专利名称：用于集成电路芯片的可堆叠托盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于集成电路的托盘，尤其是球栅阵列(BGA)类型的托盘。托盘是可堆叠的并包括上侧面和下侧面，其中每个托盘的上侧面和下侧面都具有存储格区域，当将托盘堆叠时，这些区域相互对准。特别地，托盘的上侧面和下侧面都包括支撑元件，形成相同一致高度的架状突出物和背脊，架状突出物用于在Z方向(垂直于基底的方向)限制和固定集成电路芯片，而背脊用于在X-Y方向(平行于基底的方向)限制和固定集成电路芯片。托盘的一个面上的背脊固定集成电路芯片的第一对对角地相对的角，而相邻的托盘的另一面上的背脊固定集成电路芯片的第二对对角地相对的角。
背景技术：
现有技术中，使用可堆叠托盘存储和运输集成电路，尤其是球栅阵列(BGA)集成电路是公知的。这些可堆叠托盘通常有用于存储单个芯片的分散的存储格。此外，这些托盘有时还作为为了检查和自动组装装置而安置芯片的承载使用。检查通常要求球面向上，而组装通常要求球面向下。因此，不管芯片在正常放置或反转放置配置的托盘内，集成芯片在X-Y方向固定是非常重要的。即，托盘应该是“可翻转的”，或者说能够以任一朝向支撑芯片。
此外，这些托盘必须为芯片提供坚固的机械和静电/电磁保护。
现有技术可堆叠托盘的一些例子可在下述专利中找到美国专利号5,400,904，名称为“Tray for Ball Terminal Integrated Circuits”，于1995年3月28日颁发给Maston et al.；美国专利号5,103,976，名称为“Tray for IntegratedCircuits with Supporting Ribs”，于1992年4月14日颁发给Murphy；美国专利号5,080,228，名称为“Integral Carrier and System for Electrical Components”，于1992年1月14日颁发给Maston et al.；美国专利号5,000,697，名称为“CarrierSystem for PGA Electrical Components”，于1991年3月19日颁发给Murphy；美国专利号4,765,471，名称为“Electrical Component Carrier”，于1988年8月23日颁发给Murphy。
另外一个例子可以在权利共有的美国专利申请序列号10/414,617中找到，该申请于2003年4月16日提出，名称为“Stackable Tray for IntegratedCircuits with Comer Support Elements and Lateral Support Elements FormingMatrix Tray Capture System”。
发明内容
本发明的目的是提供能够堆叠起来为电子芯片(例如但不限于BGA(球栅阵列)芯片)提供存储格的托盘。
本发明进一步的目的是提供托盘，不论托盘是正面向上放置还是反转放置都能将在X-Y方向固定的电子芯片提供给自动制造(例如“拾取和放置”)。即，本发明的目的是提供“可翻转的”托盘。
因此本发明进一步的目的是提供用于电子芯片的存储、运输和自动放置的托盘，其中托盘对放置在内的芯片提供提高的机械，静电和电磁保护。
因此本发明进一步的目的是为电子芯片提供托盘，在实现上述目的的同时能够保持以简单成型步骤和较低材料要求形成的简单形状。
通过提供一种托盘，其中托盘的上侧面和下侧面在托盘的每个存储格中都包括具有相等的统一高度的架状突出物和背脊的支撑元件，架状突出物用于在Z方向固定集成电路的角，而背脊用于在X-Y平面固定集成电路的角。对于每对相邻的存储格，对于一个存储格，背脊在两个对角地相对的角上横向地向内偏置，从而定义用于芯片的存储格并在X-Y方向(平行于托盘的基底方向)限制并固定集成电路，而在存储格的另两个对角上的背脊横向地向外偏置，从而在邻近的存储格提供X-Y固定。托盘上表面上的架状突出物和托盘下表面上的架状突出物直接对准，从而通过在相邻托盘的支撑元件的架状突出物之间抓住芯片提供Z方向的固定。然而，托盘上表面的架状突出物上的背脊和托盘下表面的架状突出物上的背脊在相反的横向方向上偏置。
在非堆叠配置中，不论是在托盘是处于正面朝上或反转配置，这使得在两个对角地相对的角处在X-Y方向固定了集成电路芯片，从而固定了芯片的所有四条边。这对于自动放置应用是特别有用的，例如“拾取和放置”。
在堆叠配置中，集成电路直接下方相邻的托盘的横向地向内偏置的背脊通过固定集成电路的第一对对角地相对的角，在X-Y方向限制并固定了集成电路。同样，集成电路直接上方相邻的托盘的横向地向内偏置的背脊通过固定集成电路的另外第二对对角地相对的角，在X-Y方向限制并固定了集成电路。因此，在堆叠配置中，当置于顺序堆叠的托盘中时，都限制并固定了集成电路芯片的所有四个角。
第二实施例通过在以下两者之间交替达到同样的效果首先，带有为所有相邻存储格的一个角提供Z方向固定的架状突出物的支撑元件，其次，带有为所有相邻存储格的一个角提供Z方向固定的架状突出物以及提供X-Y方向上固定的背脊的支撑元件。
托盘符合JEDEC标准，该标准规定托盘外形、存储格位置、外围栏(rail)高度和堆叠配置，该堆叠配置使得集成电路芯片位于下部存储格和上部存储格限定的完全存储格中，从而由于位于直接上方相邻的托盘的支撑元件的架状突出物和直接下方相邻的托盘的支撑元件的架状突出物之间而限制并固定在Z方向。
结合下文中的描述和权利要求以及附图，能够更清楚地看到本发明进一步的目的和优点。
图1是本发明的可堆叠托盘的俯视透视图；图2是图1的透视图的细节部分；图3是本发明的可堆叠托盘的仰视透视图；图4是图3的透视图的细节部分；图5是本发明的可堆叠托盘的俯视平面视图；图6是本发明的可堆叠托盘的侧视平面视图；图7是沿图5的平面7-7的剖面图；图8是本发明的可堆叠托盘的仰视平面图；图9是图7的剖面图的细节部分；图10是由本发明的可堆叠托盘的上侧面形成的角部存储格的部分的平面视图；图11是沿图10的平面11-11的剖面图；图12是沿图10的平面12-12的剖面图；图13是由本发明的可堆叠托盘的下侧面形成的角部存储格的部分的平面视图；图14是包括内部真空腔的本发明的可堆叠托盘的上侧面的内部部分的平面视图；图15是沿图14的平面15-15的剖面图；图16是本发明的两个堆叠的托盘的剖面图，堆叠的托盘之间放置了集成电路；图17是本发明的两个堆叠的托盘的透视图，堆叠的托盘之间放置了集成电路；图18是本发明的两个反转堆叠的托盘的透视图，反转堆叠的托盘之间放置了集成电路；图19是本发明的可堆叠托盘的第二实施例的俯视平面视图；图20是本发明的可堆叠托盘的第二实施例的仰视平面视图；图21是由本发明的可堆叠托盘的第二实施例的上侧面形成的角部存储格的部分的平面视图；图22是沿图21的平面22-22的剖面图；图23是沿图21的平面23-23的剖面图；图24是由本发明的可堆叠托盘的第二实施例的下侧面形成的角部存储格的部分的平面视图。
具体实施例方式
现在详细的参考附图，其中在几个视图中同样的编号指示同样的元件，图1是本发明的托盘10的俯视透视图。托盘10符合JEDEC(Joint ElectronDevice Engineering Council，美国电子器件工程联合委员会)的标准，由长边12、16和短边14、18围成，其中平面基底20提供了内部结构。向下延伸的周边裙边22(见图9)围着边12、14、16、18，周边裙边22进一步包括用于接收上方相邻托盘的周边裙边22的上侧凹口24，从而允许堆叠托盘10。根据JEDEC在短边14和18上提供了相互偏置的凸缘26和28，从而提供托盘正面和背面的指示。注意整个周边结构，包括周边裙边22、上侧凹口24和凸缘26和28，都是根据JEDEC标准构造，从而为托盘10标准化的自动处理做好了准备。
边12和14的相交处形成角部30。边14和16的相交处形成角部32。边16和18的相交处形成角部34。边12和18的相交处形成角部36。上表面上内侧相邻于角部32和36的地方(图1，5和10)和下表面(图3和8)内侧相邻于角部30和34的地方形成有平面(即，没有背脊)的L形支撑元件40。上表面内侧相邻于角部30和34的地方(图1，2和5)和下表面内侧相邻于角部32和36的地方(图3、4、8和13)上形成有带有背脊的L形支撑元件42。内侧相邻于边12，14，16，18处形成有T形支撑元件44，而X形支撑元件46形成在托盘10的内部，从而定义了在矩形(也可以是方形或其它形状)托盘10内按行和列排列的存储格101-124。存储格105、111、114、120包括实心的平面基底20，从而形成真空存储格，使得真空操作设备能够结合到托盘，而其余的存储格将平面基底20的大部分去除。
如图5，8，10和13所示，X形支撑元件46包括两个横向偏置的L形背脊50和52。横向偏置的L形背脊50和52取向为对于给定的存储格横向地向内偏置从而起到在该格内固定芯片的作用，同时对于相邻存储格横向地向外偏置从而不为相邻存储格提供固定功能。例如，在图10中，横向偏置的L形背脊50对于存储格119为横向地向内偏置，以便抓住存储格119内的芯片的角，但是对于存储格120和122为横向地向外偏置，从而对于这些存储格内的芯片不起或很少起固定功能。类似地，图10中横向偏置的L形背脊52对于存储格123为横向地向内偏置，而对于存储格120和122为横向地向外偏置。图14类似的详细描述了这种交替向内和向外横向偏置的顺序。类似地，带有背脊的L形支撑元件42包括横向偏置的L形背脊54，如图1和2所示，将它们配置为和上表面上存储格101和124内的横向地向内偏置的L形背脊52对角地相对，并如图3、4和13所示，将它们配置为和下表面上存储格103和122内的的横向地向内偏置的L形背脊52对角地相对。类似地，如图10和13所示，T形支撑元件44包括横向偏置的L形背脊50或52，位于用于给定存储格的类似的横向地向内偏置的L形背脊50或52的对角地相对的角处。
如图11，12，15和16的剖面图以及图17和18的透视图所示，横向偏置的L形背脊50和52的朝向在托盘10的上侧面和底部侧面之间交替，如同在相邻的存储格之间的交替一样。特别地，如图11所示，对于所示的X形支撑元件44来说，在上侧面上，L形背脊52相对于存储格122横向地向内偏置，而相对于存储格119向外偏置，同时在底部侧面上，L形背脊50相对于存储格122向外偏置，而相对于存储格119向内偏置。得到的可用于运送和运输的堆叠结构，通过用直接在上面相邻的托盘10的横向地向内偏置的背脊50和52来使第一对对角地相对的角部咬合，并用直接在下面相邻的托盘10的横向地向内偏置的背脊50和52来使的第二对对角地相对的角部咬合，使得集成电路芯片1000(见图16-18)在存储格内的X-Y方向得到了横向地支持和固定。
因此，在该堆叠配置中，连续的堆叠托盘10在X-Y方向支撑并固定集成电路芯片1000的所有的四个角。类似地，集成电路芯片1000通过位于相邻堆叠托盘的支撑元件40，42，44和46形成的架状突出物之间，在Z方向(垂直于堆叠托盘)得到了固定。
此外，当托盘10没有堆叠时，不论是在正面朝上或反转配置中，在两个对角地相对的角处在X-Y方向固定了集成电路芯片1000，从而固定了芯片的所有四条边。即，托盘是“可翻转”的。这对于集成电路芯片1000的自动放置是特别有用的，例如在“拾取和放置”操作中。
图19-24揭示了托盘10的第二实施例。在该实施例中，X形支撑元件在不带支撑背脊的X形支撑元件47和带有X形支撑背脊51(见图24)的X形支撑元件49之间交替。在该实施例中，X形支撑元件47(不带支撑背脊)在四个相邻的存储格的每个的一个角上为集成电路芯片提供用于只在Z方向固定的架状突出物。然而，在四个相邻的存储格的每个的一个角上，X形支撑元件49为集成电路芯片提供用于在Z方向固定的架状突出物，而X形背脊51为集成电路芯片提供X-Y方向的固定。类似地，T形支撑元件在不带支撑背脊的T形支撑元件41(见图24)和带支撑背脊的T形支撑背脊45的T形支撑元件43(见图21)之间交替。T形支撑元件41(不带背脊)在两个相邻存储格的每个的一个角上为集成电路芯片提供用于只在Z方向固定的架状突出物。类似地，在两个相邻的存储格的每个的一个角上，T形支撑元件43为集成电路芯片提供用于在Z方向固定的架状突出物，而T形支撑背脊45为集成电路芯片提供X-Y方向的固定。
如图19-24所示，不带支撑背脊的L形支撑元件35位于和X形支撑元件47(不带支撑背脊)对角地相对的角部存储格中。参考图19(托盘的俯视图)中的存储格101和122；图20(托盘的仰视图)中的存储格103和124；和图21(托盘的详细俯视图)中的存储格122。类似地，带L形支撑背脊39的L形支撑元件37位于和X形支撑元件49(带支撑背脊51)对角地相对的角部存储格中。参考图19(托盘的俯视图)中的存储格103和124；图20(托盘的仰视图)中的存储格101和122；和图24(托盘的详细仰视图)中的存储格122。L形支撑元件35(不带支撑背脊)在相邻的角部存储格中为集成电路芯片向外的角提供了用于只在Z方向固定的架状突出物。类似地，在相邻的角部存储格中，L形支撑元件37为集成电路芯片向外的角提供用于在Z方向固定的架状突出物，而L形支撑元件39为集成电路芯片向外的角提供X-Y方向的固定。
当将第二实施例的托盘堆叠时，得到的配置使得上部托盘的支撑元件在第一对对角地相对的角处在X-Y方向固定集成电路芯片，下部托盘的支撑元件在第二对对角地相对的角处在X-Y方向固定集成电路芯片。类似地，上部托盘和下部托盘的支撑元件的的架状突出物在Z方向固定全部四个角。此外，和第一实施例类似，第二实施例提供“可翻转的”配置，可用于例如“拾取和放置”的操作的自动操作中。
根据要固定的集成电路的厚度，当在两个相邻托盘10的支撑元件之间存储或固定集成电路芯片时，不同支撑元件的厚度可变。在优选实施例中，通过带有支撑背脊的一个支撑元件和不带支撑背脊的类似的一个支撑元件存储或在每个角固定了集成电路芯片。即，在托盘的上侧面上带有支撑背脊的支撑元件形成在直接位于不带支撑背脊的类似的支撑元件上方处，反之亦然。
因此，已经有效获得了上述的目的和优点。尽管此处详细地描述了发明的优选实施例，需要理解本发明在任何意义上都并不限于这些实施例，其范围由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种用于集成电路芯片的托盘，包括多个存储格，所述存储格在其角处由支撑元件限定；所述支撑元件包括架状突出物，用于在和托盘垂直的方向固定集成电路芯片；所述架状突出物在每个存储格的第一对对角地相对的角处包括向内偏置的背脊，用于在和托盘平行的方向固定集成电路芯片；所述架状突出物在每个存储格的第二对对角地相对的角处包括向外偏置的背脊，从而形成相邻存储格的向内偏置的背脊，用于在相邻存储格内在和托盘平行的方向固定集成电路芯片。
2.根据权利要求1所述的用于集成电路芯片的托盘，其中托盘能够和连续的类似托盘堆叠。
3.根据权利要求2所述的用于集成电路芯片的托盘，包括上侧面和下侧面，其中托盘的上侧面和接连着的上方托盘的下侧面咬合，从而形成用于在其间存储集成芯片的对准的各个存储格。
4.根据权利要求3所述的用于集成电路芯片的托盘，其中当下方托盘和上方托盘堆叠并对准从而在其间存储集成芯片时，下方托盘的上侧面的存储格包括向内偏置的背脊，用于固定存储在托盘间的芯片的第一对对角地相对的角，上方托盘的下侧面的存储格包括向内偏置的背脊，用于固定存储在托盘间的芯片的第二对对角地相对的角，从而在和托盘平行的方向将芯片固定。
5.根据权利要求4所述的用于集成电路芯片的托盘，其中下方托盘的向内偏置的背脊固定芯片的所述第一对对角，上方托盘的向内偏置的背脊固定芯片的所述第二对对角，从而使得得到的配置可翻转。
6.根据权利要求5所述的用于集成电路芯片的托盘，其中存储在上方和下方托盘之间的芯片固定在上方和下方托盘的所述支撑元件的所述架状突出物之间，从而在垂直于托盘的方向将芯片固定。
7.根据权利要求6所述的用于集成电路芯片的托盘，其中所述上侧面上的所述支撑元件直接位于所述下侧面上的所述支撑元件之上。
8.根据权利要求7所述的用于集成电路芯片的托盘，其中所述上侧面上带有向内偏置背脊的支撑元件直接位于所述下侧面上的带有向外偏置背脊的支撑元件之上。
9.根据权利要求8所述的用于集成电路芯片的托盘，其中在四个存储格的相交处形成X形支撑元件，在沿着托盘的边的两个存储格的相交处形成T形支撑元件，在角部存储格的外角处形成L形支撑元件。
10.根据权利要求9所述的用于集成电路芯片的托盘，其中托盘是带有存储格的行和列的矩形。
11.根据权利要求10所述的用于集成电路芯片的托盘，包括支撑所述支撑元件的平面基底。
12.根据权利要求11所述的用于集成电路芯片的托盘，其中对于至少部分所述存储格所述平面基底是实心的，从而形成真空存储格，使得真空操作设备能够结合至托盘。
13.一种用于集成电路芯片的托盘，包括多个存储格，所述存储格在其角处由支撑元件限定；所述支撑元件包括架状突出物，用于在和托盘垂直的方向固定集成电路芯片；所述支撑元件的至少一部分的所述架状突出物在每个存储格的对角地相对的角处包括背脊，用于在和托盘平行的方向固定集成电路芯片。
14.根据权利要求13所述的用于集成电路芯片的托盘，其中所述支撑元件在包括所述背脊和不包括所述背脊之间交替。
15.根据权利要求14所述的用于集成电路芯片的托盘，其中托盘能够和连续的类似托盘堆叠。
16.根据权利要求14所述的用于集成电路芯片的托盘，包括上侧面和下侧面，其中托盘的上侧面和接连着的上方托盘的下侧面咬合，从而形成用于在其间存储集成芯片的对准的各个存储格。
17.根据权利要求15所述的用于集成电路芯片的托盘，其中当下方托盘和上方托盘堆叠并对准从而在其间存储集成芯片时，下方托盘的上侧面的存储格包括背脊，用于固定存储在托盘间的芯片的第一对对角地相对的角，上方托盘的下侧面的存储格包括背脊，用于固定存储在托盘间的芯片的第二对对角地相对的角，从而在和托盘平行的方向将芯片固定。
18.根据权利要求16所述的用于集成电路芯片的托盘，其中下方托盘的背脊固定芯片的所述第一对对角，上方托盘的背脊固定芯片的所述第二对对角，从而使得得到的配置可翻转。
19.根据权利要求17所述的用于集成电路芯片的托盘，其中存储在上方和下方托盘之间的芯片固定在上方和下方托盘的所述支撑元件的所述架状突出物之间，从而在垂直于托盘的方向将芯片固定。
20.根据权利要求18所述的用于集成电路芯片的托盘，其中所述上侧面上的所述支撑元件直接位于所述下侧面上的所述支撑元件之上，其中所述下侧面上不带有所述背脊的支撑元件形成在直接位于所述上侧面上形成的带有背脊的支撑元件的下方，并且其中所述下侧面上带有所述背脊的支撑元件形成在直接位于所述上侧面上形成的不带有背脊的支撑元件的下方。
21.根据权利要求19所述的用于集成电路芯片的托盘，其中在四个存储格的相交处形成X形支撑元件，在沿着托盘的边的两个存储格的相交处形成T形支撑元件，在角部存储格的外角处形成L形支撑元件。
22.根据权利要求20所述的用于集成电路芯片的托盘，其中所述背脊在所述X形支撑元件上是X形，在所述T形支撑元件上是T形，在所述L形支撑元件上是L形。
23.根据权利要求21所述的用于集成电路芯片的托盘，其中托盘是带有存储格的行和列的矩形。
24.根据权利要求22所述的用于集成电路芯片的托盘，包括支撑所述支撑元件的平面基底。
25.根据权利要求23所述的用于集成电路芯片的托盘，其中对于至少部分所述存储格所述平面基底是实心的，从而形成真空存储格，使得真空操作设备能够结合至托盘。
全文摘要
一种用于例如集成电路，特别是球栅阵列(BGA)类型的电元件的堆叠托盘。托盘是可堆叠的，包括上侧面和下侧面。特别地，托盘的上侧面和下侧面都包括支撑元件，形成相等一致高度的架状突出物和背脊，用于支持集成电路元件并在X－Y方向固定集成电路元件。在非堆叠配置中，无论托盘是正面向上放置还是反转放置配置，都会在两个对角地相对的角(从而芯片的所有四条边)处在X－Y方向固定集成电路芯片。这对例如“拾取和放置”的自动放置应用来说是重要的。此外，在例如会在运送和运输中用到的堆叠配置中，集成电路直接下方相邻的托盘的横向地向内偏置的背脊通过固定集成电路的第一对对角地相对的角在X－Y方向限制并固定集成电路。同样，集成电路直接上方相邻的托盘的横向地向内偏置的背脊通过固定集成电路的第二对对角地相对的角在X－Y方向限制并固定集成电路，从而在X－Y方向固定了所有的四个角。在该堆叠配置中，能够通过在直接上方相邻的托盘的支撑元件的架状突出物和直接下方相邻的托盘的支撑元件的架状突出物之间限制并固定集成电路芯片实现在Z方向限制集成电路芯片。
文档编号H01L21/00GK1943010SQ200580011567
公开日2007年4月4日 申请日期2005年5月27日 优先权日2004年6月2日
发明者罗德尼·克里斯普 申请人:伊利诺斯器械工程公司