专利名称：用于热加工塑料片,特别是成型晶片的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于热加工塑料片，特别是成型晶片的方法和设备，所述成型晶片还称为模制晶片、合成晶片或环氧树脂晶片，本文全文称为成型晶片。
背景技术：
虽然下面基于成型晶片说明本发明和本发明所解决的问题，但是本发明不限于此，而是可一般地应用于薄塑料片。在半导体技术中，近年来所谓的成型晶片的使用与日俱增，在所述成型晶片中，各个硅芯片彼此以一定距离嵌在成型复合物中，成型复合物本身具有晶片的形状，并且硅芯片例如在成型复合物表面上安放在位。在制备成型晶片过程中，需要对成型晶片组件进行热加工，成型晶片组件包括可热分离膜，和由所述模附接到成型晶片的载体基底。为了通过溶解和粘合粘结剂取下载体基底和膜，在该热加工过程中，通过夹持装置(卡盘)从一侧加热成型晶片，随后冷却，这在下面详细说明。图9显示了成型晶片的塑料成型复合物的抗拉强度Z关于温度T的相关性的实例。图9中，附图标记RT表示室温，例如20°C，Th表示硬化温度，Tw表示软化温度，UB表示硬-软过渡区，Tl表示在室温RT和硬化温度Th之间的预加热温度，T2表示高于硬化温度Th 并且低于软化温度 Tw 的温度。例如，Th = 140°C, Tl = IlO0C, T2 = 180°CJPTW= 1900C0为了分离，例如，预加热到T1，进一步加热到T2，在T2下进行分离，并且冷却到RT。 但是，由于用于成型晶片的塑料的差的导热性，以及与具有不同热膨胀系数的嵌入的硅芯片的相互作用，该冷却在过渡区UB导致冻结应力，产生成型晶片的弯曲(翘曲)，这使得更难或不可能进行成型晶片后面的处理和加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于热加工塑料片，特别是成型晶片的方法和设备，其能够热加工塑料片，特别是成型晶片，通过所述方法和设备，在热加工之后，减少或没有弯曲出现，或出现可控制的有目的的弯曲。根据本发明的具有权利要求1的特征的方法和根据权利要求12的相应设备具有这样的优点其使得薄塑料片的热加工没有弯曲(翘曲)的问题。该第一发明所基于的概念是，例如通过气垫进行所述加热的塑料片的从所述第一夹持装置到所述第二夹持装置的基本上无接触的输送，以基本上避免热交换。然后在冷却过程中进行受控的加工，以使得没有出现不可控的弯曲。本发明相关的本主题的有利的成果和改进可见于从属权利要求中。根据优选的成果，所述加热的塑料片的无接触输送通过气垫式输送装置进行。根据又一个优选的成果，所述第一夹持装置、所述第二夹持装置和所述气垫式输送装置形成共面表面。
根据又一个优选的成果，所述加热的塑料片的无接触输送通过伯努利夹持装置进行。根据又一个优选的元素，所述第一夹持装置具有沿所述输送方向定向的喷射喷嘴，所述输送通过所述喷射喷嘴引发。根据又一个优选的成果，所述第一夹持装置、所述第二夹持装置和所述气垫式输送装置一起沿所述输送方向倾斜，以引发所述输送。根据又一个优选的成果，所述塑料片为成型晶片，其在所述第一温度下通过可热分离膜粘合到载体基底，所述载体基底和所述可热分离膜在所述第二温度下从所述成型晶片取下。根据又一个优选成果，所述塑料片通过第三夹持装置放置在所述第一夹持装置上，在第二温度下在所述膜的热分离之后，所述载体基底的取下通过所述第三夹持装置进行的移走而进行。根据又一个优选成果，在所述第一夹持装置和/或所述第二夹持装置上的所述夹持通过真空喷嘴抽吸吸附进行。根据又一个优选成果，所述塑料片到达所述第二夹持装置上的预定终止位置通过传感器装置感测，所述加热的塑料片夹持在所述第二夹持装置上通过所述传感器装置的相应输出信号被触发。根据又一个优选成果，所述塑料片连接到输送板，所述塑料片通过所述输送板被夹持在所述第一夹持装置和所述第二夹持装置上，并且所述塑料片通过所述输送板从所述第一夹持装置被输送到所述第二夹持装置。根据又一个优选成果，所述传感器装置具有无接触光学传感器。
本发明的示例性实施例在下面的描述中详细说明，并且图示在附图中，附图中图la，b显示了作为本发明第一实施例的用于成型晶片的热分层的设备的示意图，具体地，图Ia是侧视图，图Ib是上侧的平面视图；图2显示了作为本发明第二实施例的说明用于通过根据图1的设备的热分层成型晶片的方法的流程图；图3显示了作为本发明第三实施例的用于热分层成型晶片的设备的示意性侧视图；图4显示了用于本发明第四实施例的情况下的第二夹持装置；图5显示了用于本发明第五实施例的情况下的第一夹持装置；图6显示了作为本发明第六实施例的用于热分层成型晶片的设备的示意性侧视图；图7显示了作为本发明第七实施例的用于热分层成型晶片的设备的示意性侧视图；图8显示了作为本发明第八实施例的用于热分层成型晶片的设备的示意性侧视图；以及图9显示了成型晶片的塑料成型复合物的抗拉强度Z关于温度T的相关性的实例。附图中，相同的附图标记表示相同的或功能相同的组成部件。
具体实施例方式图la，b显示了作为本发明第一实施例的用于成型晶片的热分层的设备的示意图，具体地，图Ia是侧视图，图Ib是上侧平面视图。图la，b中，附图标记1表示底部平台，其由例如铝制成。具有上表面0’的展示平台3通过支座3a附接在平台1上。展示平台3可加热，并且在本示例的情况下，与图9的示例一致，在温度Tl = 100°C下加热。附图标记15表示成型晶片，硅芯片1 通过已知方法嵌入其中，硅芯片1 的一个表面与成型晶片15的上侧平齐。载体基底17，例如钢，通过可热分离膜16粘合到成型晶片，这是成型晶片的制备工艺的最终结果，其中，硅芯片1 放置在可热分离膜16上，随后通过塑料复合物进行封装，从而形成相应形状的成型晶片15。附图标记20表示夹持装置(卡盘)，其具有真空喷嘴20a，用于夹持成型晶片15， 成型晶片15为与可热分离膜和载体基底17 —起形成的组件的一部分。夹持装置20可制成通过机械手21进行三维移动。根据图la，b的设备中还设置有可加热的夹持装置5，其附接到支座50a上，支座 50a高度可调节。支座50a附接在横支撑杆8上，横支撑杆8反之通过支座80安放在底部平台1上。夹持装置5处于温度T2，对应于图9的示例，该温度为180摄氏度，并且都高于成型晶片15的塑料硬化温度Th = 140°C，并且约处于或高于可热分离膜16的粘合剂的分解温度。附图标记fe表示夹持装置5的真空喷嘴，附图标记恥表示夹持装置5的喷射喷嘴，其沿输送方向TR定向，将在后面详细说明。气垫式输送装置7和又一个可冷却的夹持装置9与夹持装置5直接相邻，并且形成共面表面0。气垫式输送装置7具有喷射喷嘴7a，其适用于在T3 = 180°C的温度下在成型晶片15下面形成气垫，以从夹持装置5无接触输送到夹持装置9。可冷却的夹持装置9同样具有真空喷嘴9a，并且调节到温度T4 = 20°C (室温RT， 对应于图9的示例)，在工艺顺序结束时，成型晶片15冷却到该温度，这在下面描述。夹持装置9的支座90a同样高度可调节。在绝热支座10，12上，气垫式输送装置7附接到横支撑柱8上。该类结构使得很可能使装置5，7，9的不同热膨胀影响抵消或消除。也就是说，装置5和9可相互独立调节高度，以允许调节共面表面0。如从图Ib所看到的，侧向导向杆70a，70b附接到气垫式输送装置7的侧部，所述侧向导向杆70a，70b用于避免在所述装置上无接触输送的成型晶片15从旁边滑落。与成型晶片15的下和上表面相比较，由于成型晶片15的侧边缘总是更小，因此这种导向不影响成型晶片15的由于由气垫式输送装置7的喷射喷嘴7a产生的热气垫的无接触输送。为了总体清楚，仅一个喷射喷嘴7a图示在图Ib中。最后，图Ia中的附图标记30表示光学传感器，其向控制装置C发送信号SIG，控制装置C控制整个装置，特别是成型晶片15的输送和夹持装置5，9上的热步骤。在本发明中，传感器装置30光学地感测是否通过气垫传送装置7从夹持装置5被输送到夹持装置9 的成型晶片15完全放置在夹持装置9上在其端部位置中，响应于此，引发通过夹持装置9 的真空喷嘴9a产生的抽吸吸附。图2为作为本发明第二实施例的用于说明通过根据图1的设备的热分层成型晶片的方法的流程图。这里假设成型晶片15的塑料具有图9中以举例的方式示出的抗拉强度的温度相关性。在步骤Sl中，作为与可热分离膜16和载体基底17 —起形成的组件的一部分的成型晶片15通过夹持装置20从料筒(未显示)取来，并且以成型晶片15与展示平台3的上表面0’接触的方式放置在展示平台3上。在步骤S2中，进行将成型晶片15预加热到温度 Tl = 110 。在接下来的步骤S3中，在约110°C的预加热状态下，夹持装置20将作为与可热分离膜16和载体基底17 —起形成的组件的一部分的成型晶片移开展示平台3，并且将其输送到可加热的夹持装置5，所述可加热的夹持装置5处于温度T2 = 180°C下。随后通过夹持装置5的真空喷嘴如将该组件中的成型晶片15夹持在夹持装置5上。同时，将夹持装置 20同样加热到ISO0C0只要可热分离膜16的粘结剂已经达到其分层温度180°C，就使夹持装置20向上移动，并且因此将载体基底17从成型晶片取下，这发生在步骤S4中。在步骤S5中，通过合适的装置(未显示)将可热分离膜16从成型晶片15的上表面取下。在下面的步骤S6中，置于夹持装置5上的成型晶片15的抽吸吸附中断，压力波动施加到喷射喷嘴5b，以使成型晶片15经受沿输送方向TR的初始移动脉冲。然后将成型晶片15通过气垫式输送装置7的空气气垫无接触地导向到夹持装置9，由于被预加热到温度 T3 = 180°C的气垫式输送装置7的气流防止了任何热损失，因此不损失任何显著量的热能来到达夹持装置9。在步骤S6结束时，当传感器装置30感测到成型晶片15完全在夹持装置9上时， 那里抽吸吸附通过真空喷嘴9a自动引发，以使成型晶片15牢固地夹持在夹持装置9上。随后在步骤S7中将成型晶片15从温度T2 = 180°C冷却到温度T4 = 20°C。由于在夹持状态下的受控的冷却工艺，因此可能避免在该热加工过程中在对应于图9的示例的过渡区UB中成型晶片15的弯曲。在成型晶片15已经在夹持装置9上完全冷却之后，其由夹持装置20输送到料筒 (未示出)中，夹持装置20同时已经将随后的成型晶片15作为组件的一部分放置在展示平台3上，从而以这种方式节约时间。图3显示了作为本发明第三实施例的用于热分层成型晶片的设备的示意性侧视图。在根据图3的第三实施例的情况下，可加热的夹持装置5没有定向的喷射喷嘴5b， 而是仅具有真空喷嘴如。为了通过气垫式输送装置7引发成型晶片15从夹持装置5输送到夹持装置9，包括夹持装置5、气垫式输送装置7和夹持装置9的组件可沿由箭头K标示的输送方向围绕旋转轴D倾斜。出于该目的设置又一个支撑杆800，其可围绕旋转轴D旋转，该旋转轴设置在底部平台1上的支架Ia处。横支撑杆8的支座800在该示例中放置在该又一个支撑杆800上。在控制装置C的控制下，倾斜运动通过线性致动器4进行，线性致动器4通过推力操作杆40连接到该又一个支撑杆800。图4显示了用于本发明第四实施例的情况下的第二夹持装置。用于第四实施例情况下的可冷却的夹持装置90(对应于第一到第三实施例的情况下的夹持装置9)具有多种抽吸附着回路90a、90b和90c，压力P、P，、P”可相互独立地施加到所述多种抽吸附着回路。这具有这样的优点在通过气垫式输送装置7输送之后成型晶片轻微弯曲的情况下，由夹持装置90施加的夹持和抽吸吸附可布置成使该轻微弯曲在固化过程中抵消的方式。图5显示了用于本发明第五实施例的情况下的第一夹持装置。在第五实施例的情况下，夹持装置50(对应于第一到第四实施例的情况下的夹持装置幻具有三种不同的加热回路，所述加热回路将区域50a、50b和50c加热到相应的温度 T2、T2’、T2”。该带状加热也可用于在冷却过程中抵消成型晶片15的轻微弯曲的目的。图6显示了作为本发明第六实施例的用于成型晶片热分层的设备的示意性侧视图。在根据图6的第六实施例的情况下，没有提供用于将加热的成型晶片15从可加热的夹持装置5基本上无接触地输送到可冷却的夹持装置9的气垫式输送装置7，而是替代地，提供伯努利夹持装置20’，其固定到三维可动的机械手21’。伯努利夹持装置20’具有喷射喷嘴20a’，通过所述喷射喷嘴20a’可在成型晶片15及其表面之间产生设置到180°C 温度的向下定向流ST。该向下定向流在中心区域中产生吸引力κ，这具有使成型晶片15 可无接触地由伯努利夹持装置20’输送的效果。图7显示了作为本发明第七实施例的用于热分层成型晶片的设备的示意性侧视图。在根据图7的第七实施例的情况下，为了确保成型晶片15从夹持装置5输送到夹持装置9上的端部位置而没有任何热损失，在气垫式输送装置7和夹持装置9上方提供在温度T3 = 180°C的附加红外加热装置100。只要夹持装置9上的冷却操作开始，则由红外加热装置100产生的红外辐射在工艺控制下关闭或减小。图8显示了作为本发明第八实施例的用于成型晶片的热分层的设备的示意性侧视图。在根据图8的第八实施例的情况下，在夹持装置9上方仅提供具有对应于温度T3 =180°C和T3’= 185°C的分开的辐射区域的红外加热装置100’。成型晶片15上侧的该类辐射，其细分为不同部分区域，同样使其可能抵消那里存在的任何可能的轻微弯曲。而且，在根据图8的实施例的情况下，输送板14例如以又一个薄金属板的形式设置在成型晶片15的下面，在成型晶片面向夹持装置5，9的一侧，所述薄金属板形式在薄成型晶片的情况下特别有利。在该情况下，在夹持装置5或9上的夹持通过输送板14进行， 并且通过气垫式输送装置从夹持装置5到夹持装置9的输送也通过输送板14进行，输送之后，在运输板14上进行冷却。虽然本发明已经基于优选示例性实施例在上面进行了描述，但是本发明不限于所述实施例，而是可以多种方式进行修改。虽然本发明在上面基于成型晶片进行说明，但是本发明不限于成型晶片，而是可一般地应用到薄塑料片，所述薄塑料片通常厚度在50 μ m和3mm之间，并且直径在IOOmm和 500mm之间。具体地，本发明也不限于塑料片的圆形几何形状，而是可应用于任何所需几何形状。塑料片也可以是均勻的或不均勻的结构。虽然在上述实施例的情况下使用了气垫式输送装置或伯努利夹持装置，但是无需说，任何无接触输送装置适用于本发明的情况。该类无接触输送装置的又一个示例是超声输送装置。重要的是，可在成型晶片或塑料片没有任何明显的热损失的情况下实现基本上无接触输送。虽然上面的示例中已经描述了具体的温度相关性，但是本发明不限于此，而是可应用到具有任何抗拉强度温度相关性的塑料片。虽然上面的实施例旨在很大程度上地避免成型晶片弯曲，但是本发明也可用于在工艺控制下带来故意的弯曲的目的，例如在几度范围内。无需说，所有实施例的特征也可相互组合。在上面的实施例中，已经描述了一组两个夹持装置。对于这样的组，同样可能具有多于两个的夹持装置，所述多于两个的夹持装置具有其他的中间温度。
权利要求
1.用于热加工塑料片(15)，特别是成型晶片的方法，具有以下步骤在第一温度(Tl)下将塑料片(1 夹持在第一夹持装置(5，50)上；将夹持在所述第一夹持装置(5，50)上的所述塑料片(1 加热到第二温度(T2)，所述第二温度0 高于所述第一温度(Tl)；结束在所述第一夹持装置(5，50)上的夹持，并且将加热到所述第二温度(1 的所述塑料片(1 从所述第一夹持装置(5，50)基本上无接触地输送到第二夹持装置(9，90)；将所述加热的塑料片(1 夹持在所述第二夹持装置(9，90)上；将夹持在所述第二夹持装置(9，90)上的所述塑料片(1 冷却到第三温度(T4)，所述第三温度(T4)低于所述第二温度(T2)；结束在所述第二夹持装置(9，90)上的夹持。
2.根据权利要求1所述的方法，所述加热的塑料片(1 的所述无接触输送通过气垫式输送装置(7)进行。
3.根据权利要求2所述的方法，所述第一夹持装置(5，50)、所述第二夹持装置(9，90) 和所述气垫式输送装置(7)形成共面表面(0)。
4.根据权利要求1所述的方法，所述加热的塑料片(1 的所述无接触输送通过伯努利夹持装置00’ )进行。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，所述第一夹持装置(5，50)具有沿所述输送方向(TR)定向的喷射喷嘴( )，通过所述喷射喷嘴(5b)引发所述输送。
6.根据权利要求2所述的方法，所述第一夹持装置(5，50)、所述第二夹持装置(9，90) 和所述气垫式输送装置(7)沿所述输送方向(TR) —起倾斜，以引发所述输送。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述塑料片为成型晶片(15)，其在所述第一温度(Tl)下通过可热分离膜(16)结合到载体基底(17)，所述载体基底(17)和所述可热分离膜(16)在所述第二温度(1 下从所述成型晶片(1 取下。
8.根据权利要求7所述的方法，所述塑料片(1 通过第三夹持装置00)放置在所述第一夹持装置(5，50)上，以及在所述第二温度(1 下将所述膜(16)热分离之后，所述载体基底(17)的取下通过所述第三夹持装置00)的移走进行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在所述第一夹持装置(5，50)和/或所述第二夹持装置(9，90)上的夹持通过真空喷嘴(5a，9a)产生的抽吸吸附进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述第二夹持装置(9，90)上的所述塑料片(1 的预定端部位置的到达通过传感器装置(30)感测，并且在所述第二夹持装置(9， 90)上的所述加热的塑料片(1 的夹持通过所述传感器装置(30)的相应输出信号(SIG) 触发。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述塑料片(1 被连接到输送板(14)， 所述成型晶片(1 通过所述输送板(14)被夹持在所述第一夹持装置(5，50)和所述第二夹持装置(9，90)上，并且所述塑料片(1 通过所述输送板(14)从所述第一夹持装置(5， 50)输送到所述第二夹持装置(9，90)。
12.用于热加工塑料片(15)，特别是成型晶片的设备，具有可加热的第一夹持装置(5，50)，其用于夹持，并且用于加热所述塑料片(15)；可冷却的第二夹持装置(9，90)，其用于夹持，并且用于冷却所述塑料片(15)；输送装置(7，20’)，其用于所述加热的塑料片(1 从所述第一夹持装置(5，50)到所述第二夹持装置(9，90)的无接触输送。
13.根据权利要求12所述的设备，所述输送装置(7，20)具有气垫式输送装置(7)。
14.根据权利要求13所述的设备，所述第一夹持装置(5，50)、所述第二夹持装置(9， 90)和所述气垫式输送装置(7)形成共面表面(0)。
15.根据权利要求12所述的设备，所述输送装置(7，20)具有伯努利夹持装置00’)。
16.根据权利要求12到14中任一项所述的设备，所述第一夹持装置(5，50)具有沿所述输送方向(TR)定向的喷射喷嘴(5b)。
17.根据权利要求14所述的设备，所述第一夹持装置(5，50)、所述第二夹持装置(9， 90)和所述气垫式输送装置(7)能够沿所述输送方向(TR) —起倾斜，以引发所述输送。
18.根据权利要求12到17中任一项所述的设备，所述第一夹持装置(5，50)和/或所述第二夹持装置(9，90)具有真空喷嘴(5a ;9a)，其用于所述塑料片(15)的抽吸吸附。
19.根据权利要求12到18中任一项所述的设备，传感器装置(30)被设置用于感测在所述第二夹持装置(9，90)上的所述塑料片(1 的预定端部位置的到达，并且用于发出相应的输出信号(SIG)，以开始所述第二夹持装置(9，90)的夹持。
20.根据权利要求12到19中任一项所述的设备，所述塑料片(1 连接到输送板(14)， 所述塑料片(1 能够通过所述输送板(14)夹持在所述第一夹持装置(5，50)和所述第二夹持装置(9，90)上，并且所述塑料片(1 能够通过所述输送板(14)从所述第一夹持装置 (5，50)输送到所述第二夹持装置(9，90)。
21.根据权利要求10所述的设备，所述传感器装置(30)具有无接触光学传感器。
全文摘要
本发明提供用于热加工塑料片，特别是成型晶片的方法和设备。所述方法包括以下步骤在第一温度(T1)下将塑料片(15)夹持在第一夹持装置(5，50)上；将夹持在所述第一夹持装置(5，50)上的所述塑料片(15)加热到第二温度(T2)，所述第二温度(T2)高于所述第一温度(T1)；结束在所述第一夹持装置(5，50)上的夹持，并且将加热的所述塑料片(15)从所述第一夹持装置(5，50)基本上无接触地输送到第二夹持装置(9，90)；将所述加热的塑料片(15)夹持在所述第二夹持装置(9，90)上；将夹持在所述第二夹持装置(9，90)上的所述塑料片(15)冷却到第三温度(T3)，所述第三温度低于所述第二温度(T2)；和结束在所述第二夹持装置(9，90)上的夹持。
文档编号H01L21/677GK102171807SQ200980138775
公开日2011年8月31日 申请日期2009年8月6日 优先权日2008年8月13日
发明者埃里希·赖廷格 申请人:Ers电子有限公司