用于在使用附着载体的情况下制造半导体模块的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造半导体模块的方法。为此提供附着载体(3)和多个电路载体(2)。该附着载体(3)具有附着的顶面(32)、以及与该附着的顶面(32)相对的底面(33)。每个电路载体(2)包括陶瓷载体(20)和被应用在陶瓷载体上的上导电层(21)、以及电路载体底面(25)。通过将该多个电路载体(2)放到该附着的顶面(32)上该电路载体(2)的电路载体底面(25)接触该附着的顶面(32)并且粘附在其上，从而形成准成果，其中该多个电路载体(2)能够在维持该准成果的情况下被处理并且之后被从该附着的顶面(32)取下。
【专利说明】用于在使用附着载体的情况下制造半导体模块的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在使用附着载体的情况下制造半导体模块的方法。
【背景技术】
[0002]在处理多个电路载体时，就像其在半导体模型中使用一样，在不同的处理步骤期间会分别导致定位不精确性，这些定位不精确性在处理过程中会积累起来。因此根据情况需要相应地大规模测量必要的安全距离，例如其对于避免电压突变是必要的。其导致的结果将是，由于其定位不精确性这些电路载体必须相应地大面积设置，以防错误定位、短路或者电压突变。除此之外这种定位不精确性限制了在电路载体上使用的构件可实现的集成密度。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于，提供用于以更优化的定位精度制造半导体模型的方法。该任务通过用于使用附着载体制造半导体模块的方法实现。本发明的技术方案和改进为下文的目标。
[0004]本发明假设，为了制造半导体模型使用附着载体，该附着载体具有附着的顶面，以及与该附着的顶面相反的底面。通过将多个电路载体放到附着的顶面上，能够借助于这种附着载体来形成准成果(Quas1-Nutzen)以使得相关的电路载体的底面接触该附着的顶面并且粘附在该顶面上并且因此也粘附在附着载体上。在此多个电路载体中的每个具有陶瓷载体、应用在该陶瓷载体上的上导电层、以及电路载体底面。
[0005]通过在维持准成果的情况下处理多个电路载体，取消每个电路载体的多次移位，由此最终减少定位不精确性。
[0006]本发明的另一个优点在于，只要存在准成果，即只要该多个电路载体粘着在附着的顶面上，而不是在初次被放在该附着的顶面上之后而在后续处理时被移位，多个电路载体能够并行处理。
[0007]因此通常非常薄的电路载体能够再次无干扰地从附着的顶面取下，该附着载体能够被这样放置，使得该附着的顶面和放在该附着载体上的电路载体的电路载体底面之间在电路载体接触附着的顶面的位置的附着强度小于或者等于4.5N/cm2。另一方面为了防止放在附着载体上的电路载体滑动，该附着载体能够被如此设置，使得在电路载体接触附着的顶面的位置处的附着强度大于0.13N/cm2。
[0008]替代地或者附加地在每个电路载体上用于将该电路载体从附着的顶面取下所需的拆卸力能够大于电路载体的重量的2倍的和/或小于70倍的。
[0009]这种附着载体的另一个优点在于，其能够被再利用。在需要的时候，例如当该附着的顶面被灰尘或者其他污染时，该顶面能够被清洁并且该附着载体用于再次处理多个其他的电路载体。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面根据基于所附附图的实施例阐明本发明。在这些附图中相同的附图标记表示相同的元件。其中:
[0011]图1示出了所提供的附着载体以及多个所提供的电路载体；
[0012]图2到图6示出了在将电路载体放到附着载体期间用于形成准成果的多个步骤；
[0013]图7示出了借助于模板在粘附在附着载体上的电路载体上涂抹连接材料；
[0014]图8示出了移开模板之后的准成果；
[0015]图9和图10示出了在将半导体芯片放到所涂抹的粘结材料上期间的不同的步骤；
[0016]图11和图12示出了在将所处理的电路载体从附着载体取下期间的不同的步骤；
[0017]图13和图14示出了附着载体的示例。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了附着载体3。其具有附着的顶面32以及底面33。该顶面32和底面33构成该附着载体3的相反的面。除此之外该附着载体3具有若干通孔35，其中每个通孔在顶面32和底面33之间不间断地延伸。
[0019]同样在图1中示出了多个所提供的电路载体2，其中每个电路载体2具有陶瓷载体20，应用在该陶瓷载体上的上导电层21以及可选的下导电层22。该上导电层21能够可选地为了构造导电结构被构建成相互独立的导体电路和/或者导体表面。多个导电层21能够例如为多个金属化层，例如铜或者铝层，或者为以厚膜技术制成的导电层，即由金属薄片和胶黏剂混合而成的导电层。
[0020]为了实现附着的顶面32，该附着载体3具有附着层31，其能够由聚合物组成并且被应用在基础载体30上。在此该附着层31能够整个区域地或者以结构化的形式应用在基础载体30上。该聚合的附着层31不仅能够是含硅酮的而且能够是不含硅酮的。
[0021]如根据图2到图5所示，每个电路载体2例如能够依次以其各自的电路载体底面25放置在附着载体3上，使得电路载体底面25接触附着顶面32并被粘附在其上。为了将多个电路载体2放在附着层31上能够使用任意常规的拾放设备5。当然也存在这种可能性，多个电路载体2中的两个、多个或者所有不是依次而是同时被放在附着载体3上。
[0022]在所示示例中电路载体底面25由电路载体2的下导电层22构成。但是原则上电路载体底面25还能够由任意的其他材料或者任意的材料组合构成。尤其地不仅考虑导电的材料而且考虑绝缘的材料。
[0023]图6示出了将所有的电路载体2放在附着载体3上之后的结构。因此该结构形成了准成果，其中粘着在附着的顶面32上的电路载体2相对于彼此或者相对于附着载体3的外缘固定并且能够以这种准成果的形式进一步被处理。
[0024]作为进一步处理的示例下文阐述为单个电路载体2装配半导体芯片I。但是原则上在准成果的维持的情况下能够实施任何其他替代的或者附加的处理步骤。为此前提条件仅仅是，通过每个处理条件不危及准成果的维持。一个这种处理条件例如在于，电路载体2和附着的顶面32之间的附着力随着温度如此急剧地减少，使得电路载体2能够在附着载体3上例如滑动或者从其上脱离。
[0025]因此电路载体2在其处理后能够无干扰地从附着的顶面32取下，附着层31能够被如此设置，使得电路载体底面25和附着的顶面32之间在电路载体2接触附着的顶面的位置的附着强度小于或者等于4.5N/cm2。为了测定该附着强度能够进行简单的拆卸测试。
[0026]另一方面为了避免放在附着的顶面32上的或者粘附在其上的电路载体2意外地移动，除此之外该附着层还能够被如此设置，使得处于电路载体2接触附着的顶面的位置上的所谓的附着强度大于0.13N/cm2。
[0027]在调整附着强度时应该考虑，其不仅与附着层31的特性有关，还与电路载体底面25的特性有关。决定性的特征一方面在于多个参与的材料，即附着层31的材料以及构成电路载体底面25的材料的结合，另一方面在于附着的顶面32和电路载体底面25的表面几何形状。那么例如通过附着层31的结构(例如多个彼此分离的层或者通过在附着层31中的多个凹槽)能够减小该附着强度，使得不是所有的电路载体底面25都与附着层31处于接触状态。例如此处的附着强度能够与在本发明的其他技术方案中一样被如此设置，使得用于将电路载体2从附着的顶面32中取下所必须的拆卸力大于电路载体2的重力的2倍，和/或小于电路载体2的70倍。
[0028]如图7中进一步所示，为了在多个电路载体2上固定半导体芯片首先能够结构化地涂抹粘结剂4。粘结剂4的涂抹能够例如借助于设置有孔81的模板8完成，其中粘结剂4借助于刮板9引入。因此电路载体4在多个孔81的范围内设置有由粘结剂4构成的层。
[0029]粘结剂4能够是例如含金属的膏，像例如焊膏或者能烧结的膏。能烧结的膏能够例如包含由银粉或者银片构成的混合物以及溶剂。同样粘结剂4能够是导电的或者电绝缘的粘合剂。图8示出了移去模板后以及在模板8的多个孔81的范围内应用粘结剂4后的准成果。
[0030]如在图9和图10中进一步所示，通过将半导体芯片I依次放置在之前涂抹的粘结剂4上，于是多个电路载体2中的每个被装配一个或者多个半导体芯片I。但是对此替代地是存在两个、多个或者所有半导体芯片I同时放置到电路载体2上的可能性。借助于常规的取放设备6实现多个半导体芯片I的放置。该取放装置6能够与前述取放装置5相同或者不同。
[0031]此后以所述方式所有的半导体芯片I被放置在不同的电路载体2上，设置有半导体芯片I的多个电路载体2能够从附着载体3取下，这根据图11和图12说明。该取下再次在使用取放设备5的情况下实现。在此能够是同样的或者其他的取放设备5，如前述其根据图3到图5所述。
[0032]可选地借助于取件工具7能够支持取下设置有粘结剂4和该或该些半导体芯片I的电路载体2。取件工具7具有一个或者多个凸起71，其能够分别从底面33的末端插入附着载体3的通孔35中并在这些通孔35中向顶面32的方向输送且被压向电路载体2，使得电路载体2能够与附着的顶面32分离并且借助于取放设备5被取下。在此分别根据电路载体2的大小和其机械稳定性，凸起71的数量、大小和分布和由此伴随着的通孔35能够被如此调整，使得避免电路载体2过于不均匀地负载以及其能够被无损坏地分离。
[0033]此处图13还示出了具有附着的顶面32的附着载体3的示例。这种附着载体3能够例如被这样制造，即在机械稳定的载体板301上贴上两面粘性的薄膜100。该薄膜100具有载体层303，该载体层303在一面上装备粘结层302，以及在相反的一面上装配后续的附着层31。薄膜100通过粘结层302被贴在载体板301上。为了防止粘贴前粘结层302被污染，其能够在其背向载体层303的一面配备第一保护膜101。相应地该粘结层后续的附着层31能够在放置该或者该些电路载体2之前在其背向载体层303的一面上配备第二保护膜102。那么附着载体3的制造被这样完成，即首先将第一保护膜101从粘结层302取下(步骤(a))且然后将薄膜100粘贴在载体层301上(步骤(b))。
[0034]在薄I旲100完全粘贴在载体层301上之后,接着如图14中所不,将弟_■保护I旲102从附着层31取下，使得附着层31处于敞开状态且提供附着的顶面32 (步骤(c))，其上如前文所述，其能够被放上一个或者多个电路载体2。取下第二保护膜102能够仅仅发生在紧接着放上该或者该些电路载体2之前，以将附着的顶面32被污染的危险控制得尽量小。
[0035]可选地能够为附着层31选择不含硅酮的材料。由此能够避免，在处理被放在附着的顶面32上的电路载体2期间发生能够从附着层31中逸出的硅酮的污染。硅酮在多个电路载体或者安装在该多个电路载体2上的多个构件的表面上的沉淀，在该表面上应当与另一种元件形成由材料决定的连接(例如通过焊接、烧结或者粘结)，会降低该由材料决定的连接的质量。
[0036]例如铝(纯的或者阳极被氧化处理的)、玻璃填充的环氧树脂或者镁合金的适用于作为载体层301的材料。然而，只要其承受在加工电路载体2时所需的工艺条件且具有对于加工来说足够的机械稳定性，且只要粘结层302能够与金属层301粘结，原则上说也能够使用任意其他的材料和连接材料。
[0037]例如玻璃环氧树脂或聚酰亚胺，但也还有任意其他的、尤其不含硅酮的材料都适用于作为载体层303的材料。
[0038]合适的薄膜100是例如不含硅酮的“协助胶带”，该“协助胶带”具有Shin-EtsuPolymer Europe B.V.的在荷兰芬洛 5928NS 的标记 “NS-250B”。
【权利要求】
1.用于制造半导体模块的方法，其具有以下步骤: 提供附着载体(3)，其具有附着的顶面(32)以及与所述附着的顶面(32)相反的底面(33)； 提供多个电路载体(2)，其中每个所述电路载体具有陶瓷载体(20)、应用在所述陶瓷载体(20)上的上导电层(21)以及电路载体底面(25)； 通过将所述多个电路载体(2)放到所述附着的顶面(32)上来形成准成果，使得相关的电路载体(2)的所述电路载体底面(25)接触所述附着的顶面(32)并且粘附在其上； 在维持所述准成果的情况下处理所述多个电路载体(2);以及 将所述多个电路载体(2)从所述附着的顶面(32)上取下。
2.根据权利要求1所述的方法，其中， 所述附着载体(3)具有若干通孔(35)，其中每个所述通孔(35)均在所述顶面(32)和所述底面(33)之间不间断地延伸；以及 借助于取件工具(7)实现将所述多个电路载体(2)中的每个从所述附着的顶面(32)上取下，所述取件工具(7)具有一个或者多个凸起(71)，其中每个所述凸起(71)从所述底面(33)被插入到处于待取下的所述电路载体(2)下的多个所述通孔(35)中并且被压向所述电路载体⑵。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其具有以下附加的步骤: 提供多个另外的电路载体(2)，其中每个所述电路载体(2)具有陶瓷载体(20)、应用在所述陶瓷载体(20)上的上导电层(21)以及电路载体底面(25);以及 通过将所述多个另外的电路载体(2)放到所述附着的顶面(32)上来形成准成果，使得相关的另外的电路载体⑵的所述电路载体底面(25)接触所述附着的顶面(32)并且粘附在其上。
4.根据权利要求3所述的方法，其具有以下附加的步骤: 在维持所述准成果的情况下处理所述多个另外的电路载体(2);以及 将所述多个另外的电路载体(2)从所述附着的顶面(32)上取下。
5.根据权利要求3或者4中任一项所述的方法，其中，在将所述多个电路载体(2)从所述附的着顶面(32)取下后并且在将所述多个另外的电路载体(2)放到所述附着的顶面(32)上之前清洁所述附着的顶面(32)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述多个电路载体(2)中的每个处所述附着载体⑶的所述附着的顶面(32)和相关的、放到所述附着载体(3)上的所述电路载体(2)的所述电路载体底面(25)之间的附着强度小于或者等于4.5N/cm2。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述多个电路载体(2)中的每个处所述附着载体⑶的所述附着的顶面(32)和相关的、放到所述附着载体(3)上的所述电路载体(2)的所述电路载体底面(25)之间的在所述电路载体(2)接触所述附着的顶面的位置处的附着强度大于0.13N/cm2。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述多个电路载体(2)中的每个处的用于将所述电路载体(2)从所述附着的顶面(32)取下所需要的拆卸力大于所述电路载体⑵的重量的2倍的和/或小于70倍。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述附着载体(3)具有基础载体(30)，聚合的附着层(31)被应用到所述基础载体上，所述聚合的附着层的背向所述基础载体(30)的面形成所述附着载体(3)的所述附着的顶面(32)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，处理所述多个电路载体(2)包括将连接层(4)涂抹到所述多个电路载体(2)中的每个的所述上导电层(21)上，其中，粘结剂是金属膏、含有金属的膏或者粘合剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，处理所述多个电路载体(2)包括将一个或者多个半导体芯片(I)放到被涂抹到每个所述电路载体(2)的所述上导电层(21)上的所述粘结剂⑷上。
【文档编号】H01L21/673GK104241145SQ201410255214
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2013年6月11日
【发明者】M·施密特 申请人:英飞凌科技股份有限公司