JP5587962B2

JP5587962B2 - ガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板固定方法

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Publication number: JP5587962B2
Application number: JP2012249407A
Authority: JP
Inventors: 誌宏洪
Original assignee: 印能科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2032-11-13
Also published as: KR20130069349A; US20130152363A1; JP2013128101A; TW201327736A; KR101486366B1; US8893378B2; TWI437672B

Description

本発明は載置板の固定方法に関し、特にガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法に関する。

パッケージの反りはパッケージ中の各材料の熱膨張係数が異なることによって発生する。反りの問題を解決するために、半導体パッケージ業界は様々な方法を提案している。例えば、中華民国特許番号第Ｉ２５９７４３号に開示された基板内部に複数の非機能性のトレース（ｔｒａｃｅ）を配設し、非機能性のトレースにより生成された応力の釣合により基板の平面度を維持する。しかし、これによりＩＣのレイアウトが複雑になり、基板内部のＩＣレイアウトが更に困難になる。又、中華民国公告番号第４８９４９６号に開示された技術は、熱膨張係数は基板の熱膨張係数よりも大きい粘着剤を基板上に設けて、基板の反りを抑制するが、前記粘着剤は製造工程終了後も半導体パッケージ内に残されるので、基板表面に粘着剤領域を予め残しておく必要があり、パッケージの更なる小型化が難しい。更に、中華民国特許番号第Ｉ２３１５７８号に開示された技術によれば、複数の構造強化材を基板の下方に設置し、構造強化材カプセルが構造強化材を包み込むことにより、基板の反りを抑制する。しかし、各構造強化材を前記基板のチップ配置領域の周囲に対応させる必要があるので、これら構造強化材を配置する時、その位置に合わせて配置させることが困難である。特に、前記基板のチップ配置領域が多い時、これら構造強化材の位置合わせが頻繁になり、且つパッケージの小型化が難しく、基板を無駄にする。この他、中華民国特許番号第Ｉ３４０４４６号に開示された技術によれば、一時的に補強材を基板の廃棄部に貼り付けて基板を固定して、熱膨張、冷却収縮時に発生する基板の反りに抵抗し、製造工程の最終段において、この一時的補強材を切り取る。更に、中華民国特許番号第Ｉ３５２３９５号（前記中華民国特許番号第Ｉ３４０４４６号の方法と同一である）に開示された方法によれば、一時的に両面テープを貼り合せて基板をテープにより堅硬かつ耐熱の載置板に固定し、製造工程の最終段においてこの一時的に貼り合せた両面テープを載置板から除去する。上記の方法は製造工程において基板の反りの問題を解決できるが、製造工程が煩雑になり、製造コストも増加する。よって、上記従来技術における課題に鑑み、載置板の反りを抑制する方法が必要である。

中華民国特許番号第Ｉ２５９７４３号中華民国公告番号第４８９４９６号中華民国特許番号第Ｉ２３１５７８号中華民国特許番号第Ｉ３４０４４６号中華民国特許番号第Ｉ３５２３９５号

上記従来技術における課題を解決するため、本発明の実施例により、ガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法を提供する。前記固定方法は、対向している上下面を有し、反り部分を有する載置板を準備するステップと、複数の穴が設けられた穴開き面を有する排気可能な治具を準備するステップと、前記載置板の前記上下面のうち一面を前記穴開き面に向け、前記穴開き面に配置・固定し、前記穴開き面に向いている前記載置板の前記面を第１面と定義し、前記第１面に対向している別の面を第２面と定義するステップと、１ａｔｍより大きく、３０ａｔｍ以下の所定圧力により、チャンバに対してガス加圧を行い、同時に又はその後、前記チャンバ内にある前記排気可能な治具に対して非真空排気を行って、前記反り部分の前記第１面に気体を流動させ圧力を低下させて前記第２面との間に圧力差を生じさせることにより、前記反り部分を前記治具に押し付けるとともに、前記所定圧力による前記第１面と前記第２面との圧力差により、前記載置板が前記治具に押し付けられるステップと、を含む。

本発明の別の実施例によれば、ガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法を提供する。前記固定方法は、対向している上下面を有する載置板を準備する工程と、複数の穴が設けられた穴開き面を備える排気可能な治具を準備する工程と、前記載置板の上下面のうち一面を前記穴開き面に向け、且つ前記穴開き面に配置し、前記穴開き面に向いている前記載置板の面が第１面と定義され、前記第１面に対向している別の面を第２面と定義する工程と、前記治具に対して真空排気を行って前記載置板を前記治具に固定する工程と、前記載置板を有する治具をガス加圧可能なチャンバに配置する工程と、前記チャンバに対してガス加圧を行って前記載置板の第１面と第２面との間に圧力差を生じさせることにより、前記載置板を前記治具に押し付け、前記チャンバを標準大気圧より大きい所定圧力まで加圧する工程と、を含む。

本発明のその他の実施形態及びメリットは、下記の本発明の原理を例証した図面と合わせて詳細に説明することにより更に明白になる。なお、周知の部材及び原理は本明細書において述べない。

図面は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を理解するための概略図に過ぎないので、サイズに基づき製図しなければならないというものではない。更に、本発明の図面は単に例示に過ぎず、発明を制限するものではない。又、本発明の図面において同一の部材は同一の部材番号により表記した。
本発明の実施例に基づくガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法のフローチャートである。本発明の別の実施例に基づくガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法のフローチャートである。本発明の原理を説明する概略断面図である。本発明の実施例に基づく載置板の第１面と治具の穴開き面との間に少なくとも一の耐熱密封層を設置した概略断面図である。

以下において図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本発明の実施例によれば、図１はガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法のフローチャート１００である。フローチャート１００は、上下面を有する載置板を準備するステップ１０１から開始される。この上面、下面は対向している。

ステップ１０３において、排気可能な治具を準備する。この排気可能な治具は、複数の穴が設けられた穴開き面を備える。

ステップ１０５において、この載置板の上下面のうち一面を穴開き面に向け、且つこの穴開き面に配置・固定する。例えば、穴開き面に向いている載置板の面を第１面と定義し、第１面に対向している別の面を第２面と定義する。具体的には、載置板の上面を第１面と定義した場合、その下面は第２面と定義される。一方、載置板の下面が第１面と定義された場合、その上面は第２面と定義される。載置板の面を穴開き面に固定する方法は、粘着材料により、載置板の面を穴開き面に固定する方法、載置板の活性領域（ａｃｔｉｖｅｒｅｇｉｏｎ）を回避している圧板により、載置板の面を穴開き面に固定する方法、排気可能な治具に対して真空排気を行うことにより、載置板の面を穴開き面に真空吸着する方法、及び載置板自体の重量により載置板の面を穴開き面に固定する方法、のうち少なくとも一つを含む。

載置板を有する治具は、ガス加圧可能なチャンバ中にある。

ステップ１０７において、このチャンバに対してガス加圧を行い、この排気可能な治具に対して排気を行い、この載置板の第１面と第２面との間に圧力差を生じさせることにより、この載置板をこの治具に押し付ける。このチャンバを標準大気圧より大きい所定圧力まで加圧する。このステップは、例えば、このチャンバに対してガス加圧を行った後、この排気可能な治具に対して排気を行う方法、この排気可能な治具に対して排気を行った後、このチャンバに対してガス加圧を行う方法、このチャンバに対してガス加圧を行うと共に、この排気可能な治具に対して排気を行う方法のうち一つの方法が行われる。なお、このチャンバに対してガス加圧を行う充気量（給気量）は、この排気可能な治具に対して排気を行った排気量より大きい。

本発明の別の実施例によれば、図２はガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法のフローチャート２００である。フローチャート２００は、上下面を有する載置板を準備するステップ２０１から開始される。この上面、下面は対向している。

ステップ２０３において、排気可能な治具を準備する。この治具は複数の穴が設けられた穴開き面を備える。

ステップ２０５において、この載置板の上下面のうち一面をこの穴開き面に向け、且つこの穴開き面に配置する。例えば、穴開き面に向いている載置板の面を第１面と定義し、第１面に対向している別の面を第２面と定義する。上述のように、載置板の上面を第１面と定義した場合、その下面は第２面と定義される。一方、載置板の下面を第１面と定義した場合、その上面は第２面と定義される。

ステップ２０７において、治具に対して真空排気を行うことにより、載置板を治具に固定する。このステップは更に、載置板の活性領域を回避している圧板により載置板を穴開き面に固定する。

ステップ２０９において、載置板を有する治具をガス加圧可能なチャンバ中に置く。

ステップ２１１において、チャンバに対してガス加圧を行って、載置板の第１面と第２面との間に圧力差を生じさせることにより、載置板を治具に押し付ける。なお、チャンバを標準大気圧より大きい所定圧力まで加圧する。

本発明の実施例において、前記載置板は、例えば、プリント回路板、基板、リードフレーム、ウェハ、シリコンインターポーザ（ｓｉｌｉｃｏｎｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ）又はパッケージのうち少なくとも一つである。

本発明の実施例において、前記所定圧力は、例えば、１ａｔｍ（ｋｇ／ｃｍ^２）から約３０ａｔｍ（ｋｇ／ｃｍ^２）の範囲内である。例えば、本発明の実施例において、前記所定圧力は、１ａｔｍ以上、約３０ａｔｍ以下である。そして、上記圧力範囲は、１．５，２，４，６，８，１０，１２，１４，２０，２５，３０ａｔｍ及びそのうちに含まれるすべての数値、例えば、２．５，３，５．５，８．５，９，１１，１５．５，２３，２７．５，２９等を含むことができる。

本発明の実施例において、例えば、チャンバ内の圧力が所定圧力に達した後、治具の排気（又は真空排気）を閉じて、生成された高気圧差により載置板を治具に押し付ける。

本発明の実施例において、載置板の第１面と治具の穴開き面との間に少なくとも一の耐熱密封層を設置する。そのうち、この耐熱密封層は穴開き面の穴を覆わない。この耐熱密封層は例えば、４０℃以上から３００℃以下の処理温度に耐えられる。

以下において、図３を参照して本発明の原理を説明する。図３は本発明の原理を説明する概略断面図である。図３に示すように、反り部分１ａを有する載置板１は排気可能な治具３上に置かれる。載置板１は、対向している上面１ｂと下面１ｃを有する。排気可能な治具３は、複数の穴５を含む穴開き面３ａと、排気装置９に接続されるガス通路７と、を有する。本発明の実施例において、排気装置９は、例えば、一般の排気ポンプ、真空ポンプ、又は排気通路のスイッチである。

流体の連続方程式：Ａ１ｖ１＝Ａ２ｖ２＝定数（そのうち、Ａ１とＡ２は面積であり、ｖ１とｖ２が流体速度である）によれば、単位時間内の気体流動質量が同一である。よって、気体が穴５に近いほど、その流動速度が速くなる。この他、ベルヌーイの式（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ’ｓｅｑｕａｔｉｏｎ）：ρｖ２／２＋ρｇｈ＋ｐ＝定数（そのうち、ρは気体密度、ｖは気体速度、ｐが気体圧力、ｇが重力加速度、ｈが高度である）によれば、位置エネルギー（ρｇｈ）は微小なので考慮しなくてもよい。穴５から遠ざかるほど、気体の速度は遅くなる。よって、図３の各位置の気体圧力の大きさの順序は、（ｄ）＜（ｃ）＜（ｂ）＜（ａ）となる。従って、気圧差による下向きの押圧力により被処理物（即ち、載置板）を治具３にしっかりと押圧するので、載置板が高温下での熱膨張の不均一現象による反りに対抗できる。即ち、例えば、図３を例に挙げると、載置板１の下面１ｃ（この実施例において第１面と定義され、即ち穴開き面３Ａに向いている面）と上面１ｂ（この実施例において第２面と定義される）との間に非常に大きな圧力差が生じ、更に非常に大きな下向きの押圧力が生じることにより載置板１を治具３に押し付ける。これにより載置板１の高温による反り部分１ａを治具方向にしっかりと押圧し、載置板１の反り部分１ａを治具３に平坦に貼り付ける。本発明の別の実施例において、載置板１の上面１ｂは穴開き面３ａに向いており、穴開き面３ａに固定される。上面１ｂを第１面と定義し、上面１ｂに対向している下面１ｃを第２面と定義する。

本発明の実施例において、穴５の位置は、載置板１の周辺位置に対応している。

この他、図４に示すように、図３と同様に、載置板１の下面１ｃが第１面と定義され、載置板１の上面１ｂが第２面と定義される。例えば、図４を例に挙げると、本発明の実施例において、上述の載置板１の第１面（この実施例において下面１ｃ）と治具３の穴開き面３ａとの間に少なくとも一の耐熱密封層１１を設置する。耐熱密封層１１は穴開き面３ａの穴５を覆わない。これにより載置板１と治具３との間の気密性が向上する。耐熱密封層１１は、例えば４０℃以上から３００℃以下の処理温度に耐えられる。

本発明は実施例及び図面により詳細に説明したが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明の本質及び範囲から離脱しなければ、各種の改良、変化及び等価置換を行える。しかし、これら改良、変化及び等価置換は本発明の特許請求の範囲内に入る。

１載置板
１ａ反り部分
１ｂ上面
１ｃ下面
３排気可能な治具
３ａ穴開き面
５穴
７ガス通路
９排気装置
１１耐熱密封層
１００フローチャート
１０１対向している上下面を有する載置板を準備する。
１０３複数の穴が設けられる穴開き面を有する排気可能な治具を準備する。
１０５前記載置板の前記上下面のうち一面を前記穴開き面に向け、前記穴開き面に配置・固定する。そのうち前記穴開き面に向いている前記載置板の前記面を第１面と定義し、前記第１面に対向している別の面を第２面と定義する。
１０７チャンバに対してガス加圧を行い、前記チャンバにある前記排気可能な治具に対して排気を行って前記載置板の前記第１面と前記第２面との間に圧力差を生じさせることにより、前記載置板を前記治具に押し付ける。前記チャンバを標準大気圧より大きい所定圧力まで加圧する。
２００フローチャート
２０１対向している上下面を有する載置板を準備する。
２０３複数の穴が設けられる穴開き面を備える排気可能な治具を準備する。
２０５前記載置板の前記上下面のうち一面を前記穴開き面に向け、前記穴開き面に配置する。そのうち前記穴開き面に向いている前記載置板の前記面を第１面と定義し、前記第１面に対向している別の面を第２面と定義する。
２０７前記治具に対して真空排気を行って前記治具に載置板を固定する。
２０９前記載置板を有する治具をガス加圧可能なチャンバ中に置く。
２１１前記チャンバに対してガス加圧を行い、前記載置板の前記第１面と前記第２面との間に圧力差を生じさせることにより、前記載置板を前記治具に押し付ける。前記チャンバを標準大気圧より大きい所定圧力まで加圧する。

Claims

対向している上下面を有し、反り部分を有する載置板を準備するステップと、
複数の穴が設けられた穴開き面を有する排気可能な治具を準備するステップと、
前記載置板の前記上下面のうち一面を前記穴開き面に向け、前記穴開き面に配置・固定し、前記穴開き面に向いている前記載置板の前記面を第１面と定義し、前記第１面に対向している別の面を第２面と定義するステップと、
１ａｔｍより大きく、３０ａｔｍ以下の所定圧力により、チャンバに対してガス加圧を行い、同時に又はその後、前記チャンバ内にある前記排気可能な治具に対して非真空排気を行って、前記反り部分の前記第１面に気体を流動させ圧力を低下させて前記第２面との間に圧力差を生じさせることにより、前記反り部分を前記治具に押し付けるとともに、前記所定圧力による前記第１面と前記第２面との圧力差により、前記載置板が前記治具に押し付けられるステップと、
を備えるガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。
前記載置板が、プリント回路板、基板、リードフレーム、ウェハ、シリコンインターポーザ又はパッケージのうちの少なくとも一つである、ことを特徴とする請求項１記載のガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。
前記載置板の前記上下面のうち一面を前記穴開き面に向け、前記穴開き面に配置・固定するステップにおいて、前記固定方法は、粘着材料により前記載置板の面を前記穴開き面に固定する方法、及び前記載置板自体の重量により、前記載置板の面を前記穴開き面に固定する方法のうち少なくとも一つを含む、ことを特徴とする請求項１記載のガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。
前記チャンバに対してガス加圧を行い、前記排気可能な治具に対して非真空排気を行うステップにおいて、前記チャンバに対してガス加圧を行う充気量は、前記排気可能な治具に対して非真空排気を行う排気量より大きい、ことを特徴とする請求項１記載のガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。
前記載置板の前記第１面と前記治具の前記穴開き面との間に少なくとも一の耐熱密封層を設置し、前記耐熱密封層は前記穴を覆わない、ことを特徴とする請求項１記載のガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。
前記耐熱密封層は、４０℃以上３００℃以下の処理温度に耐えられる、ことを特徴とする請求項５記載のガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。
前記穴の位置は、前記載置板の周縁位置に対応している、ことを特徴とする請求項１記載のガス加圧により載置板の反りを抑制する載置板の固定方法。