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DE102005006978B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Halbleiterelementen oder Interposern mit einem Trägerband und Verwendung einer derartigen Vorrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Halbleiterelementen oder Interposern mit einem Trägerband und Verwendung einer derartigen Vorrichtung Download PDF

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DE102005006978B3
DE102005006978B3 DE102005006978A DE102005006978A DE102005006978B3 DE 102005006978 B3 DE102005006978 B3 DE 102005006978B3 DE 102005006978 A DE102005006978 A DE 102005006978A DE 102005006978 A DE102005006978 A DE 102005006978A DE 102005006978 B3 DE102005006978 B3 DE 102005006978B3
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Germany
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carrier tape
semiconductor elements
interposer
heating
elements
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DE102005006978A
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Inventor
Stefan Bierl
Wolfram Kunze
Matthias Klooss
Volker PÖNITZ
Dieter Bergmann
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Muehlbauer GmbH and Co KG
Original Assignee
Muehlbauer GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2006/050866 priority patent/WO2006087301A2/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von ein- oder mehrreihig angeordneten Halbleiterelementen (2) oder Interposern (24) mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband (1, 23) mittels bei Erwärmung aushärtbaren Klebstoffen oder Lotmitteln, wobei auf die Oberseiten (2a) der Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) erste Heizelemente (7a-c; 26) mit einer einstellbaren ersten Druckkraft von oben nach unten drücken und an der Unterseite (2b) der Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) mindestens ein zweites Heizelement (8; 27) der ersten Druckkraft von unten nach oben entgegenwirkt, wobei zwischen den ersten Heizelementen (7a-c; 26) und den Halbleiterelementen (2) bzw. Interposern (24) sowie zwischen dem zweiten Heizelement (8; 27) und den Halbleiterelementen (2) bzw. Interposern (24) jeweils ein Endlosband (9, 10; 28, 29) mit der gleichen Laufgeschwindigkeit bezogen auf das Trägerband (1, 23) parallel zur Laufrichtung (5) des Trägerbandes (1, 23) fortlaufend bewegt wird, während die ersten Heizelemente (7a-c; 26) mittels Federbeaufschlagung die erste Druckkraft ausüben..

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von ein- oder mehrreihig angeordneten Halbleiterelementen oder Interposern mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband mittels bei Erwärmung aushärtbaren Klebstoffen oder Lotmitteln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbinden ein- oder mehrreihig angeordneter Halbleiterelemente oder Interposer mit dem flexiblen, fortlaufenden Trägerband mittels bei Erwärmung aushärtbaren Klebstoffen oder Lotmitteln, auf die Oberseite der Halbleiterelemente oder Interposer mit einer einstellbaren ersten Druckkraft nach unten drückende erste Heizelemente und mindestens ein an der Unterseite der Halbleiterelemente oder Interposer der ersten Druckkraft entgegenwirkendes zweites Heizelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 11 sowie eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 16.
  • Herkömmlicherweise wird bei Maschinen, die dazu vorgesehen sind Halbleiterelemente beziehungsweise Dice oder Interposer vorzugsweise ein- oder mehrreihig auf einem gemeinsamen zumeist flexibel ausgebildeten ab- und aufrollbaren Trägerband dauerhaft anzuordnen, das Trägerband zunächst mit den Halbleiterelementen oder Interposern bestückt und anschließend mit diesen dauerhaft verbunden. Hierfür wird eine unter Erwärmung aushärtbare Klebstoffschicht oder ein Lotmittel zwischen den Halbleiterelementen bzw. Interposern und der Trägerbandoberfläche angeordnet. Derartige Klebstoffschichten müssen in einem Verfahrensschritt des sogenannten Finalcurings unter Einwirkung von Wärme schnellstmöglich ausgehärtet werden, um den hohen Durchsatz derartiger Bestückungs- und Verbindungsmaschinen nicht durch den Aushärtevorgang zu erniedrigen.
  • Eine bei derartigen üblicherweise verwendeten Klebstoffen aufgrund der Klebstoffzusammensetzung bestehende Aushärtzeit liegt zwischen 6- und 14 Sekunden. Bei Verwendung von Lotmitteln als Kontaktiermittel muss dieses erst verflüssigt werden. Dies führt dazu, dass derartige Maschinen mit hoher Bestückungszahl und demzufolge hohem Durchsatz für das eigentliche Finalbonding (Schritt des Aushärtens des Klebstoffes) abgebremst werden müssen.
  • Um ein Verfahren zum Verbinden von Halbleiterelementen oder Interposern mit einem Verfahrensabschnitt des Aushärtens der verwendeten Klebstoffe zur Verfügung zu stellen, werden sogenannte Finalbonder, die als Gesamtvorrichtung mit Heizelementen ausgestattet an die Halbleiterelemente oder Interposer angelegt und davon wieder abgelöst werden können, als stationäre Finalbonder im Bezug auf die Laufrichtung des fortlaufenden flexiblen Trägerbandes ausgebildet. Derartige stationäre Finalbonder müssen zwischen 6 und 14 Sekunden mit ihren Heizelementen an den Halbleiterelementen und gegebenenfalls unterseitig an dem Trägerband angelegt werden, bis eine vollständige Aushärtung des Klebstoffes vorliegt. Während dieser Zeit muss das normalerweise fortlaufende Trägerband angehalten werden, wodurch ein geringerer Durchsatz der gesamten Maschine beziehungsweise Anlage erhalten wird.
  • Alternativ ist aus DE 102 45 398 B3 ein Verfahren bekannt, bei dem mitfahrende Finalbonder eingesetzt werden, d. h. Aushärteeinrichtungen, die mit Heizelementen zum Anlegen an die Halbleiterelemente oder den Interposern und das Trägerband vorgesehen sind, werden zusammen mit dem Trägerband mitlaufend bewegt. Auch in diesem Fall muss eine Aushärtezeit der verwendeten Klebstoffe einer Zykluszeit des Finalbonders angepasst werden, und aufgrund der begrenzt möglichen Anzahl an Heizelementen eine Verlangsamung der Trägerbandlaufgeschwindigkeit herbeigeführt werden, um bei Vorliegen einer Vielzahl von bestückten Halbleiterelementen oder Interposern ein gleichzeitiges Aushärten der mit den Halbleiterelementen bzw. Interposern verbundenen Klebstoffe selbst bei einem mitlaufenden Finalbonder zu ermöglichen.
  • WO 96/30937 A1 zeigt eine Aushärteeinrichtung für Substrate mit Chips mit zwei umlaufenden Endlosbändern, wobei das eine Endlosband durch ein zwischen den Bändern erzeugtes Vakuum an das andere Endlosband angedrückt wird.
  • WO 01/21401 A2 zeigt eine Vorrichtung zum abschnittsweisen Laminieren eines Schichtaufbaus aus mindestens zwei Kunststoffbändern, wobei zum Laminieren der Kunststoffbänder eine Doppelbandpresse mit zwei umlaufenden endlosen Pressbändern, zwischen denen die zu verpressenden Kunststoffbahnen an Heiz- und Kühleinrichtungen und Pressbalken entlang geführt werden, verwendet wird. Es werden federnde Auflager unterhalb eines Trägers, der untere Pressbalken trägt, verwendet.
  • EP 01 34 820 A1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffkarten, bei dem eine Doppelbandvorrichtung zum Verpressen von Kunststoffbändern aus PVC verwendet wird.
  • EP 02 49 526 A1 betrifft das Verpressen thermoplastischer Kunststoffbänder und verwendet eine hydraulische Anpressanordnung hierfür, welche mit nicht näher bezeichneten Federn zur Einstellung einer Druckkraft versehen ist. Es wird angeregt, einen Laderoboter zu verwenden und eine Plastification auch auf IC's und Memory-Karten anzuwenden.
  • DE 101 40 661 C1 zeigt eine Aushärteeinrichtung für ein durchlaufendes Trägerband, auf dem sich Chips befinden, wobei Anpresswerkzeuge mit dem Trägerband mitgeführt werden, und durch ein Endlosband rückgeführt werden. Die Anpresswerkzeuge können rein mechanisch aus Federn oder hydraulisch oder pneumatisch gebildet sein.
  • WO 00/41219 A1 zeigt zum Montieren von Chips eine Aufsetzstation mit Nachpressstation, wobei für eine derartige Vorrichtung aushärtbare Kleber und Lot als Verbindungsmittel angeführt werden.
    •
  • Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ver binden von ein- oder mehrreihig angeordneten Halbleiterelementen oder Interposern mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband mittels bei Erwärmung aushärtbaren Klebstoffen oder Lotmitteln und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, in dem/der eine bezogen auf die Fortbewegung des Trägerbandes kontinuierlich fortlaufende Aushärtung auch bei hohen Bandlaufgeschwindigkeiten, also hohem Durchsatz der Vorrichtung ohne Anhalten oder Abbremsen des Trägerbandes möglich ist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird verfahrensseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1, vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 11, verwendungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 16 gelöst. Die Merkale des Oberbegriffes des Anspruchs 1 sind aus WO 96/30937 A1, die des Anspruchs 11 aus WO 00/41219 A1 bekannt.
  • Kerngedanke der Erfindung ist es, dass bei einem Verfahren zum Verbinden von ein- oder mehrreihig angeordneten Halbleiterelementen oder Interposern mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband mittels bei Erwärmung aushärtbaren Klebstoffen oder Lotmitteln, wobei auf die Oberseite der Halbleiterelemente bzw. Interposer erste Heizelemente mit einer einstellbaren ersten Druckkraft von oben nach unten drücken und an der Unterseite der Halbleiterelemente mindestens ein zweites Heizelement der ersten Druckkraft von unten nach oben entgegenwirkt, zwischen den ersten Heizelementen und den Halbleiterelementen sowie zwischen dem zweiten Heizelement und den Halbleiterelementen jeweils ein Endlosband mit der gleichen Laufgeschwindigkeit bezogen auf das Trägerband parallel zur Laufrichtung des Trägerbandes fortlaufend bewegt wird, während die ersten Heizelemente mittels Federbeaufschlagung die erste Druckkraft ausüben. Durch die Anordnung derartiger Endlosbänder wird ermöglicht, dass die Halbleiterelemente bzw. Interposer während des Aushärtevorganges weiterhin zwischen den ersten und zweiten Heizelementen auf dem Trägerband liegend hindurchbewegt werden können, während die Wärmeeinwirkung und zusätzlich eine Druckbeaufschlagung zur Verbesserung der Klebeverbindung und Verstärkung des Aushärteeffektes auf die Halbleiterelemente bzw. Interposer wirken.
  • Hierfür werden die Endlosbänder mit gleicher Geschwindigkeit wie das Trägerband bewegt und über mindestens zwei Umlenkrollen umgelenkt oder über mindestens zwei Umlenkpressrollen zum Anpressen der Halbleiterelemente auf das Trägerband mit einer zweiten Druckkraft umgelenkt. Somit findet eine Wärmeübertragung von den Heizelementen auf die Klebstofffläche und die Halbleiterelemente oder Interposer durch die Endlosbänder hindurch statt, welche vorteilhaft aus Teflonmaterial zumindest an ihrer Oberfläche bestehen, um ein Anhaften der Endlosbänder zu vermeiden. Die Endlosbänder werden also gegenüber den stationär angeordneten Heizelementen an deren Oberflächen entlanggezogen.
  • Zu Anfang eines Verbindungsvorganges kann durch Verschieben der Umlenkpressrollen die zweite Druckkraft senkrecht zur Trägerbandebene eingestellt werden und damit eine anfängliche Fixierung der Halbleiterelemente oder Interposer auf dem Trägerband erreicht werden. Hierfür sind die Umlenkpressrollen vorteilhaft beheizbar und gummiert ausgebildet, woraus sich eine feineinstellbare Kraftregelung bezüglich der zweiten Druckkraft und somit eine Beibehaltung der anfänglichen Positionierung der Halbleiterelemente bzw. Interposer auf dem Trägerband ergibt.
  • Zudem kann durch die Auswahl eines geeigneten Durchmessers für die Umlenkpressrollen ein bezüglich der Abmaße der Oberflächen eines jeden Halbleiterelementes linear ausgebildeter Druck auf diese ausgeübt werden.
  • Durch die Verwendung derartiger Endlosbänder ist die Ausübung eines kontinuierlichen Drucks über die Länge, über welche sich die Endlosbänder an den Halbleiterelementen bzw. Interposern beziehungsweise dem darunterliegenden Trägerband erstrecken, unabhängig von der Breite des Trägerbandes, also auch unabhängig von der Anzahl der Reihen, in welchen die Halbleiterelemente oder Interposer auf dem Trägerband angeordnet sind, möglich.
  • Durch die Variierung der Bandgeschwindigkeit der Endlosbänder in Abhängigkeit von dem Trägerband oder auch unabhängig von dem Trägerband wird eine Steuerung der Aushärtezeit aufgrund der unterschiedlichen Zeitspannen, die hierdurch von den Halbleiterelementen oder Interposern zwischen den Endlosbändern durchlaufen werden, ermöglicht. Demzufolge können beispielsweise die gemeinsamen Laufgeschwindigkeiten der Endlosbänder und des Trägerbandes in Abhängigkeit von einer Aushärtezeit der Klebstoffe verändert werden.
  • Eine Variierung dieser Laufgeschwindigkeiten kann zusätzlich durch eine Puffereinrichtung, welche zur Zwischenlagerung des flexiblen Trägerbandes dient und den Heizelementen und damit der eigentlichen Aushärteeinrichtung vorgelagert ist, unterstützt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Laufgeschwindigkeiten der Endlos bänder der durch vorgeschaltete Verarbeitungseinrichtungen, wie beispielsweise einer Bestückungsanlage, vorgegebenen Laufgeschwindigkeiten des Trägerbandes angepasst.
  • Insbesondere bei der Verwendung von Interposern ist die Aushärteeinrichtung derart ausgebildet, dass die Endlosbänder in ihrem Anfangsbereich, also in dem Bereich, in welchem die Interposer und das Trägerband die Endlosbänder erstmals kontaktieren, mittels der Heizelemente stark erwärmt werden und im hinteren Bereich, also in dem Bereich, in welchem die Interposer und das Trägerband den Endlosbandbereich verlassen, gekühlt werden. Auf diese Weise werden die bereits auf dem Trägerband vorfixierten Interposer und die zwischen dem Trägerband und den Interposern bestehende Klebstoff- oder Lotmittelstelle, welche als Kontaktstelle ausgebildet ist, zu Beginn des Durchlaufs durch die Endlosbänder erwärmt, wodurch Wärmeenergie zum Aufschmelzen bzw. Verflüssigen der Kontaktstelle übertragen wird. Im hinteren Ausgangsbereich der Endlosbänder und damit der Aushärteeinrichtung wird aufgrund der Abkühlung der Kontaktstelle und damit dem Kontaktiermittel die Wärme wiederum entzogen, während ein anderes durch das zumindest obere Endlosband mittels der Heizelemente weiterhin bestehen bleibt. Somit erfolgt während dieses Vorgangs eine Erstarrung des Kontaktiermittels während die Interposer auf das Trägerband gedrückt werden. Eine zuverlässige und dauerhafte Kontaktierung und Haftung der Interposer auf dem Trägerband wird hierdurch erhalten.
  • Vor der eigentlichen Aushärteeinrichtung kann eine Vorfixiereinrichtung angeordnet sein, die insbesondere bei der Verwendung von Interposern oder Brückenmodulen diese bereits vereinzelt auf das Trägerband bzw. eine sonstige Ablage aufbringt und in einem ersten Schritt gegenüber diesem Trägerband bzw. der Ablage fixiert, um anschließend in der eigentlichen Aushärteeinrichtung die eigentliche Kontaktierung durchzuführen.
  • Eine derartige Vorfixiereinrichtung kann innerhalb einer für Interposer vorgesehenen Vereinzelungsvorrichtung angeordnet sein und diese Interposer im warmen oder kalten Zustand oberhalb ihrer eigentlichen Ablageposition des Trägerbandes bringen und anschließend sie auf das Trägerband drücken.
  • Für eine Fixierung im warmen Zustand wird das Kontaktiermittel, welches den Klebstoff oder das Lotmittel darstellt, in einem vorgeschalteten Prozessschritt auf Kontaktseiten des Interposer/Brückenmoduls aufgebracht und in der Vereinzelungseinrichtung auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend ist, um bei dem anschließenden Anpressen der Interposer/Brückenmodule auf der Ablage/dem Trägerband eine Festverbindung zwischen diesen entstehen zu lassen, und somit ein Verrutschen während ihres Weitertransports auf dem Band zu vermeiden.
  • Bei einer Fixierung im kalten Zustand wird in einem vorangegangenen Prozessschritt das Kontaktiermittel auf die vorgesehenen Kontaktstellen innerhalb der Ablageposition der sich bewegenden Ablage/des sich bewegenden Trägerbandes aufgebracht. Anschließend werden die Interposer/Brückenmodule im kalten Zustand oberhalb ihrer Ablagepositionen gebracht und mehr oder weniger in das bereits vorhandene Kontaktiermittel gedrückt.
  • Eine Vorrichtung zum Verbinden ein- oder mehrseitig angeordneter Halbleiterelemente oder Interposer mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband besteht aus einer Vorfixiereinrichtung mit Mitteln zum Auftragen eines mittels Erwärmung aushärtbaren Klebstoffes oder eines Lotmittels und mit Mitteln zum Ablegen und Anpressen der Interposer oder Halbleiterelemente auf dem fortlaufend bewegten Trägerband und einer Aushärteeinheit mit Mitteln zur Erwärmung des aushärtbaren Klebstoffes oder der Lotmittel, wobei auf die Oberseiten der Halbleiterelemente oder Interposer mit einer einstellbaren ersten Druckkraft nach unten drückende erste Heizelemente und mindestens ein an der Unterseite der Halbleiterelement oder Interposer der ersten Druckkraft entgegen wirkendes zweites Heizelement vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung wird vorteilhaft für das Verbinden von den Interposern oder Modulbrücken mit flachen Ablagen und von Dice mit Smartlabels, Straps, Chipkarten und dergleichen unter Einwirkung von Druckkräften und Temperatur verwendet.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
    •
  • Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:
  • 1 in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 in einer schematischen Draufsicht die in 1 gezeigte Vorrichtung;
  • 3 in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit höhenverstellten oberen Heizelementen; und
  • 4 in einer schematisch perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • In 1 wird in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Auf einem gemeinsamen Trägerband 1 sind mehrreihig eine Vielzahl an Halbleiterelementen 2 angeordnet, die durch eine mehrreihige Andrückstation 3 aufgebracht werden.
  • In einer Puffereinrichtung 4 wird das flexible fortlaufende Trägerband 1 zwischengelagert, um verschiedene Bearbeitungsgeschwindigkeiten des durch einen Pfeil 5 angedeuteten fortlaufenden Trägerbandes 1 mit den darauf angeordneten Halbleiterelementen 2 durch eine Aushärteeinheit 6 zu ermöglichen. Zwischen den Halbleiterelementen 2 und dem Trägerband 1 ist eine Klebstoffschicht aus einem Klebstoff, der bei Erwärmung aushärtet, angeordnet.
  • In der Aushärteeinheit 6 sind oberseitig erste Heizelemente 7a, 7b und 7c, die mittels eines hier nicht gezeigten Federelementes federbeaufschlagt von oben nach unten auf die Halbleiterelemente drücken, angeordnet. Die ersten Heizelemente 7a, 7b und 7c sind in der Regel in Laufrichtung 5 gesehen länger als eine Oberseite 2a der Halbleiterelemente 2.
  • Unterseitig ist eine Heizplatte 8 zum Anlegen an Unterseiten 2b der Halbleiterelemente 2 angeordnet.
  • Sowohl die oberseitigen Heizelemente 7a, 7b, und 7c als auch die Heizplatte werden an ihren zu den Halbleiterelementen 2 hingewandten Oberflächen von Endlosbändern 9 und 10 abgedeckt, welche über Umlenkpressrollen 11, 12, 13 und 14 umgelenkt werden und rückseitig zurücklaufen.
  • Die Umlenkpressrollen 11, 12 sowie 13, 14 werden um eine senkrecht zur Bildebene verlaufende gedachte Achse derart gedreht, dass die Endlosbänder 9, 10 an ihren zum Trägerband 1 hingewandten Seiten in Laufrichtung 5 des Trägerbandes verlaufen. Dies wird durch die Pfeile 15, 16 und 17, 18 angedeutet.
  • Die teflonbeschichteten Endlosbänder 9, 10 weisen vorteilhaft eine Laufgeschwindigkeit auf, die der Laufgeschwindigkeit des Trägerbandes 1 entspricht.
  • Die ersten Heizelemente 7a, 7b und 7c sowie die oberseitigen Umlenkpressrollen 11 und 12 sind höhenverstellbar in einem hier nicht detaillierten dargestellten Element 19 gelagert, so dass der Anpressdruck auf die Halbleiterelemente sowie die Klebstoffschichten und das Trägerband variiert werden können.
  • In 2 wird in einer Draufsicht die in 1 gezeigte Vorrichtung dargestellt. Das Trägerband 1 weist, wie der Darstellung gemäß 2 deutlich zu entnehmen ist, insgesamt vier Reihen an Halbleiterelementen auf, die gleichzeitig durch die Umlenkpressrollen 11, 12 und das Endlosband 9 mit den darunterliegenden Heizelementen bearbeitet werden.
  • In 3 wird in einer schematischen Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Gleiche und gleichbedeutende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Wie der 3 zu entnehmen ist, weist die untere Heizplatte 8 zusätzlich einzelne weitere Heizelemente 20 auf, an deren Oberflächen das Endlosband 10 aus Teflonmaterial entlang läuft. Das Endlosband 9 aus Teflonmaterial läuft an den unterseitigen Oberflächen der ersten Heizelemente 7 entlang.
  • Zwischen den beiden Endlosbändern 9 und 10 verläuft das Trägerband 1 mit den hier nicht näher dargestellten darauf angeordneten Halbleiterelementen.
  • Das zur Oberheizung zugehörige Element 19 ist höhenverstellt nach unten gefahren, um einen Anpressdruck zwischen den Umlenkpressrollen 11 und 13 sowie 12 und 14 auf das Trägerband und die Halbleiterelemente zu erzeugen.
  • Mittels eines hier mit Pfeilen 21 dargestellten Federelementes sind die oberseitigen Heizelemente federnd nach unten auf die Halbleiterelemente gedrückt, um kontinuierlich eine Kraft auf die Halbleiterelemente während des Aushärtevorganges auszuüben. Die Heizplatte 8 mit den weiteren Heizelementen 20 hingegen sind nicht höhenverstellbar auf einem festen Niveau angeordnet. Auf diese Weise wird ein variierbarer Druck sowohl durch die Umlenkpressrollen als auch über die federbeaufschlagten oberseitigen Heizelemente 7 auf die Halbleiterelemente und das Trägerband ausgeübt.
  • In 4 wird in einer schematischen perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
  • Eine derartige Vorrichtung wird insbesondere zum Aufbringen, Fixieren und Kontaktieren von Interposern auf bandartige Ablagen 23 verwendet. Die Vorrichtung umfasst als vorgeschaltete Einrichtung eine Vorfixiereinrichtung 22, welche die vereinzelten Interposer 24 oberhalb der Ihnen zugewiesenen Ablageposition positioniert und auf dem fortlaufenden Ablageband im Bereich dieser Ablageposition drückt. Hierfür ist die Vorfixiereinrichtung radförmig ausgebildet. Eine derartige Vorfixierung der Interposer auf dem Ablageband wird dadurch beibehalten, dass zuvor Klebstoff bzw. Lotmittel entweder auf die Kontaktstellen der noch nicht aufgebrachten Interposer oder auf die komplementär vorgesehenen Kontaktstellen innerhalb der Ablagepositionen des Ablagebandes aufgebracht wird. Anschließend durchläuft das Ablageband 23 mit den darauf angebrachten Interposern 25 die eigentliche Aushärteeinrichtung, welche oberseitige Heizelemente 26 und eine unterseitige Heizplatte 27 aufweist. Zwischen den Heizelementen 26 bzw. der Heizplatte 27 und den Interposern mit dem Ablageband 23 verlaufen ein oberseitiges und unterseitiges Endlosband 28, 29, die mittels Umlenkrollen 30, 31, 32 und 33 umgelenkt werden und vorzugsweise die gleiche Geschwindigkeit wie das Ablageband aufweisen.
  • Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
    • 1, 23
    Trägerband
    2
    Halbleiterelemente
    2a
    Oberseite der Halbleiterelemente
    2b
    Unterseite der Halbleiterelemente
    3
    Andrückstation
    4
    Puffereinrichtung
    5
    Laufrichtung
    6
    Aushärteeinheit
    7a, 7b, 7c, 26
    oberseitige Heizelemente
    8, 27
    Heizplatte
    9, 10; 28, 29
    Endlosbänder
    11, 12, 13, 14
    Umlenkpressrollen
    15, 16, 17, 18
    Drehrichtung der Umlenkpressrollen
    19
    Oberheizungselement
    20
    weitere Heizelemente
    21
    angedeutete Federbeaufschlagung
    22
    Vorfixiereinrichtung
    24, 25
    Interposer
    30, 31, 32, 33
    Umlenkrollen

Claims (16)

  1. Verfahren zum Verbinden von ein- oder mehrreihig angeordneten Halbleiterelementen (2) oder Interposern (24) mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband (1, 23) mittels bei Erwärmung aushärtbaren Klebstoffen oder Lotmitteln, wobei auf die Oberseiten (2a) der Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) erste Heizelemente (7a–c; 26) mit einer einstellbaren ersten Druckkraft von oben nach unten drücken und an der Unterseite (2b) der Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) mindestens ein zweites Heizelement (8; 27) der ersten Druckkraft von unten nach oben entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten Heizelementen (7a–c; 26) und den Halbleiterelementen (2) bzw. Interposern (24) sowie zwischen dem zweiten Heizelement (8; 27) und den Halbleiterelementen (2) bzw. Interposern (24) jeweils ein Endlosband (9, 10; 28, 29) mit der gleichen Laufgeschwindigkeit bezogen auf das Trägerband (1, 23) parallel zur Laufrichtung (5) des Trägerbandes (1, 23) fortlaufend bewegt wird, während die ersten Heizelemente (7a–c; 26) mittels Federbeaufschlagung die erste Druckkraft ausüben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosbänder (28, 29) jeweils über mindestens zwei Umlenkrollen (30, 31, 32, 33) umgelenkt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Endlosbänder (9, 10) jeweils über mindestens zwei Umlenkpressrollen (11, 12; 13, 14) zum Anpressen der Halbleiterelemente (2) auf das Trägerband (1) mit einer zweiten Druckkraft umgelenkt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Druckkraft zu Anfang eines Verbindungsvorgangs durch Verschieben der Umlenkpressrollen (11, 12; 13, 14) in senkrecht zur Trägerbandebene verlaufender Richtung eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsamen Laufgeschwindigkeiten der Endlosbänder (9, 10; 28, 29) und des Trägerbandes (1; 23) in Abhängigkeit von einer Aushärtezeit der Klebstoffe oder Lotmittel verändert werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass das Trägerband (1; 23) zur Veränderung seiner Laufgeschwindigkeit in einer in Laufrichtung (5) des Trägerbandes (1; 23) vorgelagerten Puffereinrichtung (4) zwischengelagert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufgeschwindigkeiten der Endlosbänder (9, 10; 28, 29) der durch vorgeschaltete Verarbeitungseinrichtung vorgegebenen Laufgeschwindigkeit des Trägerbandes (1; 23) angepasst werden.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosbänder (9, 10; 28, 29) in Anfangsbereichen ihrer in Laufrichtung (5) bewegten Abschnitte mittels der Heizelemente (7a–c, 8; 26, 27) erwärmt und in ihren Endbereichen abgekühlt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Vorfixiereinrichtung (22) die Interposer (24) oder die Halbleiterelemente (2) auf dem fortlaufend bewegten Trägerband (1; 23) abgelegt und angepresst werden wobei zuvor der Klebstoff oder das Lotmittel auf den Interposern (24) bzw. den Halbleiterelementen (2) oder auf dem Trägerband (1; 23) aufgetragen worden ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder das Lotmittel vor dem Schritt des Anpressens der Interposer (24) oder der Halbleiterelemente (2) erwärmt wird.
  11. Vorrichtung zum Verbinden ein- oder mehrreihig angeordneter Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) mit einem flexiblen, fortlaufenden Trägerband (1; 23) bestehend aus: – einer Vorfixiereinrichtung (22) mit Mitteln zum Ablegen und Anpressen der Interposer (24) oder Halbleiterelemente (2) auf dem fortlaufend bewegten Trägerband (1; 23) und Mittel zum Auftragen eines mittels Erwärmung aushärtbaren Klebstoffs oder eines Lotmittels, und – einer Aushärteeinheit (6) mit Mitteln zur Erwärmung des aushärtbaren Klebstoffs oder der Lotmittel, wobei auf die Oberseiten (2a) der Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) mit einer einstellbaren ersten Druckkraft nach unten drückende erste Heizelemente (7a–c; 26) und mindestens ein an der Unterseite (2b) der Halbleiterelemente (2) oder Interposer (24) der ersten Druckkraft entgegenwirkendes zweites Heizelement (8; 27) vorgesehen sind, gekennzeichnet durch ein zwischen den ersten Heizelementen (7a–c; 26) und den Halbleiterelementen (2) oder Interposern (24) parallel zur Laufrichtung (5) des Trägerbandes (1; 23) mit gleicher Laufgeschwindigkeit laufendes erstes Endlosband (9; 28) und ein zwischen dem zweiten Heizelement (8; 27) und den Halbleiterelementen (2) oder Interposern (24) parallel zur Laufrichtung (5) des Trägerbandes (1; 23) mit gleicher Laufgeschwindigkeit laufendes zweites Endlosband (10; 29), sowie mindestens ein die erste Druckkraft ausübendes Federelement (21).
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch mindestens zwei Umlenkrollen (30, 31, 32, 33) pro Endlosband (28, 29) zum Umlenken der Endlosbänder (28, 29).
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch, mindestens zwei Umlenkpressrollen (11, 12; 13, 14) pro Endlosband (9, 10) zum Umlenken der Endlosbänder (9, 10) und zum Anpressen der Halbleiterelemente (2) auf das Trägerband (1) während eines Aushärtevorganges des Klebstoffes.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosbänder (9, 10) teflonbeschichtet sind oder Teflonmaterial beinhalten.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11–14, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff bzw. das Lotmittel ein elektrisch leitendes Kontaktiermittel darstellt.
  16. Verwendung einer Vorrichtung (6) gemäß den Ansprüchen 11–15 für das Verbinden von Dice mit Smartlabels, Chipkarten und Straps unter Einwirkung von Druckkräften und Temperatur.
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