TWI437672B - 利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種載板固定方法,尤其係關於一種利用氣體充壓以抑制載板翹曲(warpage)的載板固定方法。
封裝體的翹曲乃源自於封裝體中各材料的熱膨脹係數不同所造成。為克服翹曲的問題,在封裝業界已提出多種不同的方法,如中華民國專利第I259743號揭示在基板內部佈設多條非功能性跡線(traces),以利用非功能性跡線所產生之應力抗衡來維持基板之平坦,但此可能會導致線路佈局之複雜化而造成基板內部線路佈局的困難。又如中華民國專利公告第489496號所揭示的技術,其係在基板上設置熱膨脹係數大於基板之膠堤,以抑制基板之翹曲,由於在製程結束後該膠堤仍保留在所製成之半導體封裝件內,因此基板表面必須預留有設置膠堤之區域,其會導致封裝尺寸無法進一步微小化。再如中華民國專利第I231578號所揭示的技術,其係將複數個加固構件設置於基板之下方並且以一加固封膠體包覆該等加固構件,以抑制基板之翹曲,然而,由於每一加固構件必須對應於該基板之晶片設置區域的周圍,因此在設置該等加固構件時會有對位困難之問題,尤其當該基板之晶片設置區域較多時,該等加固構件之對位會更加繁複,並且會造成封裝尺寸無法微小化及基板之浪費。另外中華民國專利第I340446號揭示藉由將暫時加強件貼設於基板之廢棄部進而使基板固定,以對抗基板在熱脹冷縮時所產生之翹曲,並於製程末段再將此暫時加強件切割去除。再者,如中華民國專利第I352395號(與上述專利第I340446號之方法雷同)所揭示的方法,其係利用暫時貼合雙面膠帶將基板透過膠帶固定於一堅硬耐熱之載板,而於製程末段再將此暫時貼合雙面膠帶及載板去除。上述方法雖能克服製程中的基板翹曲問題,但也因此增加了製程複雜度與製造成本。因此,鑒
於上述習知技術所遭遇之問題,亟需一種能夠抑制載板翹曲的方法。
為解決上述習知技術所遭遇之問題,依照本發明之一實施例,提供一種利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其包含下列步驟:準備一具有上、下面的載板,該上、下面為彼此相對;準備一可排氣治具,該治具具有一包含複數孔洞的孔洞面;將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面、並且放置及固定在該孔洞面上,其中將面向該孔洞面之該載板的該面定義為一第一面,而將相對於該第一面的另一面定義為一第二面;以及對一腔室進行氣體充壓以及對位於該腔室中的該可排氣治具進行排氣,以在該載板的該第一面與該第二面之間形成一壓力差,藉以將該載板壓制在該治具上,其中將該腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力。
依照本發明之另一實施例,提供一種利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其包含下列步驟:準備一具有上、下面的載板,該上、下面為彼此相對;準備一可排氣治具,該治具具有一包含複數孔洞的孔洞面;將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面並且放置在該孔洞面上,其中將面向該孔洞面之該載板的該面定義為一第一面,而將相對於該第一面的另一面定義為一第二面;對該治具進行真空排氣以使該載板固定於該治具上;將該含有該載板之治具放置在一可氣體充壓的腔室中;以及對該腔室進行氣體充壓,以在該載板的該第一面與該第二面之間形成一壓力差,藉以將該載板壓制在該治具上,其中將該腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力。
本發明之其他實施樣態以及優點可從以下與用以例示本發明原理範例之隨附圖式相結合的詳細說明而更顯明白。此外,為了不對本發明造成不必要的混淆,在本說明書中將不再贅述為人所熟知的元件與原理。
以下將參考圖式來說明本發明之實施例。
依照本發明之一實施例,圖1顯示利用氣體充壓以抑制載板翹曲之載板固定方法的流程圖100,流程圖100係起始於步驟101,於其中準備一具有上、下面的載板(carrier)。此上、下面為彼此相對。
在步驟103中,準備一可排氣治具。此可排氣治具可具有一包含複數孔洞的孔洞面。
在步驟105中,將此載板的上、下面之其中一者面向此孔洞面、並且放置及固定在此孔洞面上。例如,吾人可將面向孔洞面之載板的面定義為第一面,而將相對於第一面的另一面定義為第二面,具體來說,在將載板的上面定義為第一面時,其下面即定義為第二面;反之,在將載板的下面定義為第一面時,則其上面即定義為第二面。用以將載板之面固定在孔洞面上的方式可包含下列至少其中一者:藉由一黏著材料,將載板的面固定在孔洞面上;藉由一可避開載板上之有效區域(active region)的壓板,將載板的面固定在孔洞面上;藉由對可排氣治具進行真空排氣而將載板的面真空吸附在孔洞面上;以及藉由載板本身的重量使載板的面固定在孔洞面上。
將含有載板的治具係在一可氣體充壓的腔室中。
在步驟107中,對此腔室進行氣體充壓以及對此可排氣治具進行排氣,以在此載板的第一面與第二面之間形成一壓力差,藉以將此載板壓制在此治具上,其中將此腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力。此步驟可藉由例如下列其中一種方式加以執行:在對此腔室進行氣體充壓之後,對此可排氣治具進行排氣;在對此可排氣治具進行排氣之後,對此腔室進行氣體充壓;以及對此腔室進行氣體充壓並且同時對此可排氣治具進行排氣。此外,對此腔室進行氣體充壓的充氣量係大於對此可排氣治具進行排氣的排氣量。
依照本發明之另一實施例,圖2顯示利用氣體充壓以抑制載
板翹曲之載板固定方法的流程圖200,流程圖200係起始於步驟201,於其中準備一具有上、下面的載板。此上、下面為彼此相對。
在步驟203中,準備一可排氣治具。此治具具有一包含複數孔洞的孔洞面。
在步驟205中,將此載板的上、下面之其中一者面向此孔洞面並且放置在此孔洞面上。例如,可將面向孔洞面之載板的面定義為第一面,而將相對於第一面的另一面定義為第二面,如上所述,在將載板的上面定義為第一面時,其下面即定義為第二面;反之,在將載板的下面定義為第一面時,則其上面即定義為第二面。
在步驟207中,對治具進行真空排氣以使載板固定於治具上。此步驟更可包含下列步驟:藉由一可避開載板上之有效區域的壓板,將載板固定在孔洞面上。
在步驟209中,將含有載板之治具放置在一可氣體充壓的腔室中。
在步驟211中,對此腔室進行氣體充壓,以在此載板的第一面與第二面之間形成一壓力差,藉以將此載板壓制在此治具上,其中將此腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力。
在本發明之實施例中,此載板可例如為下列至少其中一者:一印刷電路板(printed circuit board)、一基板(substrate)、一導電支架(lead frame)、一晶圓(wafer)、一矽中介層(silicon interposer)、或一封裝體(package)。
在本發明之實施例中,此預定壓力可具有例如介於1atm(kg/cm2
)與約30atm(kg/cm2
)之間的範圍。舉例而言,在本發明之一實施例中,此預定壓力係大於1atm並且小於或等於約30atm。然而,吾人可瞭解上述壓力範圍能夠包含1.5、2、4、6、8、10、12、14、20、25、30atm、以及其中所包括的所有數值,例如2.5、3、5.5、8.5、9、11、15.5、23、27.5、29等等。
在本發明之一實施例中,吾人例如可在腔室內的壓力達到預定壓力之後,關閉治具的排氣(或真空排氣),而透過所形成之高氣
壓差將載板壓制在治具上。
在本發明之一實施例中,吾人可在載板的第一面與治具的孔洞面之間設置至少一耐熱密封層,其中此耐熱密封層不覆蓋孔洞面的孔洞。此耐熱密封層例如能夠承受40℃以上至300℃以下的處理溫度。
以下將參考圖3來說明本發明之原理。圖3係用以說明本發明之原理的概略剖面示意圖。如圖3所示,具有翹曲部分1a的載板1係放置在可排氣治具3上。載板1可具有上面1b與下面1c。上面1b與下面1c為彼此相對。可排氣治具3可具有孔洞面3a以及氣體通道7。孔洞面3a可包含複數孔洞5。氣體通道7係耦合至排氣裝置9。在本發明之實施例中,排氣裝置9可例如為一般排氣幫浦或真空幫浦或排氣通道開關。
依據流體連續方程式,A1
v1
=A2
v2
=常數(其中,A1
與A2
為面積,而v1
與v2
為流體速度),單位時間內氣體的流動質量為均等,因此愈靠近孔洞5之氣體的流動速度會愈快。此外,根據白努利(Bernoulli)定律:ρv2
/2+ρgh+p=常數,其中ρ為氣體密度,v為氣體速度,p為氣體壓力,g為重力加速度,h為高度,位能(ρgh)甚小可忽略不計。離孔洞5愈遠,氣體的速度愈慢,因此在圖3中於各位置之氣體壓力大小的順序如下:(d)<(c)<(b)<(a)。因此,由氣壓差所產生的下壓力量可將待處理物(即,載板)緊緊壓制在治具3上,藉以對抗載板因為在高溫下之熱膨脹不均所造成的翹曲現象。亦即,例如以圖3為例,在載板1的下面1c(在此實施例中被定義為第一面,即為面向孔洞面3a的面)與上面1b(在此實施例中被定義為第二面)之間形成一極大壓力差,進而引起極大之下壓力量以將載板1壓制在治具3上,藉以將載板1因高溫所造成的翹曲部分1a朝治具3緊緊壓下,以使載板1之翹曲部分1a平坦地伏貼在治具3上。在本發明之另一實施例中,載板1的上面1b可面向孔洞面3a並且固定在孔洞面3a上,俾能將上面1b定義為第一面,並且將相對於與上面1b的下面1c定義為第二面。
在本發明之一實施例中,孔洞5的位置可與載板1之周邊的
位置相對。
此外,如圖4所示,其與圖3相同,將載板1的下面1c定義為第一面,而將載板1的上面1b定義為第二面。例如以圖4為例,在本發明之一實施例中,吾人可如上述在載板1的第一面(在此實施例中為下面1c)與治具3的孔洞面3a之間設置至少一耐熱密封層11,其中此耐熱密封層不覆蓋孔洞面3a的孔洞5,藉以增加載板1與治具3之間的氣密性。耐熱密封層11例如能夠承受40℃以上至300℃以下的處理溫度。
雖然本發明已參考較佳實施例及圖式詳加說明,但熟習本項技藝者可瞭解在不離開本發明之精神與範疇的情況下,可進行各種修改、變化以及等效替代,然而這些修改、變化以及等效替代仍落入本發明所附的申請專利範圍內。
1‧‧‧載板
1a‧‧‧翹曲部分
1b‧‧‧上面
1c‧‧‧下面
3‧‧‧可排氣治具
3a‧‧‧孔洞面
5‧‧‧孔洞
7‧‧‧氣體通道
9‧‧‧排氣裝置
11‧‧‧耐熱密封層
100‧‧‧流程圖
101‧‧‧準備一具有上、下面的載板,該上、下面為彼此相對
103‧‧‧準備一可排氣治具,該治具具有一包含複數孔洞的孔洞面
105‧‧‧將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面、並且放置及固定在該孔洞面上,其中將面向該孔洞面之該載板的該面定義為一第一面,而將相對於該第一面的另一面定義為一第二面
107‧‧‧對一腔室進行氣體充壓以及對位於該腔室中的該可排氣治具進行排氣,以在該載板的該第一面與該第二面之間形成一壓力差,藉以將該載板壓制在該治具上,其中將該腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力
200‧‧‧流程圖
201‧‧‧準備一具有上、下面的載板,該上、下面為彼此相對
203‧‧‧準備一可排氣治具,該治具具有一包含複數孔洞的孔洞面
205‧‧‧將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面並且放置在該孔洞面上,其中將面向該孔洞面之該載板的該面定義為一第一面,而將相對於該第一面的另一面定義為一第二面
207‧‧‧對該治具進行真空排氣以使該載板固定於該治具上
209‧‧‧將該含有該載板之治具放置在一可氣體充壓的腔室中
211‧‧‧對該腔室進行氣體充壓,以在該載板的該第一面與該第二面之間形成一壓力差,藉以將該載板壓制在該治具上,其中將該腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力
熟習本項技藝者可瞭解本發明之隨附圖式僅為概略之圖像,因此不一定要按照尺寸繪製。再者,本發明之隨附圖式僅為示例而非限制。且,在本發明之隨附圖式中,相同的元件係以相同的參考符號加以標示。
圖1顯示依照本發明之一實施例利用氣體充壓以抑制載板翹曲之載板固定方法的流程圖。
圖2顯示依照本發明之另一實施例利用氣體充壓以抑制載板翹曲之載板固定方法的流程圖。
圖3係用以說明本發明之原理的概略剖面示意圖。
圖4顯示依照本發明之一實施例在載板的第一面與治具的孔洞面之間設置至少一耐熱密封層的概略剖面示意圖。
100‧‧‧流程圖
101‧‧‧準備一具有上、下面的載板,該上、下面為彼此相對
103‧‧‧準備一可排氣治具,該治具具有一包含複數孔洞的孔洞面
105‧‧‧將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面、並且放置及固定在該孔洞面上,其中將面向該孔洞面之該載板的該面定義為一第一面,而將相對於該第一面的另一面定義為一第二面
107‧‧‧對一腔室進行氣體充壓以及對位於該腔室中的該可排氣治具進行排氣,以在該載板的該第一面與該第二面之間形成一壓力差,藉以將該載板壓制在該治具上,其中將該腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力
Claims (7)
- 一種利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,包含下列步驟:準備一具有上、下面的載板,該上、下面為彼此相對;準備一可排氣治具,該治具具有一包含複數孔洞的孔洞面;將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面、並且放置及固定在該孔洞面上,其中將面向該孔洞面之該載板的該上面或該下面定義為一第一面,而將相對於該第一面的另一面定義為一第二面;及對一腔室進行氣體充壓以及對位於該腔室中的該可排氣治具進行非真空排氣,以在該載板的該第一面與該第二面之間形成一壓力差,藉以將該載板壓制在該治具上,其中將該腔室充壓至大於標準大氣壓力的一預定壓力,該預定壓力係大於1atm並且小於或等於30atm,其中,對該腔室進行氣體充壓以及對該可排氣治具進行非真空排氣的該步驟係以下列其中一種方式執行:在對該腔室進行氣體充壓之後,對該可排氣治具進行非真空排氣;以及對該腔室進行氣體充壓並且同時對該可排氣治具進行非真空排氣。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其中,該載板為下列至少其中一者:一印刷電路板、一基板、一導電支架、一晶圓、一矽中介層、或一封裝體。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其中,在將該載板的該上、下面之其中一者面向該孔洞面、並且放置及固定在該孔洞面上的該步驟中,該固定方式包含下列至少其中一者:藉由一黏著材料,將該載板的面固定在該孔洞面上;藉由一可避開該載板上之一有效區域的壓板,將該載板的面固定在該孔洞面上;以及藉由該載板本身的重量使該載板的面固定在該孔洞面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其中,在對該腔室進行氣體充壓以及對該可排氣治具進行非真空排氣的該步驟中,對該腔室進行氣體充壓的充氣量係大於對該可排氣治具進行非真空排氣的排氣量。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其中,在該載板的該第一面與該治具的該孔洞面之間設置至少一耐熱密封層,其中該密封層不覆蓋該孔洞。
- 如申請專利範圍第5項所述之利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其中,該耐熱密封層能夠承受40℃以上至300℃以下的處理溫度。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用氣體充壓以抑制載板翹曲的載板固定方法,其中,該孔洞的位置係與該載板之周邊的位置相對。
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