專利名稱：半導(dǎo)體元件的支撐板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明在第一方案中涉及一種支撐板，用于在所述支撐板的頂面上支撐至少一個元件、尤其是晶片。在進(jìn)一步的方案中，本發(fā)明涉及所述支撐板的制備方法。在更進(jìn)一步的方案中，本發(fā)明涉及包括所述支撐板的封裝單元。在更進(jìn)一步的方案中，本發(fā)明涉及所述支撐板的使用、所述封裝單元的使用和無腐蝕、無污染材料的使用。
背景技術(shù)：
在IC封裝和半導(dǎo)體工業(yè)中，通常將元件封裝在塑料材料中和/或者由塑料材料支撐。當(dāng)使用塑料用于封裝和/或支撐元件時，出現(xiàn)的問題是塑料包含增塑劑，或者包含可以從塑料擴(kuò)散到元件上從而導(dǎo)致元件污染的其它輔助成份。在某些情況下，這些增塑劑或者其它輔助成份的擴(kuò)散甚至使元件粘接到塑料材料上。
在IC和半導(dǎo)體元件的情況下，上述問題尤其相關(guān)，因?yàn)楸苊膺@些元件的污染至關(guān)重要。結(jié)果，元件在塑料材料上或者其中儲存之后必須清洗，即使確保了抵抗環(huán)境的適當(dāng)保護(hù)。不用說這是極不希望的。
當(dāng)使用小IC和半導(dǎo)體元件時，經(jīng)常出現(xiàn)其它問題，尤其是元件具有薄片狀設(shè)計時，例如在晶片的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)的問題是當(dāng)將這些元件施加到基本上平滑和平坦的支撐體(例如用于光譜分析的滑塊)上時，很可能在支撐體和被支撐的元件之間形成“氣墊”。因此，元件趨于在支撐體上浮置，在某些情況下甚至離開支撐體。因此，難以獲得元件在支撐體上精確和明確的定位。
然而，如果最終實(shí)現(xiàn)了元件在支撐體上適當(dāng)?shù)亩ㄎ唬敲催@些元件會趨于粘接(例如在范德瓦爾斯力的影響下)到支撐體上。勿需說這種粘接是極不希望的，因?yàn)檫@樣產(chǎn)生了無效的工作方式，因此損失了很多時間。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)提出在支撐體中設(shè)置吸孔以使IC和其它半導(dǎo)體元件被吸到支撐體上。在這方面，請參考下面兩個專利申請。
EP-A-1,091,400描述了一種晶片探測器，包括陶瓷基板和形成在其表面上的導(dǎo)體層。在該晶片探測器的陶瓷基板的表面上可以形成溝道，這些溝道具有空氣吸孔。
日本申請60-095148(公開號61-252624)的摘要描述了用于測試半導(dǎo)體IC芯片的芯片支撐臺。當(dāng)通過吸孔利用真空吸附芯片時，這些芯片被牢固地保持在工作臺上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免上述或者其它問題中的一個或者多個問題。
本發(fā)明的另一個目的是避免使用吸孔和必須進(jìn)行安裝、保持、維修、供電等的相關(guān)真空吸附設(shè)備。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種支撐板，用于支撐至少一個元件、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件、特別是晶片，在該支撐板上可以精確并且明確地定位元件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種根據(jù)本發(fā)明的支撐板的制備方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種包括所述支撐板的封裝單元。
此外，本發(fā)明的目的是提供所述支撐板的使用、所述封裝單元的使用和無腐蝕、無污染材料的使用，其用于支撐和保存元件、尤其是IC和其它半導(dǎo)體元件、特別是晶片。
通過根據(jù)本發(fā)明的支撐板實(shí)現(xiàn)上述一個或者多個目的，所述支撐板用于在其頂面上支撐至少一個元件、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件、特別是晶片，其特征在于至少部分地使支撐板頂面粗糙化。
根據(jù)本發(fā)明的支撐板以令人驚奇地簡單和具有成本效益的方式提供了元件在支撐板上無污染、精確和明確的定位。
通常，該支撐板可以是任何基本上平坦的板，例如用于光譜分析的操作面、滑塊等。
可以使支撐板的整個頂表面粗糙化。取而代之，可以僅使某些區(qū)域粗糙化。
被支撐的元件可以是任何元件，優(yōu)選這些元件是IC或者其它半導(dǎo)體元件。更優(yōu)選，這些元件是小的、基本上平板狀的元件，例如晶片。
有利的是，支撐板的至少部分粗糙化的頂表面具有在0.10-3.0μm范圍、優(yōu)選在0.20-2.0μm范圍、甚至更優(yōu)選在0.25-1.0μm范圍、最優(yōu)選在大約0.3μm的粗糙度Ra。已經(jīng)表現(xiàn)出這些粗糙度允許元件在支撐板上精確并且明確地定位。
甚至更優(yōu)選，粗糙化支撐板的頂表面包括溝槽或者溝槽圖形，至少一個溝槽優(yōu)選防止在頂表面和至少一個元件之間形成“氣墊”，或者至少使所述“氣墊”的形成最小化。因此，防止了元件浮在支撐體上，甚至離開該支撐體。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解怎樣設(shè)計溝槽或者溝槽圖形以實(shí)現(xiàn)需要的效果。通常，可以使用任何溝槽或者溝槽圖形，只要防止或至少最小化了在支撐板頂表面和由支撐板支撐的元件之間形成“氣墊”即可。
已經(jīng)表現(xiàn)出，如果該至少一個溝槽具有大約0.20mm的深度，則可以得到非常有效的定位結(jié)果。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，支撐板的粗糙化頂表面包括至少一個凹槽，用于至少部分接納待支撐的元件。由此進(jìn)一步改進(jìn)了元件的定位。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，該凹槽可以具有任何適當(dāng)?shù)男问剑员憬蛹{和容納待支撐的元件。如果需要，可以提供兩個或者更多個凹槽，以接收超過一個的元件。
盡管支撐板可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，但是該支撐板由無腐蝕、無污染的材料制成。由此防止了元件被污染，如使用塑料來封裝或者支撐元件的情況那樣。
根據(jù)本發(fā)明，“無腐蝕、無污染的材料為意味著不會使待支撐或者待封裝的元件退化的任意材料。
更優(yōu)選，該支撐板由選自包括玻璃、花崗巖和陶瓷(包含技術(shù)陶瓷)及其組合的材料中的材料制成，更優(yōu)選該材料是玻璃，最優(yōu)選是透明玻璃?？梢允褂盟蓄愋偷牟Ａ?例如堿石灰玻璃、硼硅酸鹽玻璃[Pyrex]等)、花崗巖和陶瓷。
在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，本發(fā)明涉及使用根據(jù)本發(fā)明的支撐板作為光譜分析滑塊。當(dāng)滑塊的頂面如上所述被粗糙化時，可以容易地和精確地在頂面上定位元件，而元件不會趨于從滑塊浮離。在滑塊上的元件已經(jīng)進(jìn)行了光譜分析例如X射線分析之后，如果需要，使用一對鑷子等，可以從滑塊上容易地取下元件，而元件不會趨于粘在滑塊上。通?；瑝K由透明材料例如玻璃制成。
在該技術(shù)方案中，優(yōu)選滑塊的頂面具有這樣的粗糙度，使得光譜分析過程中不會產(chǎn)生由滑塊頂面的粗糙度引起的干涉。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解如何選擇滑塊頂面的粗糙度以防止這種干涉。
在進(jìn)一步的方案中，本發(fā)明涉及用于制備支撐板的方法，該支撐板用于在其頂面上支撐至少一個元件、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件、更具體地說是晶片，其特征在于下列步驟-形成支撐板；和-利用噴粉(powder blasting)至少部分地使所形成的支撐板的頂面粗糙化，使得支撐板的至少部分被粗糙化的頂面具有在0.10-3.0μm范圍、優(yōu)選在0.20-2.0μm范圍、更優(yōu)選在0.25-1.0μm范圍、最優(yōu)選在大約0.3μm的粗糙度Ra。
令人驚奇的是，使用噴粉使支撐體頂面粗糙化產(chǎn)生了根據(jù)本發(fā)明的支撐體的高精度機(jī)械刻蝕。此外，噴粉是非常通用的技術(shù)。如果需要，可以使用掩模得到支撐板頂面上的粗糙化和非粗糙化區(qū)域的特定圖形。
由于噴粉方法是公知的，因此不需要進(jìn)一步詳細(xì)說明。在該方案中，例如請參考Slikkerveer，P.J.等人的“High quality mechanicaletching of brittle material by powder b1asting”，EurosensorsXIII，The 13th European Conference on solid-state transducers，September 12-15，1999，The Hague，The Netherlands，pp.655-662。
在進(jìn)一步的方案中，本發(fā)明涉及封裝單元，用于封裝至少一個元件、尤其是IC元件或者其它半導(dǎo)體元件、更具體地說是晶片，所述封裝單元包括根據(jù)本發(fā)明的支撐板。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)容易理解，封裝單元可以具有任何適當(dāng)?shù)男问?、形狀或者設(shè)計。例如，封裝單元可以是佩氏培養(yǎng)皿(Petri dish)，其中下盤是支撐板，上盤密封了至少部分粗糙化的下盤。
根據(jù)優(yōu)選的可選擇實(shí)施例，封裝單元進(jìn)一步包括蓋板，該蓋板具有面對支撐板頂面的底面，蓋板的底面至少部分地被粗糙化且可松開地連接到支撐板的頂面。
根據(jù)進(jìn)一步可選擇的實(shí)施例，支撐板的頂面和蓋板的底面每個都包括至少一個凹槽，設(shè)計這些凹槽以至少部分接納待封裝的元件。
此外，本發(fā)明涉及封裝單元的使用，其用于存儲元件、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件、更具體地說是晶片。
最后，本發(fā)明涉及無腐蝕、無污染材料在IC或者其它半導(dǎo)體元件、具體地說是晶片的封裝中的使用，該材料優(yōu)選選自包括玻璃、花崗巖和陶瓷及其組合中，更優(yōu)選為玻璃，最優(yōu)選為透明玻璃。已經(jīng)表現(xiàn)出，上述材料尤其是玻璃的使用避免了待存儲元件的污染問題。
通過參考下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將是顯而易見的，并且得到了闡明。


下面通過附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。這里示出圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的支撐板的頂視圖；圖2是滑塊形式的根據(jù)本發(fā)明的支撐板的放大頂視示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明包括圖1所示支撐板的封裝單元的第一實(shí)施例的頂視示意圖；圖4是根據(jù)圖3的封裝單元的截面示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的封裝單元的第二實(shí)施例的頂視示意圖。
具體實(shí)施例方式
相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)部件。
圖1示出了由玻璃制成的盤形支撐板1的頂視示意圖。在支撐板1的頂面上，形成了粗糙化區(qū)域2的圖形。該區(qū)域2具有大約0.3μm的粗糙度Ra。此外，使區(qū)域2相對于支撐板1的頂面凹進(jìn)，該凹槽具有0.5mm的深度。在一些區(qū)域2的粗糙化表面上，設(shè)置了元件3。
通過使用掩模對支撐板1的頂面進(jìn)行噴粉得到了粗糙化區(qū)域2。
圖2示出了由透明玻璃制成的滑塊21的放大頂視示意圖?；瑝K21的頂面包括從滑塊21的頂面伸出的多個柱22。柱22的頂側(cè)已經(jīng)粗糙化，以得到大約0.3μm的粗糙度Ra。
在滑塊21的頂面上，存在用于分隔柱22的溝槽23的圖形。溝槽23起到防止在滑塊21的柱22的頂面和待放置在滑塊21上的一個元件(未示出)之間形成“氣墊”的作用，或者至少使所述“氣墊”的形成最小化。此外，滑塊21包括通孔24，可以由光譜分析儀(未示出)的銷釘穿過通孔24，以牢固固定滑塊21。
元件可以容易地定位在滑塊21上，而沒有浮動離開滑塊21的危險。而且，之后可以從滑塊21除去元件，而元件不會趨于粘接在滑塊21上。
圖3示出了封裝單元4的第一實(shí)施例的頂視示意圖。封裝單元4包括如圖1所示的支撐板1、放置在粗糙化區(qū)域2上的元件3、另外的透明盤5(圖4的)和連接件6，例如夾具或者夾子，以便可松開地將支撐板1連接到另外的盤5。
從圖4可以清楚地看出，盤5放置在支撐板1上。
最后，圖5示出了封裝單元4的第二實(shí)施例的頂視示意圖，其中為了說明目的，支撐板1和蓋板5彼此挨著設(shè)置。在這種情況下，支撐板1和蓋板5呈矩形。
在圖5的實(shí)施例中，蓋板5具有粗糙化的伸出區(qū)7(Ra～0.3)，該伸出區(qū)7與凹進(jìn)區(qū)2互補(bǔ)。代替的是，伸出區(qū)7可以是凹進(jìn)的，使得凹槽2和7形成空腔，以至少部分接納待封裝的元件3。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不離開附加權(quán)利要求范圍的情況下，可以進(jìn)行許多修改。例如，封裝單元可以采用佩氏培養(yǎng)皿的形式，包括下盤和上盤，其中下盤在其頂面上可以包含粗糙化區(qū)域。此外，可以將佩氏培養(yǎng)皿的下盤用作滑塊。
權(quán)利要求
1.一種支撐板，用于在所述支撐板的頂面上支撐至少一個元件，尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件，特別是晶片，其特征在于使該頂面至少部分地被粗糙化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板，其中支撐板的至少部分粗糙化的頂表面具有在0.10-3.0μm范圍、優(yōu)選在0.20-2.0μm范圍、更優(yōu)選在0.25-1.0μm范圍、最優(yōu)選在大約0.3μm的粗糙度Ra。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板，其中該頂表面包括溝槽或者溝槽圖形，至少一個溝槽優(yōu)選防止在該頂表面和該至少一個元件之間形成“氣墊”，或者至少使所述“氣墊”的形成最小化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的支撐板，其中該至少一個溝槽具有大約0.20mm的深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板，其中該頂表面包括至少一個凹槽，用于至少部分地接納該至少一個元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板，其中該支撐板由無腐蝕、無污染的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板，其中該支撐板由選自包括玻璃、花崗巖和陶瓷及其組合的材料組中的材料制成，更優(yōu)選是玻璃，最優(yōu)選是透明玻璃。
8.使用根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板作為光譜分析的滑塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的使用，其中該滑塊的頂面具有這樣的粗糙度，其使得在光譜分析過程中不會產(chǎn)生由該滑塊頂面的粗糙度引起的干涉。
10.一種支撐板的制備方法，所述支撐板用于在所述支撐板的頂面上支撐至少一個元件、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件、更具體地是晶片，其特征在于下列步驟-形成支撐板；和-利用噴粉至少部分地使所形成的支撐板的頂面粗糙化，使得支撐板的至少部分被粗糙化的頂面具有在0.10-3.0μm范圍、優(yōu)選在0.20-2.0μm范圍、更優(yōu)選在0.25-1.0μm范圍、最優(yōu)選在大約0.3μm的粗糙度Ra。
11.一種封裝單元，用于封裝至少一個元件、尤其是IC元件或者其它半導(dǎo)體元件、更具體地是晶片，所述封裝單元包括根據(jù)權(quán)利要求1的支撐板。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的封裝單元，其中該封裝單元進(jìn)一步包括蓋板，該蓋板具有面對該支撐板頂面的底面，該蓋板的底面至少部分地被粗糙化，且可松開地連接到支撐板的頂面。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的封裝單元，其中該支撐板的頂面和該蓋板的底面每個都包括至少一個凹槽，設(shè)計這些凹槽以便至少部分地接納待封裝的至少一個元件。
14.使用根據(jù)權(quán)利要求11的封裝單元用于存儲元件、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件、更具體地說是晶片。
15.無腐蝕、無污染材料在IC或者其它半導(dǎo)體元件、具體地說是晶片的封裝中的使用，該材料優(yōu)選選自包括玻璃、花崗巖和陶瓷及其組合的組中，更優(yōu)選是玻璃，最優(yōu)選是透明玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及支撐板(1)，優(yōu)選由玻璃、花崗巖或者陶瓷制成，用于支撐元件(3)、尤其是IC或者其它半導(dǎo)體元件。該支撐板(1)的頂面至少部分地被粗糙化(粗糙化區(qū)域(2))，產(chǎn)生優(yōu)選大約0.3微米的粗糙度Ra。此外，本發(fā)明涉及包括該支撐板(1)的封裝單元(4)。
文檔編號H01L21/687GK1682365SQ03821650
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月12日
發(fā)明者F·C·M·德哈亞斯, J·M·E·范拉亞爾霍文 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司