使用具有基体和转接元件的载体容纳装置容纳待贴装的载体制造方法及图纸

本发明专利技术描述一种用于容纳待贴装无壳芯片（282）的载体（190）的载体容纳装置（130）。该载体容纳装置（130）包括：（a）基体（140）；（b）构造在基体（140）中的气动系统（444）；（c）转接元件（150），其具有第一侧（451）以及与第一侧（451）相对的第二侧（452），其中，第一侧（451）以能脱离的方式附接至基体（140）的表面（142），并且第二侧（452）构造成使得待贴装的载体（190）能贴附至转接元件（150）；（d）气动连接结构（454），其构造在转接元件（150）中并从第一侧（451）贯穿转接元件（150）延伸到第二侧（452）。气动系统（444）和气动连接结构（454）构造成使得负压能施加于载体（190）的表面。

A carrier holding device with a substrate and a transfer element is used to hold the carrier to be pasted

【技术实现步骤摘要】
使用具有基体和转接元件的载体容纳装置容纳待贴装的载体
本专利技术总体上涉及电子元件制造的
本专利技术特别是涉及一种用于容纳待贴装无壳芯片的载体的载体容纳装置。本专利技术还涉及具有这种载体容纳装置的系统和贴装机以及一种将无壳芯片贴装到载体的方法，特别是在电子元件制造中，这些电子元件均具有至少一个封装在封壳中的芯片以及适用的电连接触点，借助这些电连接触点可以电接触封装的芯片。
技术介绍
在封装电子元件的制造过程中，应将无壳的（半导体）芯片、即所谓的“裸芯片”贴装到载体上。在所谓的“嵌入式晶片级封装”（eWLP）工艺的背景下，每个封装（Package）的一个或多个芯片以有源侧朝下的方式放置到位于载体的粘附膜上。随后将放置的多个芯片灌封大量塑料，这后来代表封壳。然后将整个灌封产品在高压下烘烤，随后从载体或粘附膜剥离。在随后的工艺步骤中，再接触芯片，必要时进行电连接，并镀覆用作电连接触点的焊球。最后，将整个进一步处理后的灌封产品锯开或以其他方式分割成单个器件。简而言之，eWLP是一种用于集成电路的封壳构型，其中在由芯片和灌封料人造的晶片上产生电连接触点。这样就要执行在人造晶片上构成封壳的所有必要的处理步骤。这与使用所谓的“引线键合”的典型封壳技术相比，允许以极低的制造成本制造电热性能绝佳的极小型扁平封壳。利用这种技术，可以将元件制为例如球栅阵列（BGA）。在微电子学中，公知的另一种集成手段是制造所谓的系统级封装（SiP）模块。在SIP工艺中，由多个（半导体）芯片制造无源器件和有源器件以及其他组件，然后借助贴装工艺将这些芯片放置在载体上，其中载体可以例如是印刷电路板环氧材料、粘附膜或金属箔。然后，借助公知的构建与连接技术将放置的芯片合并在封壳中，常称为IC封装。各个芯片之间所需的电连接可以例如通过键合引线来实现，其中也可能利用其他连接原理，例如芯片侧边上的导电薄层或层间连接。在eWLP工艺背景下或SIP模块生产中，通常使用与公知表面贴装技术相比的（改进型）贴装机来处理尚无封壳的芯片。这种贴装机具有贴装头，使用该贴装头将芯片放置在相应载体上的预定贴装位置。这里对贴装的定位精度要求极高。目前，eWLP工艺和SIP模块生产都要求15μm/3σ或更高的定位精度或贴装精度，其中，σ（sigma）是贴装位置的标准偏差。由于电子元件日益小型化，预计未来将对贴装精度提出更高的要求。这种高度精确的贴装既需要参与贴装的组件具高温稳定性，又需要载体容纳装置具低热膨胀性，借助真空或负压将待贴装的载体固定在该载体容纳装置上。因此，例如参阅DE102015101759B3，载体容纳装置（i）借助调温装置而保持在最恒定的温度下并且（ii）由约64%的铁和36%的镍组成且热膨胀系数极低的殷钢合金制成。此外，例如参阅DE102015101759B3以及DE102015112518B3，在载体容纳装置上附有标记。根据测量标记，可以确定因热膨胀引起的龙门系统畸变，贴装机的贴装头随其发生运动。在确切获知龙门畸变的情况下，通过对龙门的电动机进行适当的补偿控制，可以至少大致消除这种畸变。此外，可以修改所谓的贴装机映射数据，以使贴装位置匹配于载体的热膨胀度。因此，特别是需要将贴装精度进一步提高到10μm/3σ以上，载体使用与载体容纳装置相同的材料（具有相同的热膨胀系数）。但使用殷钢因这种材料成本很高而十分昂贵。尽管为载体容纳装置和载体采用不同的材料来解决上述成本问题，但这就无法实现期望的10μm/3σ以上的贴装精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是以装备简单又具成本效益的方式提高将无壳芯片贴装到载体时的精度。本专利技术用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求的主题。本专利技术的有利实施方式参阅从属权利要求。根据本专利技术的第一方面，描述一种用于容纳待贴装无壳芯片的载体的载体容纳装置。所述载体容纳装置包括：（a）基体；（b）构造在基体中的气动系统；（c）转接元件，其具有第一侧以及与该第一侧相对的第二侧，其中，第一侧以能脱离的方式附接至基体的表面，并且第二侧构造成使得待贴装的载体能（平坦地）贴附至转接元件；（d）气动连接结构，其构造在转接元件中并且从第一侧贯穿转接元件延伸到第二侧，其中，气动系统和气动连接结构构造成能对载体的（下）表面施加负压。所述载体容纳装置是基于以下认识：相对于常规的（单件式或单体式）载体容纳装置（不具有转接板），所述载体容纳装置在“适用于”不同类型载体方面的功能性和/或灵活性可以通过具有基体和转接元件的载体容纳装置的（至少）两件式或两分式实施方案来简便而高效地扩展。即，可以针对不同类型的载体提供不同的转接元件，其中，全部转接元件的第一侧均构造成相同并与基体的表面兼容。转接元件的第二侧则可以构造成与多种不同类型的载体中的至少一个载体兼容，使其能够可靠地容纳一种类型的载体。简而言之，通过可置换的转接元件，也可以使用与基体不同的材料并进而具有不同的热膨胀系数的载体。为了获得高贴装精度，仅需转接元件和载体由热膨胀系数至少大致相同的材料组成或具有这样的材料。这样就能使用比基体的材料更具成本效益的材料来制造载体。特别是可以使用热膨胀系数更高的载体材料。例如，针对（视工艺）需要十分特殊的载体材料的某些元件制造过程，可能要求载体材料与基体材料相比（显著）不同并具有特别是更高的热膨胀系数。与常规的载体容纳装置相比，通过所述的可更换转接元件，可以扩展所述载体容纳装置在加工或制造不同的（封壳）元件（它们采用不同的制造工艺制成）方面的灵活性。优选地，转接元件的材料使用一种材料，该材料具有与载体的材料至少大致相同的热膨胀系数。特别优选的是，转接元件和载体使用相同的材料。在本专利技术中，术语“载体”原则上是指任何能够贴装的介质，该介质能够（以其底侧）放置在转接元件上。根据相应的应用情况，载体可以是（单件式）衬底，例如也是印刷电路板，芯片放置于其上。载体也可以是多件式载体。例如，载体可以具有机械上相对较硬的框架结构，这种框架结构横跨（粘性）载体膜，能够以公知方式将芯片放置在该载体膜上，以便进行进一步处理。这种进一步处理尤其可以包括制造所谓的人造晶片，这种人造晶片能够以公知方式用于制造封壳的电子元件。在本专利技术中，术语“基体”是指任何这样的空间实体结构：（i）其可以放置在贴装机中，和/或其可以表示贴装机的一部分；并且（ii）其具有这样的（空间）配置表面，即转接元件能够以能脱离的方式贴附至该表面。在本专利技术中，术语“转接元件”是指任何这样的空间实体结构：（i）其第一侧可以（平坦地）贴附至基体的（上）表面；并且（ii）待贴装的载体可以（平坦地）贴附至其第二侧。转接元件可以采用多件式或优选单件式构造。术语“气动系统”是指附接或构造在基体中或基体上的任何通道系统。气动系统可以在输入侧具有气动接口，该气动接口能对接有真空发生单元或抽吸泵。气动系统在输出侧具有适用的出口，使得气动系统中产生的真空也能“转移”到气动连接结构。术语“气动连接结构”同样是指任何这样的通道系统：其将在从气动系统的输入侧接收的真空传递到贴附至转接元件的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于容纳待贴装无壳芯片（282）的载体（190）的载体容纳装置（130），所述载体容纳装置（130）包括：/n基体（140）；/n构造在所述基体（140）中的气动系统（444）；/n转接元件（150），其具有第一侧（451）以及与所述第一侧（451）相对的第二侧（452），其中，/n所述第一侧（451）以能脱离的方式附接至所述基体（140）的表面（142），并且/n所述第二侧（452）构造成使得待贴装的载体（190）能贴附至所述转接元件（150）；/n气动连接结构（454），其构造在所述转接元件（150）中并从所述第一侧（451）贯穿所述转接元件（150）延伸到所述第二侧（452），其中，/n所述气动系统（444）和所述气动连接结构（454）构造成使得负压能施加于所述载体（190）的表面。/n

【技术特征摘要】
20181126 DE 102018129805.61.一种用于容纳待贴装无壳芯片（282）的载体（190）的载体容纳装置（130），所述载体容纳装置（130）包括：
基体（140）；
构造在所述基体（140）中的气动系统（444）；
转接元件（150），其具有第一侧（451）以及与所述第一侧（451）相对的第二侧（452），其中，
所述第一侧（451）以能脱离的方式附接至所述基体（140）的表面（142），并且
所述第二侧（452）构造成使得待贴装的载体（190）能贴附至所述转接元件（150）；
气动连接结构（454），其构造在所述转接元件（150）中并从所述第一侧（451）贯穿所述转接元件（150）延伸到所述第二侧（452），其中，
所述气动系统（444）和所述气动连接结构（454）构造成使得负压能施加于所述载体（190）的表面。


2.根据权利要求1所述的载体容纳装置（130），
其中，所述基体（140）包括具有第一热膨胀系数的第一材料，并且所述转接元件（150）包括具有第二热膨胀系数的第二材料，
其中，所述第二热膨胀系数大于所述第一热膨胀系数。


3.根据权利要求2所述的载体容纳装置（130），
其中，所述第一材料是殷钢，特别是超殷钢。


4.根据前述权利要求中任一项所述的载体容纳装置（130），
其中，所述转接元件是板（150），其中构造有所述气动连接结构（454）。


5.根据前述权利要求中任一项所述的载体容纳装置（130），
其中，所述基体（140）的表面（142）具有矩形形状，并且/或者
其中，所述转接元件（150）的至少第二侧（452）具有圆形形状。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的载体容纳装置（130），进一步包括：
多个紧固元件（456），特别是螺丝（456），用于使得所述转接元件（150）以能脱离的方式紧固至所述基体（140）。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的载体容纳装置（530），进一步包括：
布置或构造在所述基体（140）与所述转接元件（150）之间的三个支承元件（557），
其中，特别是所述支承元件（557）均实现为支座式支承元件。


8.根据权利要求7所述的载体容纳装置（530），
其中，所述三个支承元件（557）构造成使得所述转接元件（150）静定地贴附至所述基体（140）。


9.根据前述权利要求中任一项所述的载体容纳装置（13...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼克尔·亚历山大，
申请(专利权)人：先进装配系统有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE