JP2004535343A - 半導体用トレイ - Google Patents

Abstract

トレイ部分（１２）とレール部分（１４）と中間部分（３０）とを有する半導体用のトレイ（１０）である。トレイ部分には複数のチップ溝（２０）が形成されている。レール部分はほぼトレイ部分のまわりを延びている。中間部分はトレイ部分とレール部分を相互に連結していて、レール部分に対して115°以上の角度で方向付けられている。

Description

【技術分野】
【０００１】
この出願は、2001年7月15日に出願された米国仮特許出願第60/305,785の出願日の利益を請求している。この出願は参照によってここに導入する。
【０００２】
一般にこの発明は半導体の製造の際に使用するためのトレイに関する。さらに詳しくは、この発明は半導体の製造の際に半導体を運搬するのに使用するためのトレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体の製造の際には、通常は、単一の基板の上に多数の集積回路が製造される。その後、基板を分離して個々の集積回路チップが形成される。適切に取り扱わないと、集積回路チップは容易に損傷を受ける。
【０００４】
製造過程の間に集積回路チップを保護するためにパッケージングシステムが開発されてきた。これらのパッケージングシステムは一般に、チップへの物理的な損傷を最小限に抑えるためにチップをクッションで守り、またチップと如何なる形でも反応しないような非金属材料から製造される。
【０００５】
そうしたパッケージングシステムの一つが、本出願の譲渡人に譲渡されたWallestadの米国特許第3,494,459号に開示されている。Wallestadのパッケージングシステムの特許は複数のチップトレイを有している。チップトレイの各々には複数の溝が形成されており、溝はそれぞれ集積回路チップの一つを受容するようになっている。チップトレイは積み重ねられるようになっており、比較的密な配置で容易に集積回路チップを運搬することができる。
【０００６】
チップトレイはトレイ部分とレール部分を有している。トレイ部分はチップ溝が設けられているところである。レール部分はトレイ部分のまわりを延びている。レール部分はトレイ部分の下方に配置されていて、溝がチップトレイの下面に形成されるようになっている。この溝は下側のチップトレイのトレイ部分を受容するようになっており、チップトレイを互いの上に設置することによってチップトレイの積み重ねが容易に行える。
【０００７】
Nemotoの米国特許第5,481,438号には、いくつかのリードがそこから延びているような半導体に特に適した半導体用トレイが開示されている。Nemotoのデバイスは半導体が貯蔵されている部分のまわりに上方へ延びるフレームを有している。Nemotoのデバイスはまた、トレイのまわりを延びるレールも有している。このレールはベースへ直接連結されている。
【発明の開示】
【０００８】
この発明の一実施形態は、半導体用のチップトレイに関するものである。このチップトレイは、トレイ部分と、このトレイ部分のまわりを延びるレール部分を有している。トレイ部分とレール部分は、レール部分に対して鈍角で方向づけられた中間部分によって相互に連結されている。
この発明の別の実施形態は、積み重ねられた複数のチップトレイを有するチップトレイアセンブリに関するものである。この発明のさらに別の実施形態は、半導体用のトレイを形成する方法に関する。この発明のさらに別の実施形態は、チップトレイに使用されるスプリングボックスと貯蔵容器に関する。
【発明を実現するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態は、図１−図９に最も明瞭に示されているように、参照番号１０で表された半導体用のチップトレイに関するものである。チップトレイ１０は一般にトレイ部分１２とレール部分１４とを有している。
【００１０】
トレイ部分１２には複数のチップ溝２０が形成されている。チップ溝２０の各々は、集積回路チップ（図示されていない）を受容するようになっている。チップ溝２０は、集積回路チップの長さ、幅、及び深さにほぼ対応するような長さ、幅、及び深さに選択されて、チップ溝２０に対する集積回路チップの動きを最小限に抑えることが好ましい。
【００１１】
チップ溝２０は複数の行及び列に配置されていて、自動化装置を用いてチップ溝２０から集積回路チップを取り外しやすくなっていることが好ましい。各行及び列におけるチップ溝２０の数は、トレイ部分１２の寸法及び集積回路チップの寸法に基づいて選択される。
【００１２】
図５に最も明瞭に示されているように、トレイ部分１２はレール部分１４の上方に配置されていて、トレイ溝２２がチップトレイ１０の下面に形成されている。下側のトレイのトレイ部分１２は上側のチップトレイ１０に設けられたトレイ溝２２の中に着座することから、トレイ溝２２によってチップトレイ１０積み重ねが容易になる。積み重ねられたとき、上側のチップトレイ１０の下面は下側のチップトレイ１０の上面に近接して配置されるため、チップ溝２０内の集積回路チップが保持される。
【００１３】
トレイ部分１２とレール部分１４との間に中間部分３０が延びている。中間部分３０はレール部分に対して鈍角αを成すように配置されている。角度αは115°以上であることが好ましい。角度αは約115°と150°の間であることがさらに好ましい。角度αは約120°であることが最も好ましい。
【００１４】
角度をなして方向付けられた中間部分３０を利用することによって、冷却のときにトレイ部分１２の周辺でレール部分１４が下へ引っ張ることにより収縮によってチップトレイ１０に引き起こされる変形を低減することができる。チップトレイ１０の上面における公差は4インチのチップトレイにおいて一般に0.008インチ以内である。この発明の構造を用いることによって、公差は0.004インチ以内に低減される。このことは、チップトレイを自動処理装置とともに利用するときに望ましい。従来は、２インチのチップトレイで0.004インチ以内の公差を実現することしかできなかった。この構造は、中間部分がトレイ部分とレール部分の両方に対してほぼ直角であった従来のチップトレイと対照的である。
【００１５】
図１、図２、図４、図７、及び図８に示されているように、チップトレイ１０の各側に沿って、レール部分１４は、レール部分１４のその他の領域の高さと異なる高さを有する少なくとも一つの領域６０を有している。レール部分に高さの異なる領域６０を形成することによってチップトレイ１０の品質を向上させることができることがわかった。
【００１６】
高さの異なる領域６０はレール部分１４のその他の部分より低くすることも高くすることも可能であるが、この高さの異なる領域６０は溝であることが好ましい。
【００１７】
高さの異なる領域６０はレール部分１４のその他の部分の約80パーセント以下であることが好ましい。高さの異なる領域はレール部分１４のその他の部分の50パーセントから80パーセントの間であることがさらに好ましい。高さの異なる領域はレール部分１４のその他の部分の約66パーセントであることが最も好ましい。
【００１８】
高さの異なる領域６０はレール部分１４の25パーセント以上に亘ることが好ましい。高さの異なる領域６０はレール部分１４の25パーセントから50パーセントに亘ることがさらに好ましい。高さの異なる領域６０はレール部分１４の約33パーセントに亘ることが最も好ましい。
【００１９】
高さの異なる領域６０は各々が1インチ未満の長さを有していることが好ましい。高さの異なる領域６０は各々が0.50インチから0.80インチの間の長さを有していることがさらに好ましい。高さの異なる領域６０はレール部分１４に沿って等しく離間されていることが好ましい。
【００２０】
成形プロセスの際、高さの異なる領域６０によって、チップトレイ１０を製造するために使用される溶融材料の経路がより乱れたものになる。この乱流によって、チップトレイモールドのすべての部分に溶融材料を充填する能力が向上し、それによって、より欠陥が少なく平滑な表面を有する品質の高いチップトレイ１０が製造される。こうしたプロセスは、溶融材料がちょうどレール部分１４に沿って移動するレーストラッキング(race tracking)と一般的に呼ばれるものを低減させる。
【００２１】
上述したように、チップトレイにより平滑な表面を設けることによって、自動化装置を使用して集積回路チップをチップトレイ１０に入れたり出したりする能力が向上する。また、高さの異なる領域６０は、図８に最も明瞭に示されているように、会社名や、製品名、あるいは部材番号などの印６２を設けやすくする。
【００２２】
角度を成した中間部分３０の結果、チップトレイ１０は従来のチップトレイ１０よりも若干寸法が大きくなる。例えば、この発明のチップトレイ１０に設けられた溝２２は、約3.66インチの長さ及び幅を有する従来のチップトレイに設けられた溝に対して、約3.71インチの長さ及び幅を有している。
【００２３】
チップトレイ１０を既存のジグで使用できるようにするために、チップトレイ１０は図５に最も明瞭に示されているように、チップ部分１２の下面から延びるナブあるいはリブ６６を有している。チップ部分１２の上面にも溝６８が形成されていることが好ましい。この溝６８はナブあるいはリブ６６とほぼ同じ形状を有しており、それによってチップトレイ１０を積み重ねたときに溝６８がナブあるいはリブ６６を受容することができる。
【００２４】
チップトレイの別の実施の形態が図９に参照番号９０で示されている。チップトレイ９０のこの実施の形態は、それが多数のチップ溝９２を有していることを除いて、図１−図８に示されたチップトレイ１０と同じである。
【００２５】
この発明の別の実施の形態は、図１−図８に示されているような複数のチップトレイと、図１０−図１５において参照番号８０で示されているカバーとを有するチップトレイアセンブリに関するものである。図１−図８に示されているチップトレイ１０と同じように、カバー８０は中央部分８２と、中央部分８２のまわりを延びるレール部分８４とを有している。レール部分８４は、レール部分８４に対して鈍角βで方向付けられた中間部分８６によって中央部分８２へ相互に連結されている。カバーで用いられている角度βはチップトレイ１０に用いられている角度αとほぼ同じである。この構造によって、カバー８０はチップトレイアセンブリ中のチップトレイ１０への着座が可能になる。また、図１−図８に示されている実施の形態と同じように、カバー８０はレール部分８４の各々に沿って少なくとも一つの高さの異なる領域８８を有している。
【００２６】
この発明は、集積回路チップをチップトレイの中の所望の位置に保持するために、隣接するように配置されたカバーを有するチップトレイを搬送するためのスプリングボックスにも関する。このスプリングボックスの実施の形態が図１６−図２０に参照番号１００で示されている。スプリングボックス１００は一般に上壁１０２と、下壁１０４と、一対の側壁１０６と、底壁１０８とを有している。上壁１０２と、下壁１０４と、一対の側壁１０６と底壁１０８とは、部分的に囲まれた領域１１０を形成していて、この領域はチップトレイとカバーのアセンブリ（図示されていない）を受容するようになっている。
【００２７】
部分的に囲まれた領域１１０の深さと幅と高さとは、チップトレイとカバーのアセンブリの長さ、幅、高さとほぼ同じであり、チップトレイとカバーのアセンブリはスプリングボックス１００の中でほぼ固定した位置に保持される。
【００２８】
上壁１０２と下壁１０４の各々はそこから延びる二つの弾性タブ１２０を有していることが好ましい。弾性タブ１２０は部分的に囲まれた領域１１０の中へ一部が延びていて、チップトレイとカバーのアセンブリの上面及び下面と係合し、図２０に最も明瞭に示されているように、部分的に囲まれた領域の内部にチップトレイとカバーのアセンブリを保持する。上壁１０２に設けられた弾性タブ１２０は下壁１０４の上に設けられた弾性タブ１２０と対向配置されていることが好ましい。
【００２９】
上壁１０２と下壁１０４の各々には把持用溝１３０が形成されていることが好ましい。把持用溝１３０は上壁１０２と下壁１０４の中へ底壁１０８と対向するように延びており、部分的に囲まれた領域１１０へのチップトレイとカバーのアセンブリの設置と、部分的に囲まれた領域１１０からのチップトレイとカバーのアセンブリの取り出しを容易にしている。
【００３０】
この発明のさらに別の実施の形態は、積み重ねられた状態の多数のチップトレイを有するチップトレイとカバーのアセンブリを保持するためのスプリングボックスに関するものである。この用途に適したスプリングボックスは図２１−図２５に参照番号２００で示されている。スプリングボックス２００の構造は図１６−図２０に示されているスプリングボックスの構造とほぼ同じであることが好ましい。
【００３１】
この発明のさらに別の実施の形態は、図２６−図３０に参照番号３００で示された貯蔵容器に関するものである。貯蔵容器３００は、各々がチップトレイとカバーのアセンブリ（図示されていない）を受容するための複数の貯蔵領域３０２を有している。このため、貯蔵容器３００は多数の集積回路チップの搬送を容易にしている。
【００３２】
貯蔵容器３００はベース３０６のまわりを延びる複数の側壁３０４を有している。貯蔵容器３００は、貯蔵容器３００を複数の貯蔵領域３０２に分割する四つの内壁３１０も有している。
【００３３】
側壁３０４と内壁３１０の各々にはその壁のほぼ中間にノッチ３１２が形成されている。ノッチ３１２は、貯蔵領域３０２へのチップトレイとカバーのアセンブリの設置や、貯蔵領域３０２からのチップトレイと貯蔵領域の取り出しを容易にしている。
【００３４】
貯蔵容器３０２の各コーナの近傍にはポケット３２０が形成されている。ポケット３２０は曲面を有することが好ましい。チップトレイアセンブリを貯蔵領域３０２へ設置したり、そこから取り出したりするときに、ポケット３２０はチップトレイアセンブリが壁３０４、３１０に拘束される可能性を低減している。
【００３５】
本願に開示されている特徴や参照によって導入した上述の出願に開示されている特徴は、特定の状況に合わせて組み合わせることができる。当業者にはその他の様々な変形や変更は明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明によるチップトレイの斜視図である。
【図２】チップトレイの平面図である。
【図３】チップトレイの底面図である。
【図４】チップトレイの側面図である。
【図５】図２のチップトレイのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】チップトレイの拡大断面図であって、中間部分によるトレイ部分とレール部分との相互連結を示している。
【図７】レール部分における高さの異なる領域の側面図である。
【図８】レール部分における高さの異なる領域の平面図である。
【図９】チップトレイの別の実施の形態の斜視図である。
【図１０】チップトレイカバーの斜視図である。
【図１１】チップトレイカバーの平面図である。
【図１２】チップトレイカバーの底面図である。
【図１３】チップトレイカバーの側面図である。
【図１４】図１１のチップトレイカバーのＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】チップトレイの拡大断面図であって、中間部分による中央部分とレール部分との相互連結を示している。
【図１６】スプリングボックスの斜視図である。
【図１７】図１６のスプリングボックスの平面図である。
【図１８】図１６のスプリングボックスの側面図である。
【図１９】図１８のスプリングボックスのＢ−Ｂ線断面図である。
【図２０】図１７のスプリングボックスのＡ−Ａ線断面図である。
【図２１】スプリングボックスの別の実施の形態の斜視図である。
【図２２】図２１のスプリングボックスの平面図である。
【図２３】図２１のスプリングボックスの側面図である。
【図２４】図２３のスプリングボックスのＢ−Ｂ線断面図である。
【図２５】図２２のスプリングボックスのＡ−Ａ線断面図である。
【図２６】貯蔵容器の斜視図である。
【図２７】貯蔵容器の平面図である。
【図２８】図２７の貯蔵容器のＡ−Ａ線断面図である。
【図２９】図２７の貯蔵容器のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３０】貯蔵容器のコーナ部分の拡大図である。

Claims (25)

1. 半導体用のトレイであって、
   複数のチップ溝が形成されたトレイ部分と、
   トレイ部分のまわりをほぼ延びるレール部分と、
   トレイ部分とレール部分とを相互に連結する中間部分と、
   を有し、前記中間部分がレール部分に対して115°よりも大きな角度で方向付けられているトレイ。
2. 前記中間部分がレール部分に対して115°と150°との間の角度で方向付けられている請求項１記載のトレイ。
3. 前記レール部分は厚みが薄くなった領域を複数有し、これらの厚みが薄くなった領域がレール部分の厚みの80パーセント未満の厚みを有する請求項１記載のトレイ。
4. 前記厚みが薄くなった領域が、レール部分の長さの約33パーセントを越える請求項２記載のトレイ。
5. 前記トレイがともに約3.5インチよりも大きい長さ及び幅を有する請求項１記載のトレイ。
6. 前記トレイ部分の上面が高さにおいて0.004インチ未満の偏差を有する請求項４記載のトレイ。
7. 前記トレイ部分の下面から延びる少なくとも一つのナブをさらに有し、この少なくとも一つのナブは、様々な寸法のトレイに使用するように設計されたジグを、トレイに使用可能とする請求項１記載のトレイ。
8. 前記トレイ部分の上面が中間部分の上面よりも高く、中間部分の上面がレール部分の上面よりも高い請求項１記載のトレイ。
9. 半導体を貯蔵するためのシステムであって、
   第１のトレイ部分と、第１のレール部分と、第１の中間部分とを有する第１のチップトレイと、
   第２のトレイ部分と、第２のレール部分と、第２の中間部分とを有する第２のチップトレイと、
   を有し、前記第１のレール部分がほぼ第１のトレイ部分のまわりを延びており、第１の中間部分が第１のトレイ部分と第１のレール部分を相互に連結しており、第１の中間部分がレール部分に対して115°より大きな角度で方向付けられており、第１のトレイ部分の下面と、第１の中間部分と、第１のレール部分が溝を形成しており、
   前記第２のレール部分がほぼ第２のトレイ部分のまわりを延びており、第２の中間部分が第２のトレイ部分と第２のレール部分を相互に連結しており、第２の中間部分がレール部分に対して115°より大きな角度で方向付けられており、第２のトレイ部分が第２のトレイ部分の所望の位置に半導体を保持するために前記溝に着座し、それにより第２のトレイ部分の上面が第１のトレイ部分の下面に近接するシステム。
10. 前記第１及び第２のレール部分の各々が厚みが薄くなった領域を複数有し、これらの厚みが薄くなった領域が第１及び第２のレール部分の厚みの80パーセント未満の厚みを有する請求項９記載のシステム。
11. 第１及び第２のトレイの各々が、ともに約3.5インチよりも大きな長さ及び幅を有する請求項９記載のシステム。
12. 前記第１及び第２のトレイ部分の上面の各々が、高さにおいて0.004インチ未満の偏差を有する請求項１１記載のシステム。
13. 溝が形成されたスプリングボックスを有し、前記溝が第１及び第２のチップトレイを受容して、第１及び第２のチップトレイをその中のほぼ固定された位置に維持するようになっている請求項９記載のシステム。
14. 半導体チップ用のトレイを形成する方法であって、
    トレイ部分とレール部分と中間部分とを一体に成形する段階を有し、レール部分がほぼトレイ部分のまわりを延びており、中間部分がレール部分に対して少なくとも115°の角度で方向付けられている方法。
15. 前記中間部分がレール部分に対して115°と150°の間の角度で方向付けられている請求項１４記載の方法。
16. 前記レール部分に厚みが薄くなった領域を複数形成する段階を有し、これらの厚みが薄くなった領域がレール部分の厚みの80パーセント未満の厚みを有する請求項１４記載の方法。
17. 前記厚みが薄くなった領域がレール部分の長さの約33パーセントを越える請求項１６記載の方法。
18. 前記トレイがともに約3.5インチよりも大きな長さと幅を有し、トレイ部分の上面が高さにおいて0.004インチ未満の偏差を有する請求項１４記載の方法。
19. 半導体チップ用のトレイを準備する方法であって、
    トレイ部分とレール部分と中間部分とを一体に成形する段階と、
    前記レール部分の各側に沿って少なくとも一つの厚みが薄くなった領域を形成することによって前記成形プロセスの均一性を向上させる段階と、
    を有し、前記トレイ部分が複数の側を有するほぼ四角形の形状を有し、レール部分がほぼトレイ部分のまわりを延びており、中間部分がレール部分に対して少なくとも115°の角度で方向付けられており、前記厚みが薄くなった領域がレール部分の厚みの80パーセント未満の厚みを有する方法。
20. 前記中間部分がレール部分に対して115°と150°の間の角度で方向付けられている請求項１９記載の方法。
21. 前記レール部分に厚みが薄くなった領域を複数形成する段階を有し、これらの厚みが薄くなった領域がレール部分の厚みの80パーセント未満の厚みを有する請求項１９記載の方法。
22. 前記厚みが薄くなった領域がレール部分の長さの約33パーセントを越えている請求項２１記載の方法。
23. 前記トレイがともに約3.5インチよりも大きな長さと幅を有し、トレイ部分の上面が高さにおいて0.004インチ未満の偏差を有する請求項１９記載の方法。
24. 前記トレイ部分の下面から延びる少なくとも一つのナブを形成する段階を有し、この少なくとも一つのナブは、様々な寸法のトレイに使用するように設計されたジグを、トレイに使用可能とする請求項１９記載の方法。
25. 少なくとも3.5インチの長さと幅を有する半導体チップ用のトレイを準備する方法であって、
    トレイ部分とレール部分と中間部分とを一体に成形する段階を有し、前記レール部分がほぼトレイ部分のまわりを延びており、中間部分がレール部分に対して少なくとも115°の角度で方向付けられており、トレイ部分の上面が高さにおいて0.004インチ以下の偏差を有している方法。