JP2008544582A - チップスケールパッケージ用トレイ - Google Patents

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Abstract

本発明は、チップスケールパッケージ用トレイを提供することを目的とするものであって、長方形のフレーム１０と、該フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作され、前記フレーム１０の上面に格子状に配置され、上面には半導体チップが搭載されるシート部材２０と、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作され、前記フレーム１０のシート部材２０と対応する底面に取り付けられた支持部材３０と、を備えてなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップスケールパッケージ用トレイに関し、より詳しくは、半導体チップの搭載時、半導体チップの損傷を防止し、半導体チップをトレイに搭載して取扱う際、半導体チップが定位置から離脱することがなく、半導体チップを吸引装置により円滑に吸引し、また、製造工程時、作業ラインを中止させることがなく、作業効率の低下を防ぎ、半導体チップが搭載された複数のトレイを積み重ねて取扱う際、トレイとトレイとの間の滑りを防止し、半導体チップをトレイへ搭載後、前面検査だけではなく、トレイを裏返して後面検査も可能なチップスケールパッケージ用トレイに関する。
一般に、半導体チップでは、ＣＦＰ、ＶＧＦＰ、ＰＯＦＰ、ＰＳＯＰ、ＶＳＯＰ、ＢＧＡなどがある。こういった半導体チップは、製作の完了後、半導体製造ラインに投入され、または外部へ搬出されるが、製造工程や外部への搬出のような取り扱い過程で発生する外部衝撃などにより、半導体チップが損傷することを防止するために、半導体チップ積載用トレイを使用している。
このような半導体チップ積載用トレイは、長方形のフレームと、該フレームの上面に格子状に形成された複数のチップ搭載溝と、該チップ搭載溝の周縁部に前後左右方向に一定間隔で形成された複数の半導体チップ支持突片とを含んで構成されるものであって、それぞれのチップ搭載溝に長方形の半導体チップを搭載し、複数の支持突片により半導体チップの周縁部を支持した状態で、半導体製造ラインなどに供給されている。
半導体チップは、非常にこわれやすい電子部品であって、従来の半導体チップトレイの場合、半導体チップをフレームの搭載溝に装着するとき、搭載溝周りの硬質の支持突片に半導体チップがぶつかり、破損しやすくなる問題点があり、また、包装し移送する最終ラインにおいても、半導体チップが破損するおそれがある。
また、半導体チップが搭載されたトレイを製造ラインの作業台に積み重ねるなどの取り扱いの際、トレイに外力が作用すると、半導体チップが搭載溝から離脱しやすくなる。このため、トレイに半導体チップを搭載し、次の工程のために、吸引装置により半導体チップをトレイから一度に吸引しようとしても、吸引できない場合が多く、半導体チップが吸引できたとしてもねじれた状態で吸入されるため、半導体製造工程の円滑な進行が困難であるという問題点が生じる。
また、一般に、トレイは個別ではなく、多数を積み重ねる方式で使用している。ところが、前記のようにトレイを積み重ねて運搬するなどの取扱いの際、積み重ねられたトレイとトレイとの間で滑りが生じ、製造工程時に様々な障害をもたらすという問題点もある。
また、従来の半導体チップ積載用トレイは、半導体チップをトレイの上に搭載した後、半導体チップの前面検査しか行うことができず、半導体チップの後面検査は不可能であった。即ち、半導体チップ積載用トレイの上に半導体を搭載し、複数の積載用トレイを積み重ねたとき、上側トレイの底面と下側トレイの上面との間に隙間が生じるため、半導体チップが搭載されたトレイを複数積み重ねた状態でトレイを裏返すと、半導体チップがトレイの間に隙間が生じるために動いてしまう。
従って、従来では、半導体チップが搭載された多数の半導体チップ積載用トレイを積み重ねた後、後面検査のために積み重ねられたトレイを裏返す場合、半導体チップが動いて、硬質のトレイによりスクラッチが発生し半導体チップの不良が生じるため、トレイを裏返して半導体チップの後面を検査できないという問題点がある。
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、半導体チップのトレイへの搭載時、半導体チップの損傷を防止し、取扱う際、半導体チップが定位置から離脱することがなく、半導体チップを吸引装置により吸引できないことなどを防止し、また、製造工程時、作業ラインを中止させることがなく、作業効率の低下を防ぎ、半導体チップが搭載された複数のトレイを積み重ねて取扱う際、トレイとトレイとの間の滑りを防止して製造工程を円滑に行い、半導体チップが搭載されたトレイを複数積み重ねた後、半導体チップの前面検査だけではなく、トレイを裏返して後面検査も可能にした新しい構成のチップスケールパッケージ用トレイを提供することにある。
前記のような目的を具現するために、本発明は、長方形のフレーム１０と、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作され、前記フレーム１０の上面に格子状に配置され、上面には半導体チップが搭載されるシート部材２０と、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作され、前記フレーム１０のシート部材２０と対応する底面に取り付けられた支持部材３０と、を備えてなることを特徴とするチップスケールパッケージ用トレイが提供される。
前記シート部材２０は、弾性ゴムやシリコンなどのように、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材料によりシート部２２の外郭周縁部に複数のチップ支持片２４を有する形状に製作され、前記支持部材３０は、弾性ゴムやシリコンなどのように、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材料により半導体チップ接触部３２の外郭周縁部に複数の結合突片３４を有する形状に製作されることを特徴とする。
前記フレーム１０は、１次金型のキャビティに合成樹脂を注入し硬化させて形成する前記シート部材２０は、前記フレーム１０を２次金型のキャビティに介在させ、前記フレーム１０の上面と２次金型との間にできるキャビティに、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させて形成し、前記支持部材３０は、前記フレーム１０の底面と２次金型とのキャビティに、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させて形成した三重射出構造であることを特徴とする。
前記シート部材２０のシート部２２またはチップ支持片２４の底面には、固定突起２６が一体的に成形されて具備され、前記フレーム１０の上面には、前記シート部２２またはチップ支持片２４の固定突起２６がはめ込まれる固定孔１６が貫通形成され、前記支持部材３０の半導体チップ接触部３２または結合突片３４の上端部に固定突起３６が一体的に成形されて具備され、前記フレーム１０の底面には、前記半導体チップ接触部３２または結合突片３４の固定突起２６、３６がはめ込まれる固定孔１８が貫通形成されることを特徴とする。
前記シート部材２０の固定突起２６は、上側から下側へ向かって直径が広くなる断面形状に構成されると共に、前記シート部材２０の固定突起２６がはめ込まれる前記フレーム１０の固定孔１６は、底面から上面へ向かって直径が狭くなる形状に構成され、前記支持部材３０の固定突起３６は、上側から下側へ向かって直径が狭くなる断面形状に構成されると共に、前記支持部材３０の固定突起３６がはめ込まれる前記フレーム１０の固定孔１８は、上面から底面へ向かって直径が狭くなる形状に構成されることを特徴とする。
前記シート部材２０と支持部材３０には、多数の導電性粒子４０がさらに備えられることを特徴とする。
上述したような本発明によれば、半導体チップが搭載されるシート部材と半導体チップの上面に接触される支持部材とを、一般合成樹脂で製作されたフレームに比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂で製作することで、半導体チップをシート部材の上に搭載する際、半導体チップが破損しやすくなることを防止できる。また、トレイに搭載された半導体チップを次の工程などのために取扱う際、外力により半導体チップがシート部材から離脱することがなく、吸引装置により全ての半導体チップをトレイから一度に吸引することができる。これにより、半導体製造工程の円滑な進行が可能になる。
また、本発明は、シート部材と支持部材をソフトで摩擦力の高いゴムで製作することで、複数で積み重ねられたトレイを搬送し、またはその他の作業を行う際、トレイとトレイとの間で滑りが発生することがなく、製造工程時に生じうる恐れのある、多くの障害を事前に防止することができる。
なお、半導体チップが搭載されたトレイを複数積み重ねた状態で、それを裏返したとき、半導体チップがトレイの間に生じた隙間により動いても、半導体チップがソフトで摩擦力の高い支持部材に接触されるので、半導体チップにスクラッチが発生し、不良が生じることを防止する効果がある。さらに、トレイを裏返して半導体チップの後面を検査することが可能になる。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付した図面に基づいて説明する。図１は、本発明の構成を示す平面斜視図であり、図２は、図１の底面斜視図であり、図３は、本発明の平面図であり、図４ａは、図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４ｂは、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図示しているように、本発明は、長方形のフレーム１０の上面に複数のシート部材２０が格子状に配置され、フレーム１０の底面には複数の支持部材３０が格子状に配置される。
前記フレーム１０は、硬質の合成樹脂により長方形板(即ち、矩形板)状に製作される。また、フレーム１０の上面周縁部には、枠部１１が上向きに突出形成される。図示していない符号１３は、透視窓である。
前記シート部材２０は、フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材料で製作される。即ち、シート部材２０は、弾性ゴム、シリコン、ウレタンのように、一般硬質の合成樹脂よりもソフトで弾性を有し、且つ摩擦力の高い樹脂で成形されるので、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで相対的に摩擦力が高くなる。
このとき、シート部材２０は、長方形の半導体チップに対応する長方形のシート部２２と、該シート部２２の外郭周縁部(即ち、前後左右の周縁部)に一定間隔で複数のチップ支持片２４が一体化して成形され、チップ支持片２４の内側とシート部２２の上面にチップ搭載溝が形成される。即ち、シート部材２０のシート部２２の上面に半導体チップ(図示せず)が搭載されると共に、半導体チップの外郭部が動かないようチップ支持片２４が支持する形態になる。また、シート部材２０は、シート部２２の底面やチップ支持片２４の底面に固定突起２６が一体化して成形される。本実施形態では、シート部材２０のシート部２２の底面、チップ支持片２４の底面の何れにも固定突起２６が形成されている。
前記支持部材３０は、前記フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作される。即ち、支持部材３０もシート部材２０と同様、弾性ゴム、シリコン、ウレタンのように、一般硬質の合成樹脂よりもソフトで弾性を有し、且つ摩擦力の高い樹脂で成形されるので、前記フレーム１０に比べ、ソフトで且つ摩擦力が高くなる。
このとき、前記支持部材３０は、略長方形の半導体チップ接触部３２と、該半導体チップ接触部３２の外郭周縁部に複数の結合突片３４を有する形状に製作される。また、前記支持部材３０の半導体チップ接触部３２または結合突片３４の上端部に固定突起３６が一体的に突出形成されるが、本実施形態では、半導体チップ接触部３２と結合突片３４の上端部の何れにも固定突起３６が突出形成される。
一方、前記フレーム１０は、１次金型のキャビティに合成樹脂を注入し硬化させて形成し、前記シート部材２０は、前記フレーム１０を２次金型のキャビティに介在させて、前記２次金型のキャビティを通して前記フレーム１０の上面にソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させて形成し、前記支持部材３０は、前記フレーム１０とシート部材２０をもう一方の２次金型のキャビティに介在させて、前記フレーム１０の底面に形成されたキャビティにソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させて形成する。
即ち、１次金型のキャビティに一般合成樹脂を注入し硬化させることによって、前記フレーム１０を成形する。次に、２次金型のキャビティに前記フレーム１０を介在させた状態で、２次金型のランナー(即ち、フレーム１０の上面にシート部材２０の形状を成し、格子状に配置されたキャビティと連通するランナー)を介してフレーム１０の上面と２次金型とのキャビティに、弾性ゴム、シリコン、ウレタンのようなソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させることによって、フレーム１０の上面に格子状にソフトで摩擦力の高いシート部材２０を一体的に成形することができる。
同時に、前記フレーム１０と２次金型とのキャビティにランナー(即ち、フレーム１０の底面に支持部材３０の形状を成し、格子状に配置されたキャビティと連通するランナー)を介して弾性ゴム、シリコン、ウレタンのようなソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させることによって、フレーム１０の底面に相対的にソフトで摩擦力の高い支持部材３０を格子状に一体的に成形することができる。
従って、本発明は、フレーム１０の上面に相対的にソフトで摩擦力の高いシート部材２０を格子状に一体的に成形し、フレーム１０の底面には、シート部材２０と対応する位置に相対的にソフトで摩擦力の高い支持部材３０を格子状に一体的に成形する三重射出構造のチップスケールパッケージ用トレイである。
このとき、シート部材２０は、長方形のシート部２２の外郭に複数のチップ支持片２４が上向きに突出して配置され、シート部２２の底面とチップ支持片２４の底面には固定突起２６が一体的に成形され、前記フレーム１０は、シート部材２０の固定突起２６と対応する上面に固定孔１６が貫通形成され、前記シート部材２０の底面の固定突起２６がフレーム１０の固定孔１６にはめ込まれる。
即ち、フレーム１０とシート部材２０及び支持部材３０が三重射出構造で製作され、三重射出過程でシート部材２０の底面の固定突起２６がフレーム１０の固定孔１６に自動的に充填される形で形成されるので、シート部材２０の底面がフレーム１０の上面に自動的に固定される構造となる。
また、前記支持部材３０は、長方形の半導体チップ接触部３２の外郭に結合突片３４が下向きに突出して配置され、半導体チップ接触部３２の上端部と結合突片３４の上端部には、固定突起３６が一体的に上向きに突出され、前記フレーム１０は、支持部材３０の固定突起３６に対応する底面に固定孔１８が貫通形成され、前記支持部材３０の上端部の固定突起３６が前記フレーム１０の底面の固定孔１８にはめ込まれることになる。
即ち、フレーム１０とシート部材２０及び支持部材３０が三重射出構造で製作され、三重射出過程で支持部材３０の上面の固定突起３６がフレーム１０の底面の固定孔１８に自動的に充填される形で形成されるので、支持部材３０がフレーム１０の底面に自動的に固定される構造となる。
従って、本発明のチップスケールパッケージ用トレイを構成する各シート部材２０に半導体チップを搭載し、半導体チップが搭載された複数のトレイを積み重ねて搬送及び作業を行うとき、上側トレイの底面の支持部材３０が下側トレイのシート部材２０に搭載された半導体チップの上面を押圧する状態になる。
ところが、前記シート部材２０と支持部材３０は、一般合成樹脂で製作されたフレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂で製作されているため、半導体チップをシート部材２０の上に搭載する際、半導体チップの破損を防止することができる。即ち、半導体チップをシート部材２０のシート部２２の上に搭載する際、半導体チップが上側に突出されたチップ支持片２４にぶつかっても、シート部材２０が硬質のフレーム１０に比べ、ソフトな材料で構成されており、衝撃を緩和するので、搭載する際、こわれやすい部品である半導体チップが損傷しにくくなる效果がある。
また、前記シート部材２０は、フレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂で製作されて、半導体チップが搭載されたトレイを製造ラインの作業台に積み重ねるなどの取扱いの際、外力により半導体チップがシート部材２０(即ち、半導体チップ搭載溝)から離脱し難くなるため、次の製造工程のために、吸引装置により全ての半導体チップをトレイから一度に吸引できる效果があり、また、半導体製造工程の円滑な進行が可能になる。
また、前記シート部材２０と同様に支持部材３０もフレーム１０に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材料で製作されているため、複数で積み重ねられたトレイを搬送し、またはその他の作業を行う際、トレイとトレイとの間に滑りが発生することがない。したがって、製造工程時に生じうる恐れのある、多くの障害を事前に防止する効果がある。
また、半導体チップが搭載されたトレイを複数積み重ねた状態でトレイを裏返したとき、半導体チップがトレイの間に生じた隙間により動いても、半導体チップがソフトで摩擦力の高い支持部材３０に接触するので、半導体チップにスクラッチが発生し、不良が生じることを防止できる。なお、これによりトレイを裏返して半導体チップの後面を検査することが可能になる。
一方、前記シート部材２０の底面に突出形成された固定突起２６は、上側から下側へ向かって直径が広くなる断面形状に構成されると共に、前記シート部材２０の固定突起２６がはめ込まれる前記フレーム１０の上側固定孔１６は、底面から上面へ向かって直径が狭くなる形状に構成される。従って、前記シート部材２０を上側にむりやり外さない限り、シート部材２０の底面の固定突起２６がフレーム１０の上側固定孔１６から脱落し難いので、シート部材２０とフレーム１０との間の固定結合力をより高めることができる。
また、前記支持部材３０の固定突起３６は、上側から下側へ向かって直径が狭くなる断面形状に構成されると共に、前記支持部材３０の固定突起３６がはめ込まれる前記フレーム１０の下側固定孔１８は、上面から底面へ向かって直径が狭くなる形状に構成される。従って、前記支持部材３０を下側にむりやり外さない限り、半導体チップの上面の固定突起３６がフレーム１０の下側固定孔１８から脱落し難いので、支持部材３０とフレーム１０との間の固定結合力をより高めることができる。
なお、前記シート部材２０と支持部材３０には、多数の導電性粒子４０がさらに備えられ、半導体チップ２が搭載された複数のトレイを取扱うときに静電気が発生しても、該静電気が導電性粒子４０により半導体チップ２の外部へ流れ、半導体チップ２に影響を与えないので、静電気による半導体チップ２の損傷を防止する效果がある。
本発明は、上述の実施形態及び添付した図面により限定されるものではなく、本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内で様々な置換、変更及び変形が可能であることは、この分野における通常の知識を有する者にとって明らかであろう。
半導体チップが搭載されるシート部材と半導体チップの上面と接触する支持部材とを、一般合成樹脂で製作されたフレームに比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂で製作することで、半導体チップをシート部材の上に搭載する際、半導体チップが破損しやすくなることを防止することができる。さらに、トレイに搭載された半導体チップを次の工程などのために取扱う際、外力により半導体チップがシート部材から離脱することがないので、吸引装置により全ての半導体チップをトレイから一度に吸引することができ、これにより、半導体製造工程の円滑な進行が可能になる。
図１は、本発明の構成を示す平面斜視図である。 図２は、図１の底面斜視図である。 図３は、本発明の平面図である。 図４ａは、図３のＡ−Ａ線断面図であり、 図４ｂは、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
符号の説明
１０：フレーム
２０：シート部材
３０：支持部材
４０：導電性粒子

Claims (6)

  1. 長方形のフレーム(１０)と、
    前記フレーム(１０)に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作され、前記フレーム(１０)の上面に格子状に配置され、上面には半導体チップが搭載されるシート部材(２０)と、
    前記フレーム(１０)に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材質で製作され、前記フレーム(１０)のシート部材(２０)と対応する底面に取り付けられた支持部材(３０)と、
    を備えてなることを特徴とするチップスケールパッケージ用トレイ。
  2. 前記シート部材(２０)は、弾性ゴムやシリコンなどのように、前記フレーム(１０)に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材料によりシート部(２２)の外郭周縁部に複数のチップ支持片(２４)を有する形状に製作され、
    前記支持部材(３０)は、弾性ゴムやシリコンなどのように、前記フレーム(１０)に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い材料により半導体チップ接触部(３２)の外郭周縁部に複数の結合突片(３４)を有する形状に製作されることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールパッケージ用トレイ。
  3. 前記フレーム(１０)は、１次金型のキャビティに合成樹脂を注入し硬化させて形成し、
    前記シート部材(２０)は、前記フレーム(１０)を２次金型のキャビティに介在させ、前記フレーム(１０)の上面と２次金型との間にできるキャビティに、前記フレーム(１０)に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させて形成し、
    前記支持部材(３０)は、前記フレーム(１０)の底面と２次金型とのキャビティに、前記フレーム(１０)に比べ、相対的にソフトで摩擦力の高い樹脂原液を注入し硬化させて形成した三重射出構造であることを特徴とする請求項１に記載のチップスケールパッケージ用トレイ。
  4. 前記シート部材(２０)のシート部(２２)またはチップ支持片(２４)の底面には、固定突起(２６)が一体的に成形されて具備され、
    前記フレーム(１０)の上面には、前記シート部(２２)またはチップ支持片(２４)の固定突起(２６)がはめ込まれる上側固定孔(１６)が貫通形成され、
    前記支持部材(３０)の半導体チップ接触部(３２)または結合突片(３４)の上端部に固定突起(３６)が一体的に成形されて具備され、
    前記フレーム(１０)の底面には、前記半導体チップ接触部(３２)または結合突片(３４)の固定突起(２６、３６)がはめ込まれる下側固定孔(１８)が貫通形成されることを特徴とする請求項３に記載のチップスケールパッケージ用トレイ。
  5. 前記シート部材(２０)の固定突起(２６)は、上側から下側へ向かって直径が広くなる断面形状に構成されると共に、
    前記シート部材(２０)の固定突起(２６)がはめ込まれる前記フレーム(１０)の上側固定孔(１６)は、底面から上面へ向かって直径が狭くなる形状に構成され、
    前記支持部材(３０)の固定突起(３６)は、上側から下側へ向かって直径が狭くなる断面形状に構成されると共に、
    前記支持部材(３０)の固定突起(３６)がはめ込まれる前記フレーム(１０)の下側固定孔(１８)は、上面から底面へ向かって直径が狭くなる形状に構成されることを特徴とする請求項４に記載のチップスケールパッケージ用トレイ。
  6. 前記シート部材(２０)と支持部材(３０)には、多数の導電性粒子(４０)がさらに含有されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のチップスケールパッケージ用トレイ。
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