专利名称：用于制造供半导体生产使用的胶带的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造供半导体生产使用的胶带的装置和方法，尤其涉及一种用于制造粘附有使用于半导体晶片(wafer)切块(dicing)工序的安装带的胶带的装置和方法。
背景技术：
一般地，通过将芯片上引线(Lead On Chip，LOC)胶带粘贴到引线框架上，从而将半导体芯片固定到基板上，该胶带由聚酰亚胺膜以及丙烯酸或环氧热固性粘接剂构成。然而，这种方法呈现的问题在于，由于芯片和基板之间的热膨胀系数的差异所产生的热应力导致引线部分不良的打线接合(wirebonding)、断路或变形。
由此，为了解决由于半导体芯片和基板之间的热膨胀系数的差异所产生的物理和机械副作用，采用一种利用在半导体晶片和基板之间插置弹性带来连接半导体晶片和基板的方法。
同时，为了用半导体晶片制造半导体元件，需要进行下述工序用于将安装带贴附到半导体晶片一侧上的胶带粘贴工序(taping process)、用于将半导体晶片分区切割以制造晶块(die)的切块工序、用于将切块工序中所产生的硅粉尘清除的清洁工序、以及用于将各个晶块分离并连接到基板上的贴晶(die bonding)工序。
一般地，在切块工序中用于固定半导体晶片的安装带、以及在贴晶工序中用于将切好的晶块连接到基板或引线框架上的胶带是单独制造并使用的。
最近，一种通过将安装带贴附在用于贴晶的胶带上的带子已更方便地用于半导体制造过程。
图1a至图1f示出了根据现有技术制造供半导体生产使用的胶带的过程。首先参照图1，在胶带制造过程中，通过利用层压机30，在粘附层21两侧贴附保护膜11和12，以制造原始薄膜1。此后，如图1b所示，通过利用切割装置32和33将原始薄膜1切成圆形。随后，如图1c所示，去除位于圆形薄膜2的下表面上的保护膜12，然后进行贴附安装带的工序。也就是说，去除了下保护膜12的圆形薄膜3贴附在安装带22的圆形标记22′上，且随后将保护膜14粘附到圆形薄膜3的上表面上。接着，形成具有如图1d所示剖面的中间薄膜4。此后，如图1e所示，进行将贴附在圆形粘附层21上表面上的圆形保护膜11去除的工序。也就是说，通过去除保护膜14并且还去除粘附层21上表面上的圆形保护膜11，便可贴附上另一保护层15。随后，完成胶带5的制造，其中，保护层15、粘附层21和安装带22如图1f所示依序层叠。
该传统胶带制造过程存在的问题在于，因为其需要许多上述工序，所以产生许多作业过程的废料。另外，因为需要使用若干保护膜来防止粘附层受污染，所以消耗的材料成本十分大。此外，因为在多次工序中胶带易于受到污染，所以在要求清洁的半导体元件制造过程中可能产生劣质半导体元件。
发明内容
本发明设计为解决现有技术的上述问题，而且因此本发明的目的在于提供一种用于制造供半导体生产使用的胶带的装置、以及利用该装置制造胶带的方法，该装置可以减少制造过程中保护膜的消耗并同时通过将所有工序设置到一个线路上来简化复杂的工序。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，该装置包括薄膜供给器，其用于供给薄膜，该薄膜具有粘附层以及分别粘附到该粘附层上下表面上的上保护层和下保护层；切割构件，其用于在由该薄膜供给器供给的薄膜的粘附层和上保护层中形成与半导体晶片的形状相对应的切割线；回收器，其用于回收由处于所述切割线之外的上保护层和粘附层所构成的废料；剥离器，其用于去除处于所述切割线之内的上保护层；安装带供给器，其用于供给安装带；以及层压机，其用于将该安装带和保留了处于所述切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜相层叠，由此完成胶带制造。
优选地，该安装带标有与所述切割线相对应的标记。在这种情况下，本发明的制造胶带的装置可还包括非接触传感器，该非接触传感器安装在该安装带与保留了处于所述切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜相接触的位置，由此来感测所述切割线和该安装带的所述标记之间的精确匹配。
优选地，该切割构件将所述切割线形成为延伸到下保护层的一部分中。在这种情况下，所述切割线在下保护层中的深度不超过下保护层厚度的90％。
根据本发明的用于制造胶带的装置可还包括安装带切割构件，其设置与该层压机的后部，以在与所述切割线相隔预定距离的位置处、在该安装带中形成圆形切割线；以及回收器，其用于回收处于该安装带中的所述切割线之外的安装带。在这种情况下，该安装带切割构件使在该安装带中的所述切割线优选形成为延伸到下保护层的一部分中。所述切割线在下保护层中的深度不超过下保护层厚度的90％。
根据本发明的用于制造胶带的装置可还包括用于对所述层叠的胶带的两端进行切割的切割器、以及用于对层叠并完成的所述胶带进行卷取的卷取辊。
优选地该切割构件为汤普森冲压机或旋转切割机。
在本发明的另一方案中，还提供一种用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，该方法包括(a)供给薄膜，该薄膜由粘附层、以及分别粘附到该粘附层上下表面上的上保护层和下保护层构成；(b)在该薄膜的粘附层和上保护层中形成与半导体晶片的形状相对应的切割线；(c)回收由处于所述切割线之外的上保护层和粘附层所构成的废料；(d)去除处于所述切割线之内的上保护层；(e)供给安装带，以使该安装带与去除上保护层的薄膜的粘附层相面对；以及(f)将该安装带和保留了处于所述切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜相层叠。
从下列结合附图的实施例的说明中，本发明的其它目的和方案将变得更清楚。在附图中图1a至图1c以及图1e示出了根据现有技术制造供半导体生产使用的胶带的过程；图1d是沿图1c的d-d′线所作的剖视图；
图1f是沿图1e的f-f线所作的剖视图；图2是示出了根据本发明优选实施例、用于制造供半导体生产使用的胶带的装置的示意图；图3是示出了根据本发明优选实施例、用于制造供半导体生产使用的胶带的方法的流程图；图4是沿图2的IV-IV′线所作的剖视图；图5是沿图2的V-V′线所作的剖视图；图6是沿图2的VI-VI′线所作的剖视图；图7是沿图2的VII-VII′线所作的剖视图；图8是沿图2的VIII-VIII′线所作的剖视图；图9是示出了在图8的薄膜上形成的切割线的剖视图；图10是示出了利用根据本发明优选实施例的、用于制造供半导体生产使用的胶带的装置所制造的胶带的平面图，该胶带贴附在半导体晶片上；图11是沿图10的X-X′线所作的剖视图；以及图12至图15是分别示出了贴附有胶带的半导体晶片的切块工序、拾取工序、晶块衬垫(die padding)工序以及打线接合工序的剖视图。
具体实施例方式
下文将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在说明之前，应该清楚的是，说明书以及随附的权利要求中所使用的术语不应解释为限定到一般的以及辞典的含义，而是应该基于允许本发明发明人适于最佳解释地来限定术语的原则、与本发明的技术方案所对应的含义和概念进行解释。因此，在此给出的说明为仅用于示例意图的优选实例，并不意于限制本发明的范围，所以应该清楚的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行其它等同替换和修改。
首先，值得注意的是，下面实施例涉及制造供半导体生产使用的胶带中的弹性带的装置和方法。然而，本发明不局限于特定类型的胶带。
图2示出了根据本发明优选实施例用于制造弹性带的装置。
参照图2，该实施例的弹性带制造装置包括薄膜供给器110，其用于供给薄膜50，该薄膜50由弹性层以及分别粘附到该弹性层上下表面上的保护层构成；切割构件120，其用于在由薄膜供给器110供给的薄膜50的上保护层和弹性层上形成切割线60；回收器(retriever)130，其用于回收处于切割线60之外的上保护层和弹性层所构成的废料；剥离器(remover)140，其用于去除处于切割线60之内的上保护层；安装带供给器150，其用于提供安装带54；以及层压机160，其用于将安装带54和去除了上保护层的薄膜64层叠。
薄膜供给器110具有卷取辊形状，并安装在该实施例的弹性带制造装置的一侧。薄膜供给器110卷取薄膜50并随后将薄膜50放出以连续地供给薄膜50。
图4是沿图2的IV-IV′线所作的剖视图，如图4所示，薄膜50包括弹性层52、以及分别粘附到该弹性层52的上下表面上的上保护层51和下保护层53。弹性层52由具有低模量性能的环氧橡胶材料制成，这可以减少由于半导体芯片和基板之间的热膨胀系数的差异所产生的热应力，并由此提高半导体封装的可靠性。上保护层51和下保护层53防止弹性层52在弹性带制造过程中受外部环境的影响，且所述保护层优选由聚乙烯对苯二甲酸酯(PolyEthylene Terephthalate，PET)制成。弹性层52可以采用单层或多个粘合层来构造。
切割构件120安装在由薄膜供给器110放出的薄膜50的输送线上，并在上保护层51和弹性层52中形成与半导体晶片的形状相对应的切割线60(例如，圆形切割线)。优选地，切割线60形成为从上保护层51的上表面延伸至弹性层52的下表面(参见图4的(a)图)。更优选地，切割线60形成为从上保护层51的上表面起经由弹性层52延伸至下保护层53中(参见图4的(b)图)。在切割线60形成至下保护层53中的情况下，切割线60的深度优选不超过下保护层53厚度的90％。如果切割线60形成在下保护层53的一部分中，则易于将处于切割线60之外的上保护层51和弹性层52去除。优选地，切割构件120为汤普森冲压机(Thompson press)或旋转切割机。然而，本发明的切割构件不局限于此。
回收器130安装在切割构件120旁，并回收来自薄膜50的、由处于切割线60之外的上保护层51和弹性层52所构成的废料62。回收器30采用辊子构造，以连续地卷取从薄膜50放出的废料62。
剥离器140从已由回收器130回收了废料62的薄膜63上将处于切割线60之内的区域61中的上保护层51去除。剥离器140可以从满足本发明要求的各种公知装置中进行选择。
安装带供给器150安装在该薄膜输送线的一侧，以连续地供给安装带54。安装带54在半导体晶片切块工序中起到支撑半导体晶片的作用。安装带54上标有与切割线60相对应的标记56。
安装带54可以具有单层或多层，而且在其与弹性层52相接触的表面上可有粘附层。
安装带54上设有用于保护该安装带的保护层55。由此，可设有保护层回收器151，以去除保护层55并随后将安装带54供给到弹性带制造装置。
层压机160将安装带54和去除了上保护层51的薄膜64相层叠。此时，优选在薄膜64与安装带54相接触的位置安装有非接触传感器170，以使处于弹性层52的切割线60之内的区域与安装带54的标记56相匹配。
该弹性带制造装置还包括切割构件125，其用于在与插入到薄膜65中的弹性层52的轮廓相隔预定距离的位置来形成切割线66(参见图9)。优选地，切割线66形成为从安装带54的下表面起至安装带54的上表面。更优选地，切割线66形成为从安装带54的下表面起经由安装带54的上表面而延伸到下保护层53中。形成在下保护层53中的切割线66的深度优选不超过下保护层53厚度的90％。如果切割线66延伸到下保护层53中，则易于在随后的废料去除工序中去除废料。在切割构件125的后部设置有回收器135，该回收器135用于将处于切割线66之外的安装带54去除，以连续地去除不需要的废料。
优选地，该弹性带制造装置还包括用于将弹性带65的两端切割以获得所需宽度的切割器180。
优选地，该弹性带制造装置还包括用于卷取和储存完成的弹性带65的卷取辊190。
尽管这些图中没有示出，但是切割构件120、剥离器140、切割构件125以及切割器180可以沿薄膜的宽度方向平行设置。在这种情况下，可以在一个作业中制造多个供半导体生产使用的胶带，从而提高生产率。
该弹性带制造装置通过配置一个生产线，利用更简单的工序来制造弹性带，而无需多个工序，能使在各种工序中可能产生的污染最小化，而且还能提高生产率。
图3是示出了根据本发明用于制造弹性带的方法，而图4至图9示出了在采用图2的装置执行弹性带制造的各个工序中的薄膜断面的剖视图。
参照图3至图9，根据本发明的弹性带制造方法提供薄膜50，该薄膜50设有弹性层52、以及分别粘附在该弹性层52的上下表面上的保护层51和53(步骤S10)。
随后，在所供给的薄膜50的上保护层51和弹性层52中形成如图4所示的切割线60(例如圆形切割线)(步骤S20)。切割线60与半导体晶片的形状相对应。切割线60更优选地延伸到下保护层51中，如图4的(b)图所示。
再后，将由处于切割线60之外的上保护层51和弹性层52所构成的废料回收(步骤S30)。要回收的废料62的断面如图5所示。
去除了废料62的薄膜53具有如图6所示的断面，其中保护层53、形成在保护层53上的圆形弹性层52以及圆形上保护层51相层叠。
接着，如图7所示，将处于切割线60以内的区域中的上保护层51去除(步骤S40)。在该工序之后，薄膜64构造成下保护层53和形成在下保护层53上的圆形弹性层52相层叠。
此后，将单独准备的安装带54供给到薄膜的输送线(步骤S50)。然后，安装带54与去除了上保护层的薄膜64层叠(步骤S60)，如图8所示。此时，安装带54上标有的标记应该精确地与薄膜的圆形弹性层52相匹配。在该工序中，层叠的薄膜65的断面构造成安装带54、弹性层52以及下保护层53依次层叠。
在安装带54的层叠工序完成之后，在与弹性层52的轮廓间隔开的位置形成切割线66(步骤S70)，如图9所示。优选地，切割线66形成为从安装带54的下表面起延伸至安装带54的上表面。更优选地，切割线66形成为从安装带54的下表面起经由安装带54的上表面而延伸到下保护层53中。
随后，去除由处于切割线66之外的安装带54所构成的废料(步骤S80)。此后，将去除废料后的薄膜两端切割以获得合适宽度(步骤S90)，再后卷取薄膜以完成弹性带的制造(步骤S100)。
图10至图15是示出了在利用上述制造的弹性带65生产半导体晶片之后所执行的工序的示意图。
参照图10至图15，经由上述过程完成的弹性带65在将下保护层53去除之后便粘附在半导体晶片71的一个表面上，随后将不锈钢(Steel UseStainless，SUS)环形框架72贴附于安装带54。
如上述连接有弹性带65的半导体晶片71通过采用切块锯73的切块工序，随后切割成图12所示的晶块75。晶块75和弹性层52由拾取装置74来拾取，如图13所示。随后，如图14所示，拾取的晶块75和弹性层52热固化，由此将晶块75与晶块衬垫77合成一体。此后，如图15所示，相对于半导体晶块75和晶块衬垫77进行打线接合78，由此在封装之前完成半导体构件。
本发明基于有限的实施例和附图来进行了详细说明。但是，应该清楚的是，在说明本发明优选实施例的详细说明以及特定的实例仅以示例的方式给出，因为从该详细说明中，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以显而易见地对本发明进行变化和修改。
工业实用性如上所述，本发明可以减少在制造供半导体生产使用的胶带的过程中所使用的保护膜的消耗。另外，本发明通过将所有工序设置到一个线路上来简化复杂的工序，而且本发明还可以提高生产率并防止复杂工序中可能产生的污染。
权利要求
1.一种用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，包括薄膜供给器，其用于供给薄膜，该薄膜具有粘附层、以及分别粘附到该粘附层的上下表面上的上保护层和下保护层；切割构件，其用于在该薄膜供给器供给的薄膜的粘附层和上保护层中形成与半导体晶片的形状相对应的切割线；回收器，其用于回收由处于所述切割线之外的上保护层和粘附层构成的废料；剥离器，其用于去除处于所述切割线之内的上保护层；安装带供给器，其用于供给安装带；以及层压机，其用于将该安装带、以及保留了处于所述切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜相层叠，由此完成胶带的制造。
2.根据权利要求1所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，其中该安装带标有与所述切割线相对应的标记；且其中该装置还包括非接触传感器，该非接触传感器安装在该安装带与保留了处于所述切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜相接触的位置，由此来感测所述切割线和该安装带的所述标记之间的精确匹配。
3.根据权利要求1所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，其中该切割构件使所述切割线形成为延伸到该下保护层的一部分中。
4.根据权利要求3所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，其中所述切割线在该下保护层中的深度不超过该下保护层厚度的90％。
5.根据权利要求1所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，该装置还包括安装带切割构件，其设置在该层压机的后部，以在与所述切割线相隔预定距离的位置处、在该安装带中形成圆形切割线；以及回收器，其用于回收处于该安装带中的所述切割线之外的安装带。
6.根据权利要求5所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，其中该安装带切割构件使该安装带中的所述切割线形成为延伸到该下保护层的一部分中。
7.根据权利要求6所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，其中所述切割线在该下保护层中的深度不超过该下保护层厚度的90％。
8.根据权利要求1所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，该装置还包括用于对层叠的所述胶带的两端进行切割的切割器。
9.根据权利要求1所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，该装置还包括用于对层叠并完成的所述胶带进行卷取的卷取辊。
10.根据权利要求1或5所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，其中所述切割构件为汤普森冲压机或旋转切割机。
11.一种用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，包括下述步骤(a)供给薄膜，该薄膜具有粘附层、以及分别粘附到该粘附层的上下表面上的上保护层和下保护层；(b)在该薄膜的粘附层和上保护层中形成与半导体晶片的形状相对应的切割线；(c)回收由处于所述切割线之外的上保护层和粘附层构成的废料；(d)去除处于所述切割线之内的上保护层；(e)供给安装带，以使该安装带与去除了上保护层的薄膜的粘附层相面对；以及(f)将该安装带和保留了处于所述切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜相层叠。
12.根据权利要求11所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中该安装带标有与所述切割线相对应的标记；以及其中，在步骤(f)中，通过利用非接触传感器，使所述切割线和该安装带的所述标记精确匹配。
13.根据权利要求11所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中，在步骤(b)中，使所述切割线形成为延伸到该下保护层的一部分中。
14.根据权利要求13所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中所述切割线在该下保护层中的深度不超过该下保护层厚度的90％。
15.根据权利要求11所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，在步骤(f)之后，该方法还包括下述步骤(g)在与所述切割线相隔预定距离的位置处，在该安装带中形成圆形切割线；以及(h)回收处于该安装带中的所述切割线之外的安装带；
16.根据权利要求15所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中，在步骤(g)中，使在该安装带中形成的所述切割线延伸到该下保护层的一部分中。
17.根据权利要求16所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中所述切割线在该下保护层中的深度不超过该下保护层厚度的90％。
18.根据权利要求11所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中，该方法还包括对层叠的所述胶带的两端进行切割。
19.根据权利要求11所述的用于制造供半导体生产使用的胶带的方法，其中，该方法还包括对层叠的所述胶带进行卷取。
全文摘要
一种用于制造供半导体生产使用的胶带的装置，包括薄膜供给器，其用于供给薄膜，该薄膜具有粘附层、以及分别粘附到粘附层上下表面上的上保护层和下保护层；切割构件，其用于在由薄膜供给器供给的薄膜的粘附层和上保护层中形成与半导体晶片形状相对应的切割线；回收器，其用于回收由处于切割线之外的上保护层和粘附层构成的废料；剥离器，其用于去除处于切割线之内的上保护层；安装带供给器，其用于供给安装带；以及层压机，其用于将安装带以及保留了处于切割线之内的粘附层和下保护层的薄膜层叠，由此完成胶带制造。该装置可减少胶带制造过程中的保护膜的消耗、通过将所有工序设置到一个线路上来提高生产率并防止由于复杂工序导致的污染。
文档编号C09J7/02GK1837311SQ20061005965
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月17日 优先权日2005年3月17日
发明者郑秉官, 柳源相, 魏京台, 姜炳彦, 成太铉 申请人:Ls电线有限公司