用於從薄膜取下至少一個晶片狀半導體構件的設備和方法
2023-10-23 03:33:02 1
專利名稱：用於從薄膜取下至少一個晶片狀半導體構件的設備和方法
技術領域：
本發明描述了用於從薄膜同時取下至少一個呈晶片狀的半導體構件，尤其是具有小於130 u m或優選小於100 u m厚度的半導體構件的設備和方法。這種半導體構件例如在布置在粘性薄膜上的晶片分割之後存在。有利地，半導體構件是功率半導體構件，如IGBT
或功率二極體。
背景技術：
這些半導體構件越薄，那麼在將它們從薄膜取下時，受損、尤其是斷裂的風險就越大。所述設備和方法優選應用在為基板裝備半導體構件的取放設備(Pic-and-Place-Anlagen)中。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供用於將至少一個呈晶片狀的半導體構件從薄膜取下的設備和方法，其中，明顯降低受損的風險。按照本發明，該技術問題通過帶有權利要求I的特徵的設備以及通過按權利要求7的方法來解決。優選的實施方式在各自的從屬權利要求中說明。本發明說明了用於從粘性薄膜同時取下至少一個呈晶片狀的半導體構件的設備，其中，各自的半導體構件布置在薄膜的第一主面上。該設備具有用於至少一個半導體構件的取下裝置和能在薄膜的第二主面處布置的抬升裝置，其中，該抬升裝置具有用於相對薄膜布置的接觸區，抬升裝置本身具有多個抽吸凹槽和用於呈銷釘狀抬升件的凹槽。在此情況下，所有的抽吸凹槽共同聯接到一個或至少兩個抽吸凹槽上，作為備選，抽吸凹槽組聯接在分開的和能分開調節的負壓調節裝置上。抬升裝置的接觸區的面積優選大於布置在薄膜的第一主面上的、有待一步取下的一個或多個半導體構件的面積，並且在此全面超出該一個或多個半導體構件。呈銷釘狀的抬升件具有尖的或呈球狀的端部，這些抬升件能夠穿過分別配屬的凹槽並且能夠超出接觸區的平面，以及在此情況下使薄膜變形。在此情況下，抽吸凹槽保持與薄膜連接，並且一個或多個半導體構件被局部地或完全地從薄膜抬升，由此能夠使半導體構件與薄膜之間的粘性力變小並且一個或多個半導體構件可以通過取下裝置取下而不會受損。抬升件的尖的端部在此情況下可以穿透薄膜，而呈球形的端部則通常僅能讓薄膜變形。抽吸凹槽可以構造成同心布置的溝渠(Graben)和/或局部均勻或不規則地分布在接觸區上的孔。此外有利的是，抬升裝置具有用於改變粘性薄膜溫度的熱力裝置。根據使用目的的不同，例如依賴於所使用的薄膜，在此情況下可以有意義地降低或提高溫度。溫度的降低例如適於用以降低在薄膜與待取下的半導體構件之間的粘性力。溫度的提高例如適於用以、提高薄膜的彈性。如下通常是必要的，即，能進行至少20°C的這種溫度變化。這種熱力裝置可以例如構造為拍爾帖元件(Peltierelemen)。用於運行這種設備的按本發明的方法具有下列步驟 將抬升裝置相對薄膜布置(I)，其中，抬升裝置的接觸區貼靠在薄膜的第二主面上。在此情況下，待抬升的呈晶片狀半導體構件布置在與接觸區相對的第一主面上。 藉助配屬的負壓調節裝置，用針對所有抽吸凹槽的恆定負壓值或用針對不同的抽吸凹槽或抽吸凹槽組的不同負壓值加載抬升裝置的多個抽吸凹槽。通過至少一個為此必需的負壓調節裝置施加限定的負壓到薄膜上，該負壓可以時間性地保持恆定，也就是可以調節。「負壓」概念指的是與大氣壓(約IOOkPa)的差，其中，越大的值說明越大的差進而 抽吸作用越大。但優選的是，負壓在該方法期間受控地改變也就是調適。因此負壓可以適配於薄膜與抬升裝置接觸區的接觸面積的不同延展。這種調節或調適的優選極限在此情況下為負壓值的10%。備選地或附加地同樣可以優選的是，用不同的負壓值加載不同的抽吸凹槽。在此情況下通常有利的是，對那些相對半導體構件更為居中地布置的抽吸凹槽相比對那些更為朝半導體構件邊緣區域布置的抽吸凹槽而言用更小的負壓來加載。也可以有利的是，一個抽吸凹槽的或一個抽吸凹槽組的負壓在變形期間保持恆定，而在其它抽吸凹槽上或其它抽吸凹槽的組上的負壓則發生改變。 使接觸區上方的薄膜通過藉助抬升件抬升薄膜而局部變形，這些抬升件布置在抬升裝置的、配屬的凹槽中。 將至少一個半導體構件藉助取下裝置從薄膜取下(II)。此外有利的是，藉助熱力裝置在抬升過程中影響薄膜的溫度。該熱力元件在此情況下可以提高薄膜的溫度，備選地或附加地該熱力元件可以降低溫度。這種溫度改變可以要麼連續地在持久運行中進行，要麼有利地以脈衝的方式進行。此外在脈衝式運行的情況下優選的是，熱力調節在將抬升裝置相對薄膜布置之後，亦即在接觸區貼罪在薄I吳上時，才激活。
藉助按圖I至圖4的實施例進一步闡釋本發明的技術方案。圖I用側剖圖示出了按本發明的設備的第一設計方案。圖2同樣用側剖圖示出了按本發明的設備的第二設計方案。圖3用俯視圖示出了按圖2的布置。圖4用俯視圖示出了按本發明的設備的第三設計方案。
具體實施例方式圖I用剖面圖示出了第一種按本發明的設備的側視圖。圖中示出了鋸開的且布置在粘性薄膜12上的晶片的一個截段，該截段由此構造有多個以彼此相間隔的方式存在的半導體構件10。按本發明的設備具有作為主要組件的取下裝置20、抬升裝置22和至少一個負壓調節裝置60、62。抬升裝置22構造成金屬成型體，帶有用於呈銷釘狀抬升件40的凹槽42和帶有多個抽吸凹槽50、52，在此是與所配屬的第一和第二負壓調節裝置60、62連接的第一和第二抽吸凹槽。圖中示出了按本發明的方法的過程開始時的情形，其中，抬升件40完全布置在所配屬的凹槽42中。此外，抬升裝置22仍與薄膜12相間隔，該薄膜帶有在其第一主面120上的半導體構件10。在對本發明不重要的第一過程步驟中，抬升裝置22的接觸區30與薄膜12的第二主面122接觸。但重要的是，抬升裝置22與待取下的半導體構件10對齊地布置。接著以藉助負壓調節裝置60、62調節的方式施加負壓，由此將薄膜12抽吸到抽吸凹槽50、52上。負壓調節裝置60、62在所有抽吸凹槽上例如產生40kPa的恆定負壓，該負壓在薄膜變形期間上升至42kPa。 這些只是對半導體構件10和薄膜12的某一確定組合的有利值，其它半導體構件，尤其依賴於它們的厚度地，以及其它的薄膜，尤其依賴於它們的粘性力和彈性地，則可以要求其它的負壓以及其它的變化。根據實驗成功使用了在5kPa和60kPa之間的負壓和小於該值的10%的變化。在該方法的最簡單的構造中，向所有抽吸凹槽50、52施加一個恆定的負壓。有利的是用不同的負壓加載單個的抽吸凹槽或抽吸凹槽組。在此情況下又有利地對那些相對半導體構件更為居中地布置的抽吸凹槽相比對那些更為朝半導體構件邊緣區域布置的抽吸凹槽而言用更小的負壓來加載。此外在該方法的兩種構造中有利的是，壓力在薄膜變形階段期間不是保持恆定，而是受限定的以不超過原始負壓的10%進行改變，尤其是變大。這種改變可以均勻地針對所有抽吸凹槽進行或僅僅針對單個的抽吸凹槽或單個的抽吸凹槽組進行。在施加恆定負壓時，待取下的半導體構件10藉助抬升件40從剩餘的半導體構件的平面抬升。在此情況下，薄膜12局部地變形。參看圖2，在半導體構件10從薄膜12抬升後，該半導體構件可以藉助取下裝置20抬升進而從薄膜12完全地取下。圖2示出了第二種按本發明的設備的視圖。所示方法步驟對應業已相對圖I所說明的方法步驟，其中，薄膜12已經變形且待取下的半導體構件10已經抬升。該設備的這種設計方案與按圖I的設計方案的主要區別在於額外設置的珀爾帖元件70，珀爾帖元件在此同時、但不是必要地構造了抬升裝置22的接觸區30。此外，接觸區30的面積在此構造得更大並且延伸直至相鄰的半導體構件10的下方。第二負壓調節裝置62在居中布置的第二抽吸凹槽52處產生35kPa的恆定負壓，而第一負壓調節裝置60則在靠外的第一抽吸裝置50上施加40kPa的恆定負壓。此外，圖I中說明的內容也適用於負壓的選擇和調節。圖3以俯視圖示意性示出了按圖2的布置。圖中示出了呈矩陣式布置在薄膜12上的半導體構件10以及布置在這些半導體構件10的其中一個下方的抬升裝置22。該抬升裝置在此在半導體構件10的角區域中具有四個第一抽吸凹槽50和一個居中於半導體構件10設置的第二抽吸凹槽52。第一凹槽50形成一個組，這個組通過共同的、未示出的第一負壓調節裝置60用負壓加載，而第二凹槽52則與自己的第二負壓調節裝置62連接並且由該第二負壓調節裝置用負壓加載，各自的負壓調節裝置的位置和連接也參看圖2。此外，還示出了四個抬升件40，其中，這些抬升件各以優選的方式靠近地，但不是緊鄰地設置在所配屬的抽吸裝置50旁邊。
圖4以俯視圖示意性示出了按本發明的設備的第三設計方案。與按圖3的設計方案相反的是，在此僅設置有一個第一抽吸裝置50和一個第二抽吸裝置52，它們各與所配屬的未示出的第一和第二負壓調節裝置連接。在此情況下，兩個抽吸裝置50、52構造成溝渠(Graben)並且不是構造成像圖3所示那樣的呈圓形的孔。相關負壓的調節適用上述說明。
權利要求
1.用於從粘性薄膜(12)取下至少一個呈晶片狀的半導體構件(10)的設備，其中，所述半導體構件(10)布置在所述薄膜(12)的第一主面(120)上，所述設備帶有用於所述半導體構件(10)的取下裝置(20)和帶有能在所述薄膜的第二主面(122)處布置的抬升裝置(22)，其中，所述抬升裝置(22)具有用於相對所述薄膜(12)布置的接觸區(30)，其本身具有多個抽吸凹槽(50、52)和用於呈銷釘狀的抬升件(40)的凹槽(42)，其中，所有的抽吸凹槽(50、52)共同聯接到負壓調節裝置(60、62)上，或至少兩個抽吸凹槽(50、52)或抽吸凹槽(50、52)的組聯接在分開的負壓調節裝置(60、62)上。
2.按權利要求I所述的設備，其中，所述呈銷釘狀的抬升件(40)具有尖的或呈球狀的端部並且所述抬升件能夠穿過所述抬升裝置(22)的所述接觸區(30)。
3.按權利要求I所述的設備，其中，所述抽吸凹槽(50、52)構造成同心布置的溝渠，以及備選地或附加地構造成局部均勻地或不規則地分布在所述接觸區(30)上的孔。
4.按權利要求I所述的設備，其中，所述抬升裝置(22)具有用於改變所述粘性薄膜(12)的溫度的熱力裝置(70)，其中，所述薄膜(12)的溫度能夠藉助所述熱力裝置(70)降低和/或提聞。
5.按權利要求4所述的設備，其中，所述溫度改變至少20°C。
6.按權利要求4所述的設備，其中，所述熱力裝置(70)是珀爾帖元件。
7.用於運行從粘性薄膜(12)取下呈晶片狀的至少一個半導體構件(10)的設備的方法，具有下列步驟 將抬升裝置(22)相對所述薄膜(12)布置，其中，所述抬升裝置(22)的接觸區(30)貼靠在所述薄膜(12)的第二主面(122)上，與布置在第一主面(120)上的待取下的呈晶片狀的半導體構件(10)相對； 藉助配屬的負壓調節裝置出0、62)，用針對所有抽吸凹槽(50、52)的恆定負壓值或用針對不同抽吸凹槽(50、52)或抽吸凹槽(50、52)的組的不同負壓值加載所述抬升裝置22的抽吸凹槽(50、52)； 使所述接觸區(30)中的薄膜(12)通過藉助抬升件(40)抬升所述薄膜(12)而局部變形，所述抬升件布置在所述抬升裝置(22)的、配屬的凹槽(42)中； 將所述至少一個半導體構件(10)藉助取下裝置(20)從所述薄膜取下。
8.按權利要求7所述的用於運行設備的方法，其中，負壓在所述薄膜(12)的局部變形期間保持恆定或被調適。
9.按權利要求8所述的用於運行設備的方法，其中，負壓在所述局部變形期間不超過10%地變化。
10.按權利要求7所述的用於運行設備的方法，其中，居中布置的抽吸凹槽(52)的負壓選擇得比靠外的抽吸凹槽(50)的負壓小。
11.按權利要求7所述的用於運行設備的方法，其中，在所述接觸區(30)上藉助熱力裝置(70)局部地改變所述薄膜的溫度。
12.按權利要求11所述的用於運行設備的方法，其中，所述熱力裝置(70)以持久的方式或以脈衝的方式運行。
13.按權利要求12所述的用於運行設備的方法，其中，在所述熱力裝置(70)脈衝式運行的情況下，所述熱力裝置在所述抬升裝置(22)相對所述薄膜(12)布置之後才激活。
全文摘要
本發明涉及用於從薄膜取下至少一個晶片狀半導體構件的設備和方法，該方法具有下列步驟抬升裝置相對薄膜布置，其中，抬升裝置的接觸區貼靠在薄膜的第二主面上，與布置在第一主面上的待取下的呈晶片狀半導體構件相對。藉助配屬的負壓調節裝置，用針對所有抽吸凹槽的恆定負壓值或用針對不同的抽吸凹槽或抽吸凹槽組的不同負壓值加載抬升裝置的多個抽吸凹槽。薄膜在接觸區中通過藉助抬升件抬升薄膜而局部變形，抬升件布置在抬升裝置的所配屬的凹槽中。藉助取下裝置從薄膜取下至少一個半導體構件。
文檔編號H01L21/78GK102646635SQ201210037539
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月17日 優先權日2011年2月17日
發明者阿明·斯圖特 申請人:賽米控電子股份有限公司