentlich bessere Verteilung des Bindemittels zwischen dem Träger und dem Halbleiterplättchen möglich als bisher. Außerdem wird durch die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte sichergestellt, daß keine Blasenbildung auftritt bzw. daß keine Einschlüsse gebildet werden und daß die Luft radial entweichen kann.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen'näher erklärt.
In den Zeichnungen bedeuten:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Haltevorrichtung bzw. einen Träger für das Halbleiterplättchen;
Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Trägers;
Fig. 3 einen Schnitt durch die Haltevorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 beim Aufbringen der Bindemittelschicht;
Fig. 4 das Aufbringen des runden Halbleiterplättchens auf den mit dem Bindemittel überzogenen Träger und
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Fig. 5 das mit der Haltevorrichtung mittels eines Binders verbundene Halbleiterplättchen.
Die in Fig. 1 gezeigte Haltevorrichtung 10 für Halbleiterplättchen 25 mit großem Durchmesser besteht vornehmlich aus Kunststoff. Wie aus der Draufsicht zur ersehen ist, besitzt die Haltevorrichtung 10 drei Versteifungsrippen 11, 12 und 13. Außerdem ist noch eine obere Kappe 15 vorgesehen, die insbeondere in Fig. 2 zu sehen ist.
Wenn nun die Haltevorrichtung bzw. der Träger 10 auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, so nimmt die Kappe 15 eine konvexe Form 16 an, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Durch die konvexe Wölbung der Kappe 15 steht deren oberer Punkt ein wesentliches Stück über der Oberkante 17 der normalen Kunststoffscheibe. Nach dem Abkühlvorgang verringert sich dann dieser Abstand wieder. Die genauen Maße der Veränderung richten sich nach den Eigenschaften des verwendeten Werkstoffs, der Temperatur und den Dimensionen der Haltevorrichtung. Danach wird ein vorgewärmtes Häufchen Bindemittel 20, insbesondere GIykol, auf den erwärmten Träger 10 aufgebracht. Dieses Glykol wird dann in eine konvexe Form entsprechend der Form der Kappe 15 durch eine spezielle Formvorrichtung 21 gebracht. Diese Formvorrichtung ist im Schnitt in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist zu beachten, daß die Formvorrichtung 21 relativ zum Träger 10 und zum Bindemittel nicht zu warm ist. Dadurch, daß die Formvorrichtung 21 eine spezielle Oberfläche aufweist, nimmt das Bindemittel 20, insbesondere Glykol, durch Verformung in etwa die Form dieser Oberfläche an und bildet eine dünne Kruste auf dem Träger 10. Danach wird dann das runde Halbleiterplättchen 25 auf den höchsten Punkt des mit Glykol überzogenen Trägers 10 aufgebracht. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist dann das Halbleiterplättchen 25 in Kontakt mit dem höchsten Punkt der gewölbten Oberfläche 16 gebracht worden. Das Halbleiterplättchen 25 wird bei diesem Kontaktpunkt teilweise erhitzt und es wird dadurch ein thermischer Schock vermieden. Gleichzeitig beginnt der Träger 10 sich
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abzukühlen und die Fläche rund um den höchsten Punkt zieht sich in Richtung der ursprünglichen Scheibe 17 zusammen.
Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß durch eine zusätzliche Kraft, die durch den Pfeil 26 dargestellt ist, das Halbleiterplättchen nach unten gedrückt wird, wodurch es sich der ursprünglich planen Oberfläche 17 des Trägers 10 nähert. Diese Kraft wird während des Zusammenziehens der Krümmung des Trägers 10 kontinuierlich angelegt. Durch fortgesetzte Kühlung des Trägers 10 und des Halbleiterplättchens 25 an den Stellen, wo beide miteinander durch das dazwischengebrachte Bindemittel Kontakt haben, wird schließlich die Endform des Trägers 10 mit dem somit verbundenen Halbleiterplättchen 25 erreicht. Dadurch, daß rund um das Bindemittel ein freier Raum vorhanden ist, bedingt durch die Wölbung des Trägers 10, kann alle Luft zwischen dem Halbleiterplättchen 25 und dem Träger 10 radial entweichen, so daß keine Luftblasen oder sonstigen Einschlüsse entstehen können. Nach einer bestimmten Zeit wird dann der Druck, der durch den Pfeil 26 in Fig. 5 dargestellt ist, weggenommen und zwar zu dem Zeitpunkt, ..- dem ca. 90 % des Endzustandes des mit dem Halbleiterplättchen ZZ .'srbundenen Trägers 10 erreicht ist. Nach einer weiteren Kühlung verbindet sich dann das Halbleiterplättchen 25 mit dem Träger 10 völlig.
Die Zeiten, die für die einzelnen Teilschritte erforderlich sind, richten sich nach dem verwendeten Werkstoff und bilden keine kritischen Faktoren bei diesem Verfahren.
Durch die vorhergehende Beschreibung wird gezeigt, daß das bisherige Problem bei Haltevorrichtungen für Halbleiter ars iua.itstoff, nämlich das Wölben, von einem Nachteil zu einem Vorteil umgekehrt worden ist, indem zwischen den gewölbten Träger 10 und das plane Halbleiterplättchen 25 Glykol gebracht wurde, das nicht die gesamte Oberfläche des Trägers 10 überzieht, wodurch beim Zusammenziehen des Trägers 10 und des Bindemittels alle Luft entweichen kann, so daß eine einwandfreie Verbindung
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zwischen dem Halbleiterplättchen 25 und dem Träger 10 entstehen kann. Außerdem werden durch diese Maßnahme und das außerzentrische Erhitzen thermische Schocks des Halbleiterplättchens 25 vermieden. Auch das Zurückfließen des Bindemittels während des Zusairanenziehungsvorgangs trägt zur gleichmäßigen thermischen Belastung bei und verhindert somit ein Verziehen sowohl des Halbleiterplättchens 25 als auch des Trägers 10, wodurch eine genaue Positionierung des Halbleiterplättchens 25 auf dem Träger 10 mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens möglich ist.
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Claims (3)

  1. 20602BA
    PATENTANSPRÜCHE
    Haltevorrichtung für Halbleiterplättchen, insbesondere solche mit einer sehr geringen Dicke und einem großen Durchmesser, die elektrische Schaltkreise tragen und in eine Vielzahl kleine viereckige Halbleiterplättchen zerschnitten werden, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß auf der kreisrunden Grundplatte der Haltevorrichtung (10) sternförmig Versteifungsrippen (11 bis 13) angeordnet sind und daß die Oberfläche teilweise mit einer Schicht eines Bindemittels (20) überzogen ist und daß die im Normalzustand plane Oberfläche (17) im erwärmten Zustand gewölbt ist.
  2. 2. Verfahren zum Verbinden der Haltevorrichtung nach Anspruch mit dem Halbleiterplättchen mittels eines zwischengebrachten Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (10) zunächst erwärmt wird, wodurch ihre Oberfläche (16) sich wölbt, daß danach ein vorgewärmtes Bindemittel (20) zentrisch auf einen Teil dieser Oberfläche (16) aufgebracht wird, daß danach das runde Halbleiterplättchen (25) auf den höchsten Punkt der mit dem Bindemittel (20) überzogenen Oberfläche (16) aufgebracht wird und daß danach ein Kühlprozeß eingeleitet wird, wodurch ein Zusammenziehen sowohl der Oberfläche (16) als auch des Bindemittels (20) hervorgerufen wird, bis der Verbindungsprozeß abgeschlossen ist und die Oberfläche (16) annähernd wieder ihren ursprünglichen Zustand angenommen hat.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig zum Kühlprozeß noch eine senkrecht auf das Halbleiterplättchen (25) wirkende Kraft (26) angelegt wird, die das Zusammenziehen der Oberfläche (16) auf den angenäherten Ausgangszustand unterstützt und gleichzeitig zur genauen Positionierung des Halbleiterplättchens (25) zur Haltevorrichtung (10) im erkalteten Zustand dient.
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    L e e rs e
    ii e
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