信息聚合物的薄膜嵌入成型制造技术

一种在用于制造在半导体制造工业中使用的晶片容器（１０）和其它塑料部件、尤其是用于半导体加工净室环境的部件的模制工艺中使用聚合物薄膜件（３４）来粘贴标记（３６）的系统和方法。该系统和方法可实现在所述部件上粘贴多色的标记和唯一的可电子式读取的标记，同时还提供了保护包封性屏障，以抑制源于所述标记的加工污染并保护标记不受物理性损伤。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
信息聚合物的薄膜嵌入成型本申请要求享有于2001年11月27日提交的题为“用于将条码粘合到晶片载体上的聚合物的薄膜嵌入成型”的美国临时申请No.60/333687以及于2001年11月27日提交的题为“信息聚合物的薄膜嵌入成型”的美国临时申请No.60/333681的优先权，这两项申请通过引用完全地结合于本文中。专利
本专利技术大体上涉及薄膜嵌入成型，更具体地涉及在塑料半导体材料的搬运部件的模制期间嵌入成型较薄的聚合物薄膜，以便在所述部件上标示出标记，这些标记包括可电子式读取的标记。专利技术背景薄膜嵌入成型用于制造工艺中，以增加各种消费品的美学上的吸引力。具体地说，可在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，并将其嵌入成型在产品的塑料部分上，以得到所需的视觉效果。另外，有时采用薄膜嵌入成型来将功能标记如条码永久性地固定在产品上。通常来说，如同在注塑模制工艺中一样，在注射熔融的聚合物材料之前将嵌入薄膜放入到模具型腔中。随着熔融材料在模具中固化，在透明薄膜和模制件之间形成了永久性粘合。利用该工艺就可将所需的装饰性或功能性标记有选择地永久性地置于模制件上，从而实现了较低的成本。而且，可将所需的标记置于复杂的轮廓周围和产品上的难以触及的位置。另一优点是制造工艺得到了简化，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。使用薄膜嵌入成型来施加功能性标记受到了一些限制。通常来说，所需的标记被丝网印刷在嵌入薄膜上。虽然这对于在所有产品上施加相同图形的工艺流程来说是令人满意的，然而丝网印刷不易适用于在各个单独器件上施加唯一图形的应用，这些唯一图形例如为连续的、唯一的条码式序列号或其它类似的信息。出于多种原因，丝网印刷这种信息的替代方法已被证明是难于实现的。结果，这种信息通常采用粘贴标签而不是薄膜嵌入成型来附着在消费品上。在半导体器件制造工业中，必须存储和运送大量的昂贵材料尤其是硅晶片以供使用。已经开发出了专用的容器以保护硅晶片在存储和搬运期间不受污染以及物理性损伤和电气损伤。在美国专利No.6428729、No.6039186、No.5485094和No.5944194中介绍了这种专用容器的一些例子，这些专利均通过引用完全地结合于本文中。在工艺的各个阶段中采用其它搬运装置如芯片盘来搬运半导体元件。这些装置也通常具有专门设计的特征，以降低对元件的污染和损伤。能够自动地跟踪容器、装置和其中的材料以在半导体加工工艺中得到最高的效率和成本效益的手段是有利的。自动地跟踪半导体搬运部件及内容物的一种方法是在该部件上贴上可电子式读取的标记，该标记可在多个加工位置中被读取。采用这种方法并结合计算机和自动化搬运装置，部件就可被精确地跟踪且被自动地传送到加工位置。在美国专利No.4833306中介绍了用于晶片容器的这种系统的一个例子，其通过引用完全地结合于本文中。在半导体搬运装置和部件上标示出多个其它的标记也是有利的。这种标记可包括信息，例如表示了部件原产地的徽标或名称、专利标记、指示和警告。由于现代半导体器件的制造需要有非常小的比例和很高的精度，因此在用于加工的所有装置、容器和其它部件中要求有非常高程度-->的纯度和不受污染的可能性。半导体器件加工通常在一般称为“净室”的环境下进行，这种净室在技术和经济上可行的程度上被保护起来以防止化学和颗粒的污染。例如，在光刻工艺期间在衬底或分划板上的小的尘粒或化学污染物的薄膜会导致半导体元件存在缺陷且完全无法使用。因此，用于晶片容器和其它搬运部件的材料必须尽可能地没有溶剂或其它这类化学物，这类化学物会产生“脱气”，并因而产生会沉积在关键表面上的污染物。而且，材料必须耐磨，以便不会形成会对工艺造成污染的颗粒物质。已经发现有多种聚合物材料尤其适用于半导体加工的搬运设备和部件，例如晶片容器和芯片盘。这些聚合物材料例如包括聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)，聚砜(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、全氟烷氧基树脂(PFA)和氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)。通常来说，这些材料比较耐磨，并且不会通过脱气而发出大量的化学污染。所需的高纯度和所用材料的特性在将标记固定在晶片容器和其它用于半导体加工环境中的部件上的方面存在着问题。例如，由于用于粘结贴签或标签的粘合剂中的溶剂会对工艺造成化学污染，因此通常不希望使用表面粘附式的带有贴签或标签的标记。而且，用于印刷标记的油墨也会给半导体加工工艺带来化学污染。另外，用于部件的材料通常很难用粘合剂来粘结。通常来说，已经可以通过在模具中形成负像特征来在晶片容器和其它部件上标示出标记如徽标、专利标记等，这样便在部件本身中形成了正像的、突起的或浮雕式的特征。然而，这种方法的成本较高，不适于粘贴经常变化的信息或唯一的信息如条码式产品序列号。另外，这种特征只具有一种颜色。对于连续的信息如条码而言，一些现有的系统使用了带有条码的贴签，其之后被“埋入”到透明的晶片容器外壳的一部分中。将贴签埋入到容器外壳中或部件的一部分中避免了来自贴签的化学污染-->或颗粒污染，然而这很难实现并且成本非常高。另外，基材缺乏透明性会妨碍标记的电子式读取。所需要的是这样一种方法和系统，其能够将包括条码或其它可电子式读取的标记在内的标记有效地粘附在用于半导体加工的净室环境中的晶片容器或其它半导体搬运部件上。专利技术概要本专利技术大体上涉及用于在制造供半导体制造工业使用的晶片容器和其它塑料部件、尤其是用于半导体加工净室环境中的那些部件的模制工艺中使用聚合物薄膜件来粘结标记的系统和方法。该系统和方法可将多色的标记和唯一的可电子式读取的标记粘合到部件上，同时还提供了保护包封性(containment)屏障，以防止源于标记的加工污染并保护标记不会受到物理性损伤。将预定大小和形状的薄膜件选择性地置于模具型腔中，以便与待模制部件的所需目标表面对齐。薄膜件可以是具有印刷在其表面上的标记的单层，或者是具有被封装到层与层之间的标记的多层式部件。在模制工艺期间，将薄膜表面粘合到部件的表面上，使得薄膜永久性地粘附在所完成的模制件上。在薄膜件为单层的实施例中，印有标记的表面为内表面，因此标记被封装在部件和薄膜件之间，这样薄膜件便形成了标记的保护包封性屏障。在多层的实施例中，标记被封装在内层和外层之间。外层形成了标记的保护包封性屏障，而内层可在模制工艺期间保护标记不受损坏，还用作粘结层，用于提高薄膜件和部件之间的粘合强度。因此，本专利技术可包括其上标有标记的晶片容器。容器可包括封盖部分和模制在封盖部分上的薄膜部分，封盖部分由聚合物材料制成，并且能够保持至少一个晶片。薄膜部分标有标记，并适于形成标记的保护包封性屏障。本专利技术还可包括用于制造其上标有标记的晶片容器的方法，其-->中晶片容器包括有封盖部分。该方法包括步骤：由聚合物薄膜材料形成薄膜件，在薄膜件上标示标记，将薄膜件定位在模具的成型面上，在模具成型面和薄膜件上模制聚合物材料以形成封盖部分。因此，薄膜件永久性地粘合在封盖部分上，薄膜件形成了标记的保护包封性屏障。本专利技术还可包括用于模制在净室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有标示在其上的标记的晶片容器，包括：由聚合物材料制成并适于固定至少一个晶片的封盖部分；和模制在所述封盖部分上的薄膜部分，所述薄膜部分被标有所述标记，所述薄膜部分可形成所述标记的保护包封性屏障。

【技术特征摘要】
US 2001-11-27 60/333,681;US 2001-11-27 60/333,6871.一种具有标示在其上的标记的晶片容器，包括：由聚合物材料制成并适于固定至少一个晶片的封盖部分；和模制在所述封盖部分上的薄膜部分，所述薄膜部分被标有所述标记，所述薄膜部分可形成所述标记的保护包封性屏障。2.根据权利要求1所述的晶片容器，其特征在于，所述薄膜部分为透明的聚合物材料，并具有直接粘合到所述封盖部分上的内表面，所述标记被标在所述内表面上，使得所述标记被封装在所述薄膜部分和所述封盖部分之间。3.根据权利要求2所述的晶片容器，其特征在于，所述内表面和所述标记涂覆有一层耐高温和抗剪切的油墨。4.根据权利要求1所述的晶片容器，其特征在于，所述标记通过耐高温和抗剪切的油墨来标示。5.根据权利要求1所述的晶片容器，其特征在于，所述薄膜部分包括至少两层，第一层具有标示在其表面上的标记，第二层由聚合物薄膜材料制成，所述第二层的表面粘合到所述第一层的标有所述标记的表面上，使得所述标记被封装在这两个层之间。6.根据权利要求5所述的晶片容器，其特征在于，所述两个层中的一层为内粘结层，用于提高所述薄膜部分和封盖部分之间的粘合强度，其中所述两个层中的另一层为外层，所述粘结层设于所述封盖部分和外层之间。7.根据权利要求1所述的晶片容器，其特征在于，所述薄膜部分基本上由选自聚酯、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。8.根据权利要求1所述的晶片容器，其特征在于，所述薄膜部分基本上由聚醚醚酮构造而成。9.根据权利要求1所述的晶片容器，其特征在于，所述标记是可电子式读取的标记。10.根据权利要求9所述的晶片容器，其特征在于，所述可电子式读取的标记包括至少一个条码。11.一种用于制造其上标有标记的晶片容器的方法，所述晶片容器包括封盖部分，所述方法包括步骤：由聚合物薄膜材料形成薄膜件；在所述薄膜件上标示标记；将所述薄膜件定位在模具的成型面上；和在所述模具的成型面和薄膜件上模制聚合物材料以形成所述封盖部分，使得所述薄膜件永久性地粘合到所述封盖部分上。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述薄膜件是透明的，所述标记标在所述薄膜件的表面上，所述定位薄膜件的步骤包括放置所述薄膜件以使所述标有标记的表面背离所述成型面，并且使得在形成所述封盖部分时，所述标记被封装在所述薄膜件和封盖部分之间。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述薄膜件包括两个单独的层，所述方法包括步骤：在其中一个层的表面标示所述标记，并将另外一个层粘合到上述层的标有所述标记的表面上，使得所述标记被封装在所述两个单独的层之间。14.一种用于模制在净室环境中使用的半导体搬运部件的至少一部分并在所述部件的部分上标示标记的系统，所述系统包括：足以形成所述部件部分的一定量的可模塑聚合物材料；聚合物薄膜件，其具有标有标记的内表面，所述薄膜件还具有外表面；和具有一对相对的成型面的模制单元，所述成型面可被操作式地定位而形成了一个用于成型所述部件部分的模具型腔，其中一个所述成型面具有可以接受所述聚合物薄膜件的区域，并且所述聚合物薄膜件的基本上整个外表面与所述区域相接触，所述模制单元还包括用于将熔融状态下的所述一定量的可模塑聚合物材料注射到所述模具型腔中的装置，因此，当所述可模塑聚合物材料固化时，所述聚合物薄膜件永久性地粘合到所形成的部件部分的表面上，并且所述薄膜件形成了所述标记的保护包封性屏障。15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述薄膜件由透明的聚合物材料形成并具有内表面，所述标记被标在所述内表面上，使得所述标记被封装在所述薄膜部分和封盖部分之间。16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述薄膜件包括至少两层，第一层具有标在其表面上的标记，第二层由聚合物薄膜材料制成，所述第二层的表面粘合到标有所述标记的第一层的表面上，使得所述标记被封装在这两个层之间。17.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：SM巴特，SD埃贡，
申请(专利权)人：诚实公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]