专利名称：用于清洁利用激光束处理的电子元件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于利用激光束处理和清洁电子元件的方法，其中， 至少一个边界表面利用激光束形成在电子元件上本发明还涉及一种如权
利要求15的前序所述的用于处理和清洁电子元件的装置。
背景技术：
在半导体产品的制造中，通常需要将大量的产品结合在半导体产品的 联合组件(这也被称为例如导引框架或者板(lead frame or board))中。 在大部分的制造步骤完成之后，联合半导体产品通过机加工或者切削加工 的方式彼此分离。为了这个目的，也使用激光切削技术。现有的激光切削 技术的一个显著的缺点在于，分离的元件由于激光切削而被污染。这可以 有下面的这些原因来解释，材料的蒸发(例如，金属，碳氢化合物，这些 碳氢化合物可能或者可能没有完全燃烧，且来自粘胶或者环氧树脂等)， 并且这些材料随后沉积在电子元件上。沉积物例如有聚合体和用于制作封 装的塑料填充物构成，例如无机氧化物，特别是氧化硅。由于，新制成的 表面一般具有不太光滑的表面，并且污渍特别喜欢在这些由激光束形成的
这些边界表面的低洼部分积累，因此利用激光束处理的半导体产品产生的 污染在新制成的边界表面的位置特别地持久。在处理半导体产品时激光分 离技术的使用中，这种污染不是所期望的并且是不能接收的。
发明内容
为了这个目的，本发明提供了一种解决方案，利用该方案消除了利用 激光束处理的电子元件的污染问题，特别是在利用激光束处理电子元件而 形成的新的边界表面的位置处。
为了这个目的，本发明提供了如权利要求l所述的方法。在处理步骤A)的过程中，至少两个电子元件优选地互相分离。更精确地说是一4殳具 有粗糙表面结构的电子元件的新的边界表面(或者多个新边界表面)。通 常更精确的是，部分由于在该位置特别发生的激光处理，在这个粗糙表面 具有相对更重度的污染。通过机械清洁来清洁更粗糙的边界表面(外部表 面)是困难的，并且具有可能更大几率损害电子元件的缺点。特别是对于 结合激光束处理(例如激光切削)的电子元件的清洁，该处理现在的优点 在于，由于在超声波清洁中发生的气穴现象(清洁液体中爆破的小尺寸的 气泡)，处于较低部分且不规律地形成的新边界表面的凹部也可以清洁地 特别得好。由于在实际中的一般情况是，大量的独立电子元件阵列被分离 并且接着进行进一步处理，因此本申请中所特别描述的是对多个电子元件
同时清洁；不过，这并不是最要的。根据相同的方法和装置，也可以对单
独的电子元件进行清洁。因此，对单独的电子元件的清晰也落在本发明要 保护的范围之内。
这里期望的是，将要清洁的电子元件放置在液体内，这可以通过将电 子元件整个或者部分地放置在满足条件的液槽内的这样简单方式来实现>
由此，电子元件可以在处理步骤B)中对外面进行全面地清洁，根据所期 望的清洁，也可能，且也可以想象，可以只对外部表面的一部分进行清洁。 这例如在对电子元件的超声波清洁对进行完全外部清洁的电子元件的表 面部分产生负面影响的情况下是需要的。
电子元件优选的是在频率高于18kHz时进行清洁，优选高于20kHz。 为了最优化清洁过程，可以改变多个处理参数，例如频率；它通常处于20 和150kHz之间，特别优选地处于20和50kHz之间。其他的处理参凄t是温 度、时间、清洁液体的成分、液体内气体的存在等等，关于此可以进一步 参考下面的说明。
由于在处理步骤B)中，要清洁的电子元件通过操控器搬运进液体中， 从而在清洁过程中操控器位于远离超声波振动源的电子元件的侧部上因 此可以获得清洁效果的进一步改先因此，操控器不会形成障碍，从而在 要清洁电子元件的表面(多个)上形成尽量多的气穴。要同时清洁的多个 电子元件之间的相互距离在根据操作步骤B)中比在处理步骤A)中相同 的电子元件之间的相互距离更大。移动元件使它们进一步分离开(通过将
它们在它们所在的平面内移动分开和/或通过将某些元件从它们初始所在 的平面移动分开)，可以在要清洁电子元件的表面(多个)减小阻碍，获 得较多气穴。
提高清洁效果的另 一种措施是关于将执行超声波清洁所在的液体加热
到超过20。C，优选地超过3(TC。温度越高带来更好的清洁结果。只有液体 温度的限制增加到超过20。C,或者更好地超过30°C可以产生清洁的显著改 进。根据情况，也可以选择加热液体，从而使得液体的温度达到超过40。C， 或者甚至是超过5(TC。另外有选的是，液体在用于超声波清洁之前除气， 由此可以获得更好的清洁现象。
最简单的是，执行超声波清洁的液体，基本上是由水构成的。可以较 佳地在水中添加一种或者多种表面活性剂，或者添加到其他执行超声波清 洁的初始液体中。表面活性剂应该理解是指表面活性剂，例如肥皂，水溶 性烷醇，例如曱醇、乙醇和异丙醇，水溶性酮，例如甲基乙基酮、二曱基 酮、二乙基酮和/或乙二醇。另外，优选的是，其中进行超声波清洁的液 体在超声波清洁之前进行除气，从而^是高气穴。
用于提高超声波清洁的进一步措施包括对其中发生超声波清洁的液体 进行清洁。这例如是通过有规律地更新液体、过滤液体、去除沉积等。
在超声波清洁之后，粘在电子元件的液体可以积极地去B^;例如通过 将液体吸收掉(suck off )，由于液体然后以可控的方式被排除，因此这 特别地推荐。可选地，也可以对电子元件上吹或者4察，从而将粘着的液体 去除。这具有不仅能够将液体去除的优点，而且还具有将存在的污渍去除 的优点。
本发明另外还提供了一种如权利要求15所述的用于处理和清洁电子 元件的装置。通过该装置，参考如前面所述的根据本发明的方法，可以获 得更佳的清洁可能性。超声波清洁装置优选地包括液槽和至少一个连接到 该液槽的振动源。现在可以通过振动源在液槽内产^￡声波清洁。当Y吏用 多个振动源时，可以获得更有效的清洁。操控器和液槽的大小这里还设置 为，使得由操控器所夹持的电子元件可以部分地或者全部地放置进液槽 内。
在另一个可选的变形中，操控器是可以旋转的，由此要清洁的电子元
件可以通过操控器放置进液槽内，从而在清洁过程中，操控器位于远离振 动源的电子元件的侧部。因此，操控器在振动源和要清洁的电子元件之间 不会形成障碍。
操控器还可以采用多种形式，从而在电子元件的清洁过程中，操控器 的接合部距离清洁装置一定的距离。这样的优点在于，在对一些电子元件 的超声波清洁过程中，位于距离清洁装置一定距离的接合部，可以同时在 别的地方装载要处理的下 一批电子元件，和/或将已经清洁完的电子元件 在那卸载。由此利用操控器执行的处理步骤的关键路径被显著地缩短。
该装置可以设置有吸附口，通过负压接合在电子元件上，例如通过管 状接触元件的外端形成的吸附口。大量的很小元件的接合和松开利用该种 操控器可以有效地实现。管状接触元件的优点在于，操控器的大部分由此 可以在距离电子元件一定距离处被夹持，由此，这可以减少对超声波清洁 的影响。也可以为操控器提供多个接合部，该接合部的相互距离是可以调 节的。参考前面对本方法的说明，这还产生改进的清洁效果。
为了加热液槽，超声波清洁装置设置有加热装置。液槽也可以连接到 分配装置，用于供给添加剂。为了进一步的阐述，参考上面根据本发明的 方法的说明。如果超声波清洁装置还设置有至少一个动作器，用于将液体
放置在液槽内，可以产生液体流动或者液体湍流；再次是为了4是高清洁效
果。清洁装置还设置有用于清洁液槽内液体的清洁装置。
该装置的另一种较佳的实施例的变形，设置有用于从被超声波清洁装 置清洁后的电子元件上去除粘结液体的装置。这能够用例如吸附装置，该 吸附装置吸收粘结在电子元件一侧或者两侧的液体。在另一方面，也能够 在清洁的电子元件上吹风，从而将粘结在电子元件上的液体从上面去除。
在显示在下面图中的非限制性示例实施例的基础上进一步阐述本发
明。其中
图1示出了根据本发明的装置的示意透视图，
图2A示出了通过构成本发明一部分的液槽和操控器的截面，
图2B示出了通过构成本发明一部分的液槽和操控器的可选实施例的
变形的截面，
图3示出了通过构成本发明一部分的液槽的第二可选实施例的变形的
截面，以及
图4A和4B示出了根据本发明的操控IP妄合多个电子元件的两个步骤。
具体实施例方式
图1示出了用于利用激光束2处理且接着清洁组合电子元件3的装置 1。激光束2是由激光源4生成，该激光源还适于控制激光束2。组合电子 元件3设置在搬运器5上并且由激光束2分割。在电子元件被分割之后， 操控器6与分离的电子元件7接合。操控器6由双操控器头8 (还参考图 2B)构成，该双操控器头可转动地悬挂在三个方向X、 Y、 Z方可移动的操 控器架9内。分离的电子元件7然后浸入到液槽IO内。液槽10是通过液 体容器ll形成，在该液体容器上设置有多个超声波振动源12。电子元件 7由于浸入到液槽10内而被彻底地清洁。分离的且清洁的电子元件13随 后放置到卸下位置14。吹嘴15将可能留在电子元件13上的任何液体吹去。
图2A显示了液槽20,污染的电子元件22由操控器21携带浸入到液 槽内，从而使它们移动在液位23之下。操控器21设置有柔性密封件24, 由于该挠性密封的作用，通过沟道25施加的负压作用在污染的电子元件 22上。振动源27设置在液体容器26的外侧上，由于该振动源(示意示出) 的作用，用于提供有效清洁的超声波28在液槽20内生成。
图2B示出了液槽30,其中与图2A中的所示的液槽20相对应的元件 用相同的参考数字来表示。操控器31采用双重的形式，由此当操控器31 的下侧在液位下夹持电子元件22时，电子元件22可以装载到操控器31 的顶侧或者从该顶侧卸载。才喿控器31可围绕中心轴32旋转，从而在一批 电子元件22浸入之后，下一批电子元件22可以迅速地进行超声波清洁。 为了进一步提高超声波清洁，可以在如箭头Pl所指示的垂直方向上往复 地移动操控器31。
图3示出液槽40，该液槽构成了根据本发明的装置的一部分。液槽40 设置有多个超声波振动源41，这些振动源设置在液体容器42的外侧。液 体容器42还设置有加热元件43,利用该加热元件，在液体容器42内的液
体44的温度得以调节。液体44的状况可以通过设置在液体容器42内的 传感器45来监控。传感器45 (或者多个传感器)可以构成测量和控制系 统(图中未显示)的一部分，利用该系统，可以监控例如温度、污染度和 /或液体44的成分。通过由电机47所驱动的推动器46，可以在液体容器 42内的液体内形成湍流。液槽40进一步设置有管道系统48,液体44可 以通过泵49在方向P2通过该管道系统注入，由此液体44通过过滤器50。 在液体容器42内的液体44由此可以处于运动当中，液体44可以净皮清洁。 在液体容器42的上面设置有分配单元51，利用该分配单元，添加剂52 可以添力。到液体44中。
图4A和4B两者都显示了#:控器60的一部分，多个分离的电子元件 61与该操控器接合。在图4A显示的位置，电子元件61处于单个平面内， 这是在电子元件61接合过程中的状态。操控器由多个分部62构成，每个 分部设置有管状接合件63。图4B示出了分部63 (每个分部构形成一个4妻 合位置)水平(P3)和垂直(P4)移动分开的状态，由此，由于激光切削 而新形成的电子元件61的接触侧6 5更容易地接触到，并且由此可以用更 方便和更好的方式超声波清洁。另外值得注意的是，仅在一个方向将分部 61移动分开也可以作为一种选择。
权利要求
1.一种方法，用于利用激光束(2)处理并且随后清洁电子元件(3，7)，包括连续的处理步骤A)利用激光束(2)在电子元件(3，7，13，22，61)上形成至少一个新的边界表面(65)，以及B)将至少一部分所述新制成的边界表面(65)放置在液体(44)内，并且进行超声波清洁。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，在处理步骤A)的过程中， 至少两个电子元件(3, 7, 13, 22, 61)被^皮此分离。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，要清洁的所述电子元 件(3， 7， 13, 22， 61)被放置在液槽(10, 20, 30， 40)内。
4. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，电子元件(3， 7, 13, 22, 61)的整个外部表面在处理步骤B)的过程中被清洁。
5. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，电子元件(3， 7， 13， 22， 61)以高于18kHz的频率被清洁，优选地高于20kHz。
6. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在处理步骤 B)的过程中要清洁的电子元件(3, 7， 13， 22， 61)通过操控器(6， 21， 31， 60)被搬运进液体(44)内，从而使在清洁过程中，所述操控器(6, 21, 31, 60)位于远离超声波振动源(12, 27， 41)的所述电子元件(3， 7， 13, 22， 61 )的侧部。
7. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，要同时清洁 的多个电子元件(3， 7， 13， 22， 61)之间的相互距离，在处理步骤B) 的清洁过程中比在处理步骤A)的过程中要大。
8. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，执行超声波 清洁的液体(44)被加热到超过20。C，优选超过3(TC。
9. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，#1行超声波 清洁的液体(44)基本上是由水构成。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，执行超声波清洁的液体 (44)中提供有表面活性剂。
11. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在其中发 生超声波清洁的液体(44)被除气。
12. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在其中发 生超声波清洁的液体(44 )被清洁。
13. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在其中发 生超声波清洁的液体(44 )被除气。
14. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，粘附在电 子元件(3, 7， 13, 22, 61)上的液体(44)在执行处理步骤B)之后被 有效地去除。
15. —种用于处理和清洁电子元件(3， 7， 13， 22， 61)的装置(1)， 至少包括用于产生激光束(2)的激光源(4),和用于搬运未分离的电子元件(3， 7, 13， 22, 61)组件的至少一个搬 运器(5),其中，所述搬运器(5)和所述激光束(2)相对彼此可移动，其特征在于，所述装置(1 )还设置有超声波清洁装置和操控器(6， 21， 31， 60)，该操控器用于将通过所述激光束(2)处理的所述电子元件 (3, 7， 13， 22, 61)从所述搬运器(5)向所述清洁装置移动。
16. 如权利要求15所述的装置(1),其特征在于，所述超声波清洁装 置包括液槽(IO， 20, 30， 40)和至少一个连接到所述液槽(10, 20, 30， 40)的振动源(12， 27， 41)。
17. 如权利要求16所述的装置(1),其特征在于，多个振动源(12， 27, 41)连接到所述液槽(10， 20， 30， 40)。
18. 如权利要求16或17所述的装置(1)，其特征在于，所述操控器 (6, 21, 31， 60)是可旋转的，从而使得要清洁的电子元件(3， 7, 13，22， 61 )通过所述操控器(6， 21， 31， 60)放置在所述液槽(10， 20， 30, 40 )内，且而在清洁过程中，所述操控器(6， 21, 31， 60)位于远 离所述振动源(12, 27， 41)的电子元件(3, 7, 13， 22， 61)的侧部。
19. 如权利要求15-18中的任一项所述的装置(1),其特征在于，所 述操控器(6， 21, 31， 60)具有多种形式，从而在电子元件(3， 7, 13, 22， 61)的清洁过程中使得所述操控器(6， 21, 31， 60)的接合部(64) 距离所述清洁装置一定距离。
20. 如权利要求15-19中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所 述装置(1 )设置有吸附口，通过负压接合到电子元件(3， 7， 13, 22， 61)上。
21. 如权利要求20所述的装置(1)，其特征在于，所述吸附口由管状 接触元件(64)的外端部形成。
22. 如权利要求15-21中的任一项所述的装置(1 ),其特征在于，所 述操控器(6， 21， 31， 60)设置有多个接合部(63),并且在接合位置之 间的相互距离是可调的。
23. 如权利要求16-22中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述超声波清洁装置设置有用于加热所述液槽(10, 20, 30, 40 )的加热装置。
24. 如权利要求16-23中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述超声波清洁装置设置有分配装置(51)，用于向液槽(10, 20， 30， 40) 供给添加剂(52)。
25. 如权利要求16-24中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述超声波清洁装置设置有至少一个动作器(46)，用于在液槽(IO, 20, 30, 40 )内移动液体(44)。
26. 如权利要求16-25中的任一项所述的装置(1 )，其特征在于，所述超声波清洁装置设置有用于净化在液槽(10， 20, 30， 40)内液体(44) 的清洁装置(50)。
27. 如权利要求15-26中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)设置有用于从被超声波清洁装置清洁后的电子元件(3， 7， 13， 22, 61)去除粘附液体(44)的装置(15)。
全文摘要
本发明涉及一种用于利用激光束处理和清洁电子元件的方法，其中，至少一个边界表面利用激光束形成在电子元件上本发明还涉及一种用于处理和清洁电子元件的装置，至少包括用于产生激光束的激光源，和用于搬运未分离的电子元件组件的至少一个搬运器，其中，所述搬运器和所述激光束相对彼此可移动。
文档编号H01L21/00GK101208773SQ200680023026
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月30日
发明者H·J·范埃格蒙德, J·L·J·齐芝洛 申请人:飞科公司