专利名称：具有特性薄膜的半导体元件搬运装置的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及薄膜嵌入成型，更具体地涉及在半导体元件搬运器或载体的模制期间嵌入成型较薄的保护包封性(containment)聚合物薄膜。
背景技术：
传统的薄膜嵌入成型技术常用于制造工艺中，以增加各种消费品的美学上的吸引力。也就是说，可在用于嵌入成型工艺中的透明聚合物薄膜的一个表面上印刷装饰性的贴花图案、指示物、徽标和其它可视图形。后续的发展将薄膜的使用扩大到将功能特征如条码永久性地固定到产品上。在这些情况下，在注射可模塑材料之前将薄膜放入到模具的一部分上。这样便在薄膜和模制件之间形成了粘合，使得可将这种成本不高的装饰或标记选择性地置于模制件上，同时简化了在复杂的轮廓周围和难以触及的位置中使用标记。类似的，这种薄膜嵌入成型和/或装饰性模制简化了制造工艺，这是通过消除了在模具本身的实际表面上蚀刻出或成形出标记的需要来实现的。这便增加了设计和制造的灵活性，并且提高了可被包括在成品内的细节的等级。
半导体工业在产品设计和制造工艺的研发和实施中引入了独特的和非常规的纯度和防污染要求。更重要的是，在元件和组件的制造、存储和运输中，材料的选择是很关键的。例如，在包括于构造晶片载体和芯片盘中的元件和结构的制造中通常使用了多种聚合物材料，例如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、全氟烷氧基树脂(PFA)、聚醚醚酮(PEEK)，等等。
晶片载体将晶片加工成集成电路芯片通常涉及到若干步骤，其中需要重复性地加工、存储和运输这些晶片。由于这些晶片的易损特性及其非常高的价值，在整个这一过程中对其进行正确的保护是非常重要的。晶片载体的一个目的便是提供这种保护。另外，由于晶片的加工通常是自动化的，因此需要将晶片相对加工设备精确地定位，以便用机械手来取出和插入晶片。晶片载体的第二个目的是在运输期间牢固地夹持住晶片。
载体通常构造成可将晶片或圆片轴向地设置在架或槽中，并且在它们的周边或附近支撑晶片或圆片。晶片或圆片传统上从载体中沿径向向上地或向侧面被取出。载体可具有辅助性的顶盖、底盖或封盖，以将晶片或圆片封闭在其中。对于晶片载体来说有许多种材料特性是有用且有利的，这取决于载体的类型和该载体的特定部分。
在半导体晶片或磁片的加工期间，颗粒的存在或产生带来了非常严重的污染问题。一般认为，污染是半导体工业中产量损耗的最大的单一因素。随着集成电路的尺寸持续地下降，会污染集成电路的颗粒大小也变得更小，使得减少污染变得更加迫切。颗粒形式的污染物可能由磨损产生，例如载体与晶片或圆片、与载体盖子或封盖、与存放架、与其它载体或加工设备的摩擦或刮擦所产生。因此，载体的最需要有的特性是在塑料模制材料的磨损、摩擦或刮擦时抵抗颗粒产生的能力。美国专利No.5780127讨论了与用于晶片载体的这种材料的适当性能有关的塑料的多种特性，该专利通过引用结合于本文中。
载体材料还应当具有较小的挥发组分脱气性，这些挥发组分可能会离开薄膜，这也形成了会损坏晶片和圆片的污染物。载体材料必须在载体被加载时具有足够的尺寸稳定性，即刚性。需要尺寸稳定性来防止晶片或圆片受损，并减小晶片或圆片在载体内的运动。夹持晶片和圆片的槽的公差通常非常小，载体的任何变形都会直接损坏非常脆的晶片或增加磨损，因此在晶片或圆片运动到载体之外或运动到载体中时会产生颗粒。当载体沿着某些方向被装载，例如当载体在运输期间堆叠起来或当载体与加工设备形成一体时，尺寸稳定性也是非常重要的。载体材料还应当在可能会在存储或清洁期间遇到的较高温度下保持其完整性。
非常希望能够看到处于封闭容器中的晶片，这也是终端用户所需要的。适用于这种容器的透明塑料例如聚碳酸酯是令人满意的，这是因为这种塑料的成本低，然而这种塑料不具备充分的性能特征，例如耐磨性、耐热性、耐化学性、防脱气性、刚性、蠕变降低性、防流体吸收性、耐紫外线性，等等。
其它重要的考虑包括载体材料的成本和模制这种材料的容易性。载体通常由可注塑模制的塑料制成，例如PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、PE、PFA、PEEK，等等。
这些具体的专用聚合物的一项主要优点在于它们的耐磨质量。通常来说，成本较低的传统塑料在受到磨损或甚至在与其它材料或物体摩擦时会释放出微粒。虽然裸眼通常看不到这些微粒，然而它们会引入有潜在危害的污染物，这些污染物可能会粘附在所加工的半导体元件上，以及进入到必须受控的环境中。然而，专用的热塑性聚合物比传统的聚合物昂贵得多。实际上，各种专用的热塑性聚合物本身在价格上就有很大的变化，即PEEK比PC更昂贵。
传统的措施包括用能够得到上述任一性能特征的材料来构造整个晶片载体/搬运部件。然而如所述，例如PEEK的材料的制造和使用非常昂贵，通常不希望、甚至不可能利用这些材料来构造较大的搬运部件。另外，PEEK很难以制造这种半导体搬运器所需的方式来控制和成型。目前，晶片载体的制造商被迫在特定热塑性塑料的功能上的性能特征所带来的利益与用这些材料来制造整个产品或大部分产品的成本之间作出决定。虽然可能只在载体的与易损半导体元件或加工设备相接触的特定部分或部件表面处需要有功能性的热塑性材料，然而通常是整个搬运器部分由这种功能聚合物构造而成。如上所述，这在成本和制造完整性方面存在着不足。
结果，在半导体工业中需要有这样的制造技术，其能够显著地减少不必要的制造工艺，允许有目标地和局部地使用功能性的热塑性材料，以便在搬运器的目标表面处提供增强的性能特征。这种革新通过选择性地使用所需的但通常是昂贵的热塑性聚合物来显著地降低制造和设计的成本。
发明概要本发明大体上涉及在用于半导体加工工业的搬运器、运输器、载体、托盘等装置的模制工艺中将较薄的保护包封性热聚物薄膜包括于其中的系统和方法。将预定大小和形状的热塑性薄膜沿着成型面选择性地置于模具型腔中，以便与可模塑材料的所需目标表面对齐。该模制工艺使薄膜表面与可模塑材料的接触面相粘合，从而使薄膜永久性地粘附在可模塑材料上。结果，可以仅在需要有一定性能特征的那些目标表面上选择性地粘附相容性的聚合物薄膜，这些性能特征例如为耐磨性、耐热性、耐化学性、防脱气性、刚性增强性、硬度、蠕变降低性和防流体吸收性等。例如，半导体晶片载体支撑结构可包括沿着其至少一部分的聚合物薄膜，以便提供耐磨的接触面来可靠地容纳晶片。另外，保护包封性薄膜可包括另外的薄膜层，以便构成用于粘合到半导体元件搬运装置上的薄膜层合物，以及增加具有不同的功能上的性能特征的聚合物层。
本发明的具体实施例的一个目的和特征在于，它提供了一种选择性地使用所需的聚合物以及该聚合物的相应功能特性的成本效率合算的方法，其中不必使用比所需要的更多的聚合物。
本发明的具体实施例的另一目的和特征在于，可将功能热塑性薄膜选择性地粘合到会与易损部分、元件或加工设备相接触的晶片载体、芯片盘或其它半导体元件搬运器或运输器的那一部分上。
本发明的具体实施例的另外一个目的和特征在于，可在用于半导体加工工业中的部件上选择性地使用优选的耐磨性聚合物薄膜。
本发明的具体实施例的另外一个目的和特征在于，可在半导体元件搬运装置上形成透明或半透明的由聚合物薄膜构成的表面区域，同时仍为所选表面提供增强的功能特性。通过在装置的所选目标结构上使用足够薄的材料层，然后在采用或不采用中间层的情况下将该结构重叠注塑(overmold)到由例如PC的材料构造而成的基本上透明或半透明的装置主体上，便可形成这种搬运装置。
附图简介
图1是根据本发明实施例的特性薄膜嵌入成型系统的侧剖视图。
图2是图1所示的特性薄膜嵌入成型系统的一部分的侧剖视图。
图3是根据本发明实施例的特性薄膜嵌入成型系统的侧剖视图。
图4是根据本发明实施例的模制件和所粘合的特性薄膜的侧剖视图。
图5是根据本发明实施例的模制件和所粘合的特性薄膜层合物的侧剖视图。
图6是根据本发明实施例的半导体晶片搬运装置的透视图。
图7是根据本发明实施例的半导体晶片搬运装置的分解透视图。
图8是根据本发明实施例的堆叠起来的芯片搬运装置的透视图。
图9是根据本发明实施例的堆叠起来的芯片搬运装置的侧剖视图。
优选实施例的详细描述参见图1-9，本发明包括利用模制单元20将至少一层保护性的或包封性的热塑性薄膜10嵌入成型到半导体元件搬运装置12的选定目标表面上。
保护性/包封性薄膜所述至少一层保护性或包封性薄膜10是具有一定功能上的性能特征的热塑性聚合物。功能上的性能特征包括耐磨性、耐热性、耐化学性、防脱气性、防流体吸收性、防紫外线性以及在半导体加工领域中要考虑的类似性能。其它功能上的性能特征包括刚性、蠕变降低性、硬度和许多其它的使尺寸稳定的特性。薄膜10至少部分地形成为有限的厚度。例如可以设想，单个薄膜层的厚度等于或小于约0.040英寸(千分之四十英寸)。单个薄膜层优选小于或等于约0.030英寸(千分之三十英寸)。当然，采用多个层的层合物将改变这一优选厚度的标准。薄膜10可采用任何相容性的材料以实现这些功能上的性能特征。例如，可以使用聚酯、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、PEEK、全氟烷氧基树脂(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚砜(PES)、聚苯乙烯(PS)、聚苯硫醚(PPS)，以及许多种其它的相容性聚合物。为了在半导体元件搬运装置12的制造中使用该性能增强的薄膜10，根据粘合应用的具体需要来将薄膜10大致切成预定的形状和大小。在切割后对薄膜10进行热成型。薄膜10通常较薄且为片状，以便更好地促进流动性并利用材料的透明或半透明的特性。本申请人的标题为“具有静电分散薄膜的半导体元件搬运装置”的共同未决的美国申请No.＿＿通过引用而整体地结合于本文中。
除了嵌入成型单个薄膜10外，可将多个薄膜10层合起来以构成复合薄膜结构，以便模塑式粘合到半导体元件搬运装置12上。例如，不同的薄膜层可包括有与上述不同的功能或包封特性，或者提供这些特性的组合。在本发明中可以使用薄膜层合领域的技术人员已知的许多种薄膜层合技术。例如，美国专利No.3660200、No.4605591、No.5194327、No.5344703和No.5811197公开了热塑性层合技术，它们均通过引用结合于本文中。
特性薄膜的嵌入成型主要参见图1-7，模制单元20通常包括模具型腔22、盖板部分24和至少一个注塑通道部分28。所述至少一个注塑通道28与模具型腔22流体相通。模具型腔22可包括成型面26，或者是设计成可在模制工艺期间使所注塑的可模塑材料30和/或薄膜10成型的表面。盖板部分24选择性地接合或覆盖在模具型腔22上。模制单元20的其它实施例还可包括至少一个真空通道29，其与模具型腔22和/或成型面26相通，以便引入真空吸力来将物体如薄膜10固定到模具型腔22上。在本发明中还可使用利用静电吸附和强迫式接合的其它已知技术，以便使薄膜10贴合在模具型腔22和成型面26内。应当注意的是，与相应的搬运装置相比，在各幅图中均将薄膜10绘制成绘制成特别大，这仅出于说明的目的，并不代表本发明的实际比例。
在一个实施例中，盖板部分24可拆卸地固定到模具型腔22上，以促进薄膜10的嵌入和所形成的搬运装置的部分或部件32的取出。模制件32通常比完整的搬运装置12小一些。例如，通常是分开来模制晶片载体的侧壁嵌件和支架，它们通常由与载体主体不同的塑料来模制。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以采用本领域的技术人员所公知的多种注射和嵌入成型技术。
可模塑材料30优选是常用于在半导体加工工业中使用的任何搬运装置的模制件中的基本上不导电的热塑性材料。同样，材料30可以是PFA、PE、PC和类似的已知材料。更具体地说，可模塑材料30可以是传统上用于构造晶片载体、芯片盘及其部件或部分的材料。
在操作中，将特性薄膜10大致切成预定的形状，然后热成型为所需的形式。将热成型的薄膜10置于模制单元20中，使得薄膜10与模具型腔22的至少一个成型面26的至少一部分形成表面接触。如这里所述，可采用各种技术例如真空式固定、静电式固定和强迫式固定来促进薄膜10在型腔22或成型面26上的正确定位。然后合上盖板部分24，以准备进行材料30的注塑。在这一工艺阶段，将处于基本上熔融状态的可模塑材料30经由至少一个注塑通道28注射到型腔中。在等待了必要的冷却周期之后，模制单元20中的可模塑材料30冷却，形成了基本上固化的模制件32。结合了冷却工艺的熔融注射形成了至少一个薄膜10和模制件32之间的永久性粘附。
在模制工艺完成后，将模制件32从模制单元20中顶出，此时模制件32具有永久性粘附在选定目标表面上的功能增强的薄膜10。可采用本领域的技术人员已知的传统模具技术和实践经验来注射可模塑材料30和顶出模制件32。
晶片搬运器/载体在图4-7中显示了多种传统的晶片搬运装置34和装置34的部件或部分。可通过这里介绍的薄膜嵌入成型工艺将薄膜10或薄膜层合物粘合到晶片搬运装置34(即晶片载体)的选定部件和/或部分上。晶片搬运器34通常由至少两种不同的可熔融加工的材料形成。因此，一旦如上所述地注射模制出了晶片搬运器34的一部分32，通常需要在之后将部分32置于第二模具型腔中，以便与晶片搬运器34的另一模制件或部件进行重叠注塑。这就是薄膜10为何需要用耐用的聚合物塑料来制造的另一原因。重复性地受到模制工艺的剪切力和高温的作用要求使用优选的热聚物。本申请人的共同未决的美国专利申请09/317989公开了使用重叠注塑来制造晶片载体，该申请通过引用结合于本文中。另外，美国专利No.6439984公开了晶片载体的模制技术，其也通过引用结合于本文中。
美国专利No.6428729、No.6039186、No.5485094和No.5944194公开了用于构造晶片搬运装置34的特定结构和工艺，它们通过引用结合于本文中。在一个实施例中，晶片搬运器34至少包括主体部分38和支撑结构40，支撑结构40具有多个轴向的支撑架42，用于在它们的周边或其附近容纳式支撑晶片或圆片。晶片或圆片可被常规地从载体34中的支撑架42处沿径向向上地或向侧面被取出。支撑架42用作晶片和载体34之间的主要接触点。结果，本发明的一个实施例包括将保护性薄膜10嵌入成型到该支撑结构40和/或支撑架42的至少一部分中。保护性薄膜10被选择性地置于模制单元20的模具型腔22中，使得它覆盖了模制件的整个表面或侧面，其中模制件32为支撑40、支撑架42、支撑架42的有限的预定部分，或者各种其它的组合。另外，薄膜10可特别地粘合成与晶片搬运器23的其它相邻和相接的部件对齐，从而提供更大范围的保护。通过增强薄膜10到晶片搬运器34的几乎所有表面或部件表面上的选择性粘合布置，就引入或增强了耐磨性、耐热性、耐化学性、防脱气性、防紫外线性、刚性、蠕变降低性、硬度、防流体吸收性，等等。
在本发明的其它实施例中，晶片搬运器34可包括沿着搬运器主体38的外部的凸缘44(图6)，以促进在半导体加工期间的运输，包括与机械手设备的接合。这些凸缘44可类似地包括嵌入成型出的特性薄膜10以提高耐磨性。这样，主体38的其余部分和表面可用成本较低且功能较差的聚合物来构造。另外一个实施例可包括在活动连接的结构46的选定表面处模制出的保护性薄膜10，其中该活动连接的结构46(图7)可促进设备与如美国专利No.6010008所介绍的搬运装置34的接合。
在一些情况下，嵌入成型出的特性薄膜10可能无法充分地粘附在其它聚合物上。例如，PEEK(即薄膜10)在任何情况下均不会粘附在重叠注塑出的PC(即晶片搬运器34的部件如主体38)上。参见图5，已经发现，例如PEI的中间薄膜或粘结层可粘附在PEEK和PC材料上。因此，可在注射PC材料之前将至少两个聚合物薄膜的薄膜层合物10作为层合材料单独地嵌入到模具中，并使中间薄膜处于薄膜10和熔融的可模塑的PC材料30中间。或者，将两层薄膜例如通过真空模制、如这里所述的层合工艺或通过其它方式相互间粘合在一起，其中在嵌入和定位到模具单元20中之前将这两个层或薄膜粘合在一起。
通过这种选择性地粘合至少一层特性或功能薄膜10，就可以在特定的目标表面和搬运器部件处选择性地使用特定的材料。由于所希望的或甚至是所要求的薄膜10的材料可以明显不同于在晶片载体34的其余部分或甚至是特定部分32的构造中所需要的材料，因此这种选择性地确定目标可促进制造和成本的效率。
芯片搬运器/托盘在另一实施例中，如图8-9所示，搬运装置12为芯片盘36，其包括多个可保护多个芯片的安放凹槽50或凹槽组件，以及周边侧壁52。美国专利No.5484062和No.6079565公开了这种芯片盘，它们通过引用结合于本文中。如同这里介绍的用于晶片搬运器34的工艺和材料一样，可为托盘36的特定表面或部分引入或增强功能上的性能特征，这是有利的。例如，粘合到安放凹槽50上的耐磨薄膜10将减小因芯片的频繁安放而带来的接触和摩擦所引起的潜在的颗粒分布。
本发明的一个实施例包括将特性薄膜10嵌入成型到芯片盘36的选定部分或表面上，例如安放凹槽50。其它实施例可包括将薄膜10嵌入成型到托盘36的整个顶面上，包括凹槽50、侧壁52及其组合。例如，该薄膜10可选择性地粘合到一部分侧壁52上，以增强与加工设备或自动机器和机械手的接触或接合的耐磨性。
另外，芯片盘36的周边侧壁52通常成形为可与其它芯片盘36堆叠式接合。托盘36的底部上的堆叠柱/件和/或周边壁架的大小和形状设置成可与托盘36的顶面上的相应沟槽或凸缘对齐。可以设想，可在本发明中使用本领域的技术人员已知的其它堆叠技术和托盘设计。为了提供保护层，薄膜10可被模制到周边侧壁52的堆叠式接合区域中。
对于晶片搬运器34来说，将至少一层保护性的特性薄膜10选择性粘合到芯片盘36的选定目标表面上，这提供了功能增强的热塑性材料的优选利用，同时允许制造商用其它优选的聚合物来构造托盘36的其余部分。
在不脱离本发明的精神和本质属性的前提下，本发明可由其它特定的形式来体现，因此，这些实施例在所有方面均被视为是说明性的和非限制性的。
权利要求
1.一种半导体晶片搬运装置，包括至少一个基本上刚性的热塑性部件结构，其构成了所述晶片搬运装置的一部分；和至少一层保护性热塑性薄膜，其通过嵌入成型工艺粘合到所述至少一个热塑性部件结构的一部分上，以便为所述半导体晶片搬运装置引入包封特性。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一层保护性热塑性薄膜包括具有一定包封特性的薄膜，所述包封特性选自耐磨性、耐化学性、耐热性、耐紫外线性、防止流体吸收性和防脱气性。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一层保护性热塑性薄膜为具有至少两个薄膜层的薄膜层合物，使得所述至少两个薄膜层中的至少一层为保护性薄膜。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少两个薄膜层具有不同的包封特性。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少两个薄膜层中的至少一层为中间粘结层，其用于提高所述保护性薄膜和至少一个热塑性部件结构之间的粘合强度。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个热塑性部件结构为支撑结构，其具有多个间隔开的适于容纳半导体晶片的支撑架。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个热塑性部件结构为适于与半导体加工设备机械式相连的活动连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个热塑性部件结构为适于与机械手装置选择性接合连接的搬运用凸缘。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个热塑性部件结构为所述晶片搬运装置的壳体部分。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一层保护性热塑性薄膜是基本上半透明的。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一层保护性薄膜基本上由选自聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基树脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料构造而成。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一层保护性薄膜基本上由聚醚醚酮构造而成。
13.一种用于搬运半导体元件的装置，包括所述搬运装置的基本上刚性的第一热塑性部分；和至少一层包封性热塑性薄膜，其通过薄膜嵌入成型工艺粘合到所述第一热塑性部件的至少一部分上，其中所述包封性热塑性薄膜在半导体元件的加工期间为易损的半导体元件提供了保护。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一热塑性部分是半导体晶片搬运装置的一部分，所述晶片搬运装置包括壳体和用于容纳半导体晶片的晶片支撑结构。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述至少一层包封性热塑性薄膜粘合到所述晶片支撑结构的至少一部分上，以减小破坏性颗粒到空气中的散布。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一热塑性部分是半导体芯片搬运托盘的一部分，所述托盘包括多个适于容纳半导体芯片的凹槽和多个周边侧壁部分。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述至少一个周边侧壁部分适于与单独的半导体芯片搬运装置形成互配性的堆叠式接合。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜粘合到多个所述凹槽和至少一个所述周边侧壁部分上，以减小破坏性颗粒到空气中的散布。
19.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜是包括有多个薄膜层的薄膜层合物，其中至少一层所述薄膜层是包封性薄膜。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述薄膜层合物的各个薄膜层具有不同的保护特性。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述薄膜层合物的各个薄膜层具有不同的保护特性，所述保护特性选自耐磨性、耐化学性、耐热性、耐紫外线性、防止流体吸收性和防脱气性。
22.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜具有选自耐磨性、耐化学性、耐热性、耐紫外线性、防止流体吸收性和防脱气性的保护特性。
23.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜基本上由选自聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基树脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料构造而成。
24.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜基本上由聚醚醚酮构造而成。
25.一种通过将至少一层包封性热塑性薄膜熔融式粘合到至少一部分热塑性材料上来薄膜嵌入成型半导体搬运装置的部件的方法，包括步骤形成至少一层包封性热塑性薄膜；提供具有包括至少一个成型面的模具型腔的模制单元；将所述至少一层已形成的包封性热塑性薄膜沿着所述至少一个成型面的至少一部分而定位到所述模制单元的型腔中；将基本上熔融的热塑性材料注射到所述模制单元的型腔中，以便与所述至少一个成型面的形状相贴合；等待一段冷却周期，其中所述热塑性材料基本上固化，从而与所述至少一层包封性热塑性薄膜相配地粘合，这样便在所述半导体搬运装置的部件上形成了保护性的包封表面；和将所述半导体搬运装置的部件从所述模制单元中顶出来。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述半导体搬运装置部件的模制形成了半导体晶片搬运装置的部件部分。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述半导体搬运装置部件的模制形成了半导体晶片搬运装置的支撑结构，所述支撑结构具有多个间隔开的支撑架，其中所述至少一层包封性热塑性薄膜粘合到所述间隔开的支撑架的一部分上。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述半导体搬运装置部件的模制形成了半导体芯片搬运托盘的具有多个芯片容纳凹槽的部件部分，其中所述至少一层包封性热塑性薄膜粘合到所述多个芯片容纳凹槽中，以减小使用期间颗粒到空气中的散布。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述半导体搬运装置部件的模制形成了半导体芯片搬运托盘的具有多个芯片容纳凹槽和周边侧壁的部件部分，其中所述至少一层包封性热塑性薄膜粘合到至少一部分所述周边侧壁上，以减小使用期间颗粒到空气中的散布。
30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，形成所述至少一层包封性热塑性薄膜包括热成型多层薄膜层合物，其中至少一个薄膜层为包封性热塑性薄膜。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述多层薄膜层合物包括至少两个薄膜层，其中所述至少两个薄膜层中的第一层具有与所述至少两个薄膜层中的第二层不同的包封特性。
32.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，形成所述至少一层包封性热塑性薄膜包括形成基本上半透明的至少一层包封性热塑性薄膜。
33.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜具有选自耐磨性、耐化学性、耐热性、耐紫外线性、防止流体吸收性和防脱气性的保护特性。
34.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，形成所述至少一层包封性薄膜包括形成基本上由选自聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基树脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料构造而成的至少一层包封性薄膜。
35.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，形成所述至少一层包封性薄膜包括形成基本上由聚醚醚酮构造而成的至少一层包封性薄膜。
36.一种半导体芯片的搬运托盘，包括多个能够容纳半导体元件的凹槽部分；外部周边壁部分，其适于促进与其它半导体芯片搬运托盘堆叠在一起；和至少一层包封性热塑性薄膜，其通过嵌入成型工艺粘附式地粘合到多个所述凹槽部分上，以便在使用期间提供表面保护。
37.根据权利要求36所述的芯片搬运托盘，其特征在于，所述至少一层包封性热塑性薄膜还被模制到所述芯片搬运托盘的至少一部分所述外部周边壁部分上，以减小使用期间颗粒到空气中的释放。
38.根据权利要求36所述的芯片搬运托盘，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜具有选自耐磨性、耐化学性、耐热性、耐紫外线性、防止流体吸收性和防脱气性的保护特性。
39.根据权利要求36所述的芯片搬运托盘，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜是基本上半透明的。
40.根据权利要求36所述的芯片搬运托盘，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜基本上由选自聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基树脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料构造而成。
41.根据权利要求36所述的芯片搬运托盘，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜基本上由聚醚醚酮构造而成。
42.一种用于在半导体元件搬运装置的至少一部分上模制至少一层包封性薄膜的薄膜嵌入成型系统，包括一定量的基本上熔融的热塑性材料，其用于成型所述半导体搬运装置的至少一部分；具有模具型腔和至少一个成型面的模制单元，所述模具型腔和至少一个成型面适于容纳所述一定量的基本上熔融的热塑性材料；和至少一层包封性薄膜，其可沿所述至少一个成型面的至少一部分嵌入到所述模具型腔内，以便在模制工艺期间永久性粘合到所述一定量的基本上熔融的热塑性材料上。
43.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜具有选自耐磨性、耐化学性、耐热性、耐紫外线性、防止流体吸收性和防脱气性的保护特性。
44.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜是基本上半透明的。
45.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜基本上由选自聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基树脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料构造而成。
46.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，所述至少一层包封性薄膜基本上由聚醚醚酮构造而成。
47.一种用于搬运半导体元件的装置，包括所述搬运装置的第一热塑性部分；和至少一层尺寸稳定的热塑性薄膜，其通过薄膜嵌入成型工艺粘合到所述第一热塑性部件的至少一部分上。
48.根据权利要求47所述的装置，其特征在于，所述至少一层尺寸稳定的热塑性薄膜减小了所述第一热塑性部分的至少一部分的蠕变。
49.根据权利要求47所述的装置，其特征在于，所述至少一层尺寸稳定的热塑性薄膜为所述第一热塑性部分的至少一部分提供了增强的刚性。
50.根据权利要求47所述的装置，其特征在于，所述至少一层尺寸稳定的热塑性薄膜为所述第一热塑性部分的至少一部分提供了增强的硬度。
51.根据权利要求47所述的装置，其特征在于，所述至少一层尺寸稳定的热塑性薄膜基本上由选自聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基树脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料构造而成。
52.根据权利要求47所述的装置，其特征在于，所述至少一层尺寸稳定的热塑性薄膜基本上由聚醚醚酮构造而成。
全文摘要
本发明大体上涉及在用于半导体加工工业的搬运器、运输器、载体、托盘等装置的模制工艺中将较薄的保护包封性热聚物薄膜包括于其中的系统和方法。将预定大小和形状的热塑性薄膜沿着成型面选择性地置于模具型腔中，以便与可模塑材料的所需目标表面对齐。该模制工艺使薄膜表面与可模塑材料的接触面相粘合，从而使薄膜永久性地粘附在可模塑材料上。结果，可以仅在需要有一定性能特征的那些目标表面上选择性地粘附相容性的聚合物薄膜，这些性能特征例如为耐磨性、耐热性、耐化学性、防脱气性、刚性增强性、硬度、蠕变降低性和防流体吸附性等。
文档编号B65H1/28GK1636275SQ02827529
公开日2005年7月6日 申请日期2002年11月26日 优先权日2001年11月27日
发明者S·M·巴特, S·D·埃贡 申请人:诚实公司