NL1016334C2 - Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten. - Google Patents

Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten. Download PDF

Info

Publication number
NL1016334C2
NL1016334C2 NL1016334A NL1016334A NL1016334C2 NL 1016334 C2 NL1016334 C2 NL 1016334C2 NL 1016334 A NL1016334 A NL 1016334A NL 1016334 A NL1016334 A NL 1016334A NL 1016334 C2 NL1016334 C2 NL 1016334C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
laser
composite structure
cutting
power
cut
Prior art date
Application number
NL1016334A
Other languages
English (en)
Inventor
Antonie Van Weelden
Sybren Yme Leijenaar
Original Assignee
Boschman Tech Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boschman Tech Bv filed Critical Boschman Tech Bv
Priority to NL1016334A priority Critical patent/NL1016334C2/nl
Priority to NL1018403A priority patent/NL1018403C1/nl
Priority to PCT/NL2001/000736 priority patent/WO2002029853A2/en
Priority to AU2002211091A priority patent/AU2002211091A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1016334C2 publication Critical patent/NL1016334C2/nl

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/561—Batch processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
    • H01L2221/68331—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding of passive members, e.g. die mounting substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
    • H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur die een of meer elektronische componenten, in het bijzonder IC's, omvat.
5 Het snijden van materialen met behulp van een laser is algemeen bekend. Hierbij wordt door de laser materiaal verwijderd. Hierdoor ontstaan insnijdingen en kunnen ook delen van een voorwerp worden losgesneden. Vele verschillende materialen kunnen aldus worden gesneden. Bijvoorbeeld is uit US-A-6 057 180 bekend om met behulp van 10 een laser elektrische verbindingen door te snijden op een drager (wafer) met een of meer IC's. Hierbij wordt een smalle laserbundel op de elektrische verbinding gericht, waardoor materiaal van de elektrische verbinding wordt verwijderd en de elektrische verbinding wordt verbroken. Het omringende materiaal (de passiveringslaag) neemt 15 daarbij de overtollige laserenergie op, zodat het substraat van de wafer niet wordt beschadigd.
Met composietstructuur wordt in de onderhavige aanvrage een structuur bedoeld die ten minste twee delen uit verschillende materialen omvat. In het bijzonder betreft de composietstructuur een 20 dragerstrook (lead frame) met IC's die omhuld zijn met kunststof. Eventueel zijn de IC's bevestigd op een substraat. In doorsnede vertoont deze composietstructuur een laag kunststof en eventueel een of meer elkaar afwisselende lagen metaal en/of andere materialen. In het kader van de uitvinding kan een composietstructuur zowel een 25 laminaat zijn als een composiet van verschillende materialen.
Een van de problemen die optreden bij het snijden van een composietstructuur, die uit verschillende materialen bestaat, is dat de uiteenlopende materialen dikwijls zeer verschillend reageren op de laserstraling. Materialen met laag smeltpunt die veel van de straling 30 opnemen en bovendien warmte slecht transporteren, zoals bijvoorbeeld 8 3 3 4m - 2 - sommige kunststoffen, zullen bijvoorbeeld veel sneller maar ook minder gecontroleerd te snijden zijn dan bijvoorbeeld metalen met hoog smeltpunt die veel laserstraling terugkaatsen en bovendien de warmte snel afvoeren. Snijden bij ongewijzigd vermogen van de laser 5 zou een ongecontroleerd verdampen van materiaal tot gevolg kunnen hebben, hetgeen bij de vaak uiterst kleine onderdelen van IC's te allen tijde vermeden dient te worden. In het bijzonder bij het snijden van ingekapselde IC's doet zich het probleem voor dat het inkapselingsmateriaal, dikwijls een thermohardende kunststof, een 10 andere hoeveelheid energie vergt om te kunnen worden gesneden dan de koperen elektrische verbindingen. Wanneer met gangbare lasersnijtechnieken een dergelijk ingekapseld IC wordt gesneden, zal het koper op zeer ongeregelde wijze worden doorgesneden en kan versmering optreden, waardoor elektrische contacten ongewenst met 15 elkaar kunnen worden verbonden.
De onderhavige uitvinding heeft ten doel om voor bovengenoemde problemen een oplossing te verschaffen en bezit daartoe als kenmerk dat tijdens het snijden van het materiaal van de composietstructuur een fysische grootheid die verband houdt met het snijden wordt 20 gemeten, en dat in afhankelijkheid van die grootheid het vermogen van de laser wordt ingesteld.
Door tijdens het snijden met de laser een dergelijke fysische grootheid te meten, kan vastgesteld worden welk materiaal op dat moment wordt gesneden door de laser. Op het moment dat veranderingen 25 in de gemeten fysische grootheid daartoe aanleiding geven, kan het vermogen van de laser worden aangepast aan het op dat moment gesneden materiaal. Op deze wijze wordt voorkomen dat de laser 'doorschiet' bij een materiaalovergang en daarbij grote gaten wegsnijdt uit het onderliggende materiaal of door versmeren van metaal ongewenste 3.0 elektrische verbindingen worden gemaakt.
Op zichzelf is in de stand van de techniek een werkwijze bekend voor het reinigen van schilderijen, waarbij een laser het oppervlak van een verontreinigd schilderij bestraalt en tegelijkertijd het spectrum van de door het verdampte materiaal 35 uitgezonden straling wordt gemeten. De bestraling wordt voortgezet totdat het gemeten spectrum overeenkomt met dat van bijvoorbeeld de vernislaag. Op dat moment is de te verwijderen laag verwijderd op de bestralingsplaats. Het bestralen wordt vervolgens onderbroken, waarna i U i j j - 3 - een ander, nog niet gereinigd gedeelte van het schilderij wordt behandeld. Hierbij is geen sprake van snijden in een composietmateriaal met elektronische componenten.
Het instellen van het vermogen van de laser kan vloeiend 5 geschieden, indien de waarde van de fysische grootheid vloeiend verandert. In de praktijk zal echter de waarde van de fysische grootheid vaak stapsgewijs veranderen, dat wil zeggen telkens op het moment dat de laser een materiaalovergang passeert. In dit geval zal het vermogen van de laser eveneens stapsgewijs worden aangepast.
10 Op deze wijze is het mogelijk om in één snijbeweging op een gecontroleerde wijze door het gehele composietmateriaal te snijden. Zodra uit de gemeten fysische grootheid blijkt dat de aard van het materiaal dat op dat moment wordt gesneden is veranderd, kan het vermogen van de laser direct worden aangepast aan het nieuwe 15 materiaal. Vanzelfsprekend is de werkwijze volgens de uitvinding eveneens geschikt voor het gedeeltelijk doorsnijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten. Bijvoorbeeld kunnen aldus op reproduceerbare wijze bijvoorbeeld elektrische verbindingen worden doorgesneden, zonder de hele 20 structuur door te snijden.
In beginsel is de te bepalen fysische grootheid niet bijzonder beperkt. Bijvoorbeeld kan de temperatuur van het materiaal nabij de snijlocatie worden gemeten, zodat rekening houdend met de warmte-geleiding en het vermogen van de laser de soortelijke warmte van het 25 gesneden materiaal kan worden bepaald, hetgeen een indicatie is voor de aard van het gesneden materiaal en waarmee dus een verandering van gesneden materiaal kan worden waargenomen. Ook zou bijvoorbeeld de reflectie van het laserlicht op het gesneden materiaal kunnen worden bepaald, waaruit de reflectiecoëfficiënt kan worden bepaald hetgeen 30 wederom een indicatie is voor de aard van het gesneden materiaal. Ook kan een aanvullende stralingsbron op de snij locatie worden gericht, en van de gereflecteerde straling een absorptiesterkte worden vastgesteld, waardoor een verandering van het verdampte materiaal kan worden waargenomen.
35 Bij voorkeur omvat de fysische grootheid van de composiet structuur afkomstige straling. Deze straling is afkomstig van door het laserlicht aangeslagen atomen en/of moleculen. Uit de totale hoeveelheid uitgezonden straling kan bijvoorbeeld de temperatuur 101 63 3 - 4 - worden afgeleid, hetgeen zoals boven beschreven wederom een indicatie is voor het soort materiaal dat op dat moment wordt gesneden.
In het bij zonder wordt het spectrum van de van de composietstructuur afkomstige straling gemeten. Het spectrum van de 5 uitgezonden straling is specifiek voor het soort materiaal dat wordt gesneden. Het spectrum kan worden vergeleken met instelwaarden of standaardspectra en dergelijke teneinde veranderingen daarvan en dus veranderingen van te snijden materialen waar te nemen. In de praktijk wordt de straling veelal uitgezonden door door de laserstraling 10 verdampt materiaal. Spectroscopische karakterisering van dit verdampte materiaal is een directe identificatie van het gesneden materiaal, waarmee zeer veel verschillende stoffen kunnen worden herkend, omdat elke stof een karakteristiek spectrum vertoont. Bovendien is spectroscopie een zeer snelle meetmethode.
15 De laserstraling kan op continue wijze worden toegevoerd aan het composietmateriaal. Dit houdt in dat gebruik gemaakt kan worden van een continue laser. De hiermee te bereiken vermogensdichtheid is echter over het algemeen te klein voor een gecontroleerd snijproces. Er bestaat zo de kans dat de energie te veel wordt verspreid naar het 20 naastgelegen materiaal. Deze kans kan weliswaar worden verkleind door het vermogen van de laser te verkleinen, maar dit heeft tot nadeel dat het gehele snijproces dan te langzaam verloopt.
Bij voorkeur wordt derhalve als laser een gepulste laser toegepast. Dit biedt de mogelijkheid om bij een hoog vermogen de 25 toegevoerde laserenergie eenvoudig te beheersen, en dus ook de uitwerking daarvan op het te snijden composietmateriaal. Na elke puls kan het effect daarvan worden vastgesteld zonder dat in de tussentijd de laser verder snijdt.
Het type gebruikte laser is niet bijzonder beperkt. De 30 laserstraling dient goed door de te snijden materialen, of door ten minste een van de te snijden materialen, te worden geabsorbeerd. Daarnaast dient de laser zodanig te zijn dat het vermogen kan worden ingesteld, liefst in een zo groot mogelijk bereik. Gepulste lasers bieden hier voordelen, omdat het vermogen van de laser kan worden 35 gewijzigd zowel door de energie per puls te veranderen als ook door de tijd tussen twee pulsen te veranderen.
Met voordeel is de golflengte van de gebruikte laser kleiner dan 400 nm. In de praktijk blijkt de kleinste bruikbare ί w O <j j-fen - 5 - brandpuntdiameter van een laserbundel gelijk te zijn aan tweemaal de gebruikte golflengte. Afhankelijk van de afmetingen van de kleinste te bewerken onderdelen biedt een laser met een korte golflengte de meeste mogelijkheden.
5 De uitvinding verschaft voorts een inrichting voor het snijden van een composietstructuur, die een of meer elektronische componenten, in het bijzonder IC's, omvat, tenminste omvattende een laser, regelmiddelen voor het regelen van het vermogen van de laser, 10 - ondersteuningsmiddelen voor de composietstructuur, transportmiddelen om de composietstructuur en de laser ten opzichte van elkaar te verplaatsen, welke inrichting wordt gekenmerkt doordat deze tevens meetmiddelen omvat voor het tijdens het snijden van het materiaal van de 15 composietstructuur meten van een fysische grootheid die verband houdt met het snijden.
Met behulp van deze inrichting kan een dergelijke composietstructuur worden gesneden. Daartoe wordt de composietstructuur met behulp van de ondersteuningsmiddelen ondersteund en worden de 20 composietstructuur en de laser ten opzichte van elkaar zodanig verplaatst dat de laser de gewenste snijlijnen kan aanbrengen. De meetmiddelen meten tijdens het snijden van het materiaal van de composietstructuur een fysische grootheid die verband houdt met het snijden. Aan de hand van de gemeten waarde van die grootheid kan het 25 vermogen van de laser worden aangepast.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvatten de meetmiddelen middelen voor het meten van een deel van het spectrum van van de composietstructuur afkomstige straling. Bijvoorbeeld kunnen in de nabijheid van de snij locatie 30 lichtgevoelige elementen, bijvoorbeeld een stel fotodioden, of lichtgeleidende elementen, bijvoorbeeld optische vezels, zijn opgesteld. Deze lichtgevoelige of lichtgeleidende elementen zijn dan bijvoorbeeld verbonden met een spectroscoop voor het meten van het deel van het spectrum. Zo kan bijvoorbeeld het hele zichtbare 35 spectrum worden gemeten, maar ook bijvoorbeeld slechts een of enkele stralingspieken die kenmerkend zijn voor het te bewerken materiaal.
Hoewel zoals boven beschreven het vermogen van de laser met de hand kan worden aangepast in afhankelijkheid van de waarde van de - 6 - fysische grootheid, verdient het de voorkeur wanneer de regelmiddelen voor regelen van het vermogen van de laser zijn gekoppeld met de meetmiddelen. Hierdoor kan eenvoudig de snijbewerking worden geautomatiseerd en is een betrouwbare en snelle regeling van het 5 vermogen van de laser mogelijk. Hiertoe kan bijvoorbeeld een besturingssamenstel aanwezig zijn, dat is ingericht om de betreffende middelen te besturen. Een dergelijk besturingssamenstel kan een gegevensverwerkingseenheid, zoals een computer of dergelijke omvatten teneinde een en ander op geschikte wijze te besturen.
10 Tot slot verschaft de uitvinding een composietstructuur, die een of meer elektronische componenten, in het bijzonder IC's, omvat, die kan worden verkregen met een werkwijze volgens de uitvinding. In het bijzonder betreft het hier met behulp van een werkwijze volgens de uitvinding gesneden omhulde elektronische componenten, zoals IC's. 15 Deze vertonen zeer gave snijvlakken zonder versmering van metaal.
De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgaande tekening; daarin toont de enkele figuur in doorsnede een schematische snijbewerking op een composietstructuur met behulp van een inrichting volgens de uitvinding. De onderlinge 20 verhoudingen in de tekening zijn niet correct weergegeven. In het bijzonder is, duidelijkheidshalve, de composietstructuur vergroot weergegeven.
In de figuur is met 1 een composietstructuur aangeduid. Deze omvat een substraat 2, hier een leadframe, waarop een aantal IC's 3 25 zijn gemonteerd. De elektrische aansluitingen van de IC’s 3 zijn verbonden met contactvlakjes 4 door middel van metaaldraadjes 5. De IC's 3 zijn aan een zijde omhuld met een omhullingskunststof 6. De IC's 3 en contactvlakjes 4 zijn aan de onderzijde voorzien van uitsparingen 7, die eveneens met omhullingskunststof 6 zijn gevuld en 30 dienen als verankering voor het omhullingsmateriaal. Voorts zijn met streep-punt-lijnen 8 snijlijnen aangegeven waarlangs de verschillende ingekapselde IC's 3 van elkaar dienen te worden gescheiden.
Met 9 is een laser aangeduid die een laserstraal 10 uitzendt. Met 11 is een besturingssamenstel voor regelen van het vermogen van 35 de laser 9 aangeduid.
12 is een wolkje verdampt materiaal dat in alle richtingen straling 13 uitzendt. Deze straling 13 kan worden opgevangen met behulp van lichtgevoelig element 14 dat in verbinding staat met een - 7 - spectroscoop 15. De spectroscoop 15 is gekoppeld met het besturingssamenstel 11.
De composietstructuur 1 wordt in de figuur gesneden met behulp van de laserstraal 10. Het beoogde snijvlak omvat een vlak door 5 snijlijn 8. Op deze wijze moet de laserstraal 10, van bovenaf gezien, eerst door een laag omhullingsmateriaal 6, bijvoorbeeld een thermohardende hars, vervolgens door het materiaal van de contactvlakjes 4, bijvoorbeeld koper, en vervolgens door een laag substraat 2, bijvoorbeeld polyimide. Het voor deze materialen 10 benodigde vermogen van de laser kan zeer verschillend zijn. Derhalve dient het vermogen van de laser 9 te worden aangepast, zodra met behulp van de meetmiddelen 14 en 15 een materiaalovergang wordt vastgesteld.
In de composietstructuur 1 vormen de contactvlakken 4 geen 15 ononderbroken laag. De contactvlakken 4 worden afgewisseld door gedeelten waar slechts omhullingsmateriaal 6 aanwezig is op het substraat 2. Ook is het mogelijk dat een gedeelte van het substraat of van het leadframe zodanig is bewerkt, bijvoorbeeld door etsen, dat dit aan twee zijden is omgeven door omhullingsmateriaal. In deze 20 gevallen zal de snijbewerking dus anders verlopen dan tijdens het snijden van de eerstgenoemde gedeelten van de composietstructuur 1.
Een mogelijk geschikt type laser in dit verband is een zogenaamde excimer laser. Deze geeft gepulste laserstraling af in het ultraviolet gebied, met een golflengte van korter dan 400 nm. Het 25 zijn veelal krachtige lasers waarbij de afgegeven golflengte door vele verschillende materialen goed wordt geabsorbeerd. Uiteraard is de laser niet beperkt tot de excimer laser. Ook andere typen, zoals bijvoorbeeld een Yag-laser, zouden geschikt kunnen zijn voor toepassing in een inrichting volgens de uitvinding.
30 De uitgevoerde snijbewerking kan velerlei zijn. Zo kan de hele composietstructuur 1 door snijden worden verdeeld in afzonderlijk ingekapselde elektronische componenten. Daartoe dient de laserstraal 10 door de gehele composietstructuur 1 te snijden. Dit vormt meestal de laatste stap in het vervaardigingsproces.
35 Ook is het mogelijk om de snijbewerking te onderbreken voordat de gehele composietstructuur 1 is doorgesneden. Dit is bijvoorbeeld gewenst indien de elektronische componenten 3 als samenstel moeten worden doorgemeten. Daartoe dienen de elektrische verbindingen bij 1016334¾ - 8 - bijvoorbeeld de contactvlakken 4 te worden verbroken, zonder dat de onderlinge samenhang en positie van de elektronische componenten 3 verloren gaat. De snijbewerking moet dan door het omhullingsmateriaal 6 en de volledige contactvlakken 4 gaan, zonder dat het substraat 2 5 wordt doorgesneden. Met behulp van een inrichting volgens de uitvinding is dit eenvoudig te bewerkstelligen door te stoppen met snijden zodra het gemeten spectrum overeenkomt met dat van het substraat.
De op deze wijze elektrisch van elkaar geïsoleerde 10 elektronische componenten 3 kunnen vervolgens worden doorgemeten. Afhankelijk van het resultaat van het doormeten kunnen de elektronische componenten 3 worden gekenmerkt. Vervolgens kunnen de elektronische componenten 3 die niet voldoen aan de test worden gescheiden van de elektronische componenten 3 die wel voldoen aan de 15 test.
Dit scheiden kan bijvoorbeeld plaatsvinden door de coördinaten van de goedbevonden elektronische componenten 3 te onthouden en de slecht bevonden elektronische componenten 3 met behulp van een volgende laserbewerking uit te snijden. Hierbij wordt dan het 20 substraat 2 zodanig doorgesneden, bijvoorbeeld met de laser, dat de bijbehorende elektronische component 3 uit de composietstructuur 1 wordt verwijderd.
Het is ook mogelijk om een aparte dragerfolie aan te brengen op het substraat 2, en de verschillende elektronische componenten 3 25 in één snijbewerking mechanisch te ontkoppelen ten opzichte van elkaar. Dat wil zeggen, de insnijdingen met de laserstraal 10 zijn in dat geval zo diep dat alle lagen inclusief het substraat 2 worden doorgesneden, waarbij de mechanische samenhang van de dragerfolie (niet weergegeven) echter intact blijft. In feite neemt de 30 dragerfolie nu de bovenbeschreven functie van het substraat over. De kwaliteit van de snedes kan op deze wijze echter verder worden verbeterd omdat deze in één beweging worden gemaakt. Het risico van tussentijdse verschuiving en daardoor mogelijk beschadigde elektronische componenten 3 wordt hierdoor verkleind.
35

Claims (8)

1. Werkwijze voor het onder toepassing van een laser (9) snijden van een compos ietstructuur (1). die een of meer elektronische componenten (3), in het bijzonder IC's, omvat, met het kenmerk, dat tijdens het snijden van het materiaal van de composietstructuur (1) een fysische grootheid die verband houdt met 10 het snijden wordt gemeten, en dat in afhankelijkheid van die grootheid het vermogen van de laser (9) wordt ingesteld.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de fysische grootheid van de composietstructuur (1) afkomstige straling (13) 15 omvat.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, roet het kenmerk, dat het spectrum van van de composietstructuur (1) afkomstige straling (13) wordt gemeten. 20
4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat als laser (9) een gepulste laser wordt toegepast.
5. Inrichting voor het snijden van een composietstructuur (1), die 25 een of meer elektronische componenten (3), in het bijzonder IC's, omvat, tenminste omvattende - een laser (9), - regelmiddelen (11) voor regelen van het vermogen van de laser (9), 30. ondersteuningsmiddelen voor de composietstructuur (1), - transportmiddelen om de composietstructuur (1) en de laser (9) ten opzichte van elkaar te verplaatsen met het kenmerk, dat de inrichting tevens meetmiddelen (14, 15) omvat voor het tijdens het snijden van het materiaal van de 35 composietstructuur (1) meten van een fysische grootheid die verband houdt met het snijden. - 10 -
6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de meetmiddelen (14, 15) middelen omvatten voor het meten van een deel van het spectrum van van de composietstructuur (1) afkomstige straling (13). 5
7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de regelmiddelen (11) voor het regelen van het vermogen van de laser (9) zijn gekoppeld met de meetmiddelen (14, 15).
8. Composietstructuur (1), die een of meer elektronische componenten ('3), in het bijzonder IC's, omvat, die kan worden verkregen met een werkwijze volgens een van de conclusies 1-4. 101 633 4^
NL1016334A 2000-10-05 2000-10-05 Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten. NL1016334C2 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016334A NL1016334C2 (nl) 2000-10-05 2000-10-05 Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten.
NL1018403A NL1018403C1 (nl) 2000-10-05 2001-06-27 Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten.
PCT/NL2001/000736 WO2002029853A2 (en) 2000-10-05 2001-10-05 Method for cutting a composite structure comprising one or more electronic compnents using a laser
AU2002211091A AU2002211091A1 (en) 2000-10-05 2001-10-05 Method for cutting a composite structure comprising one or more electronic compnents using a laser

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016334A NL1016334C2 (nl) 2000-10-05 2000-10-05 Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten.
NL1016334 2000-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1016334C2 true NL1016334C2 (nl) 2002-04-08

Family

ID=19772193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1016334A NL1016334C2 (nl) 2000-10-05 2000-10-05 Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1016334C2 (nl)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530152A (en) * 1982-04-01 1985-07-23 Compagnie Industrielle Des Telecommunications Cit-Alcatel Method for encapsulating semiconductor components using temporary substrates
GB2169496A (en) * 1985-01-16 1986-07-16 Stc Plc Cleaning metal surfaces
JPH01134956A (ja) * 1987-11-20 1989-05-26 Hitachi Ltd 半導体装置の組立方法
DE4138157A1 (de) * 1991-11-21 1993-05-27 Krupp Ag Verfahren zum bestimmen der dicke einer beschichtung
FR2703618A1 (fr) * 1993-04-08 1994-10-14 France Etat Armement Dispositif de décapage au laser.
DE19518868A1 (de) * 1995-05-23 1996-11-28 Manfred Dr Rer Nat Di Ostertag Verfahren und Vorrichtung zur Photoablation anorganischer, nicht metallischer Korrosionskrusten und Ablagerungen
US5593606A (en) * 1994-07-18 1997-01-14 Electro Scientific Industries, Inc. Ultraviolet laser system and method for forming vias in multi-layered targets

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530152A (en) * 1982-04-01 1985-07-23 Compagnie Industrielle Des Telecommunications Cit-Alcatel Method for encapsulating semiconductor components using temporary substrates
GB2169496A (en) * 1985-01-16 1986-07-16 Stc Plc Cleaning metal surfaces
JPH01134956A (ja) * 1987-11-20 1989-05-26 Hitachi Ltd 半導体装置の組立方法
DE4138157A1 (de) * 1991-11-21 1993-05-27 Krupp Ag Verfahren zum bestimmen der dicke einer beschichtung
FR2703618A1 (fr) * 1993-04-08 1994-10-14 France Etat Armement Dispositif de décapage au laser.
US5593606A (en) * 1994-07-18 1997-01-14 Electro Scientific Industries, Inc. Ultraviolet laser system and method for forming vias in multi-layered targets
DE19518868A1 (de) * 1995-05-23 1996-11-28 Manfred Dr Rer Nat Di Ostertag Verfahren und Vorrichtung zur Photoablation anorganischer, nicht metallischer Korrosionskrusten und Ablagerungen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONG M -H ET AL: "OPTICAL EMISSION SPECTRUM ANALYSES DURING PULSED LASER DEFLASH ON INTEGRATED CIRCUIT PACKAGES", JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS,PUBLICATION OFFICE JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. TOKYO,JP, VOL. 38, NR. 12A, PAGE(S) 6750-6753, 12-1999, ISSN: 0021-4922, XP000955287 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 386 (E - 812) 25 August 1989 (1989-08-25) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI242792B (en) Method and apparatus for cutting a multi-layer substrate by dual laser irradiation
US4855102A (en) Sintering method
NL1035001C2 (nl) Optische emissiespectroscopie procesbewaking en materiaalkarakterisering.
US5495089A (en) Laser soldering surface mount components of a printed circuit board
NL1018403C1 (nl) Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten.
US7253901B2 (en) Laser-based cleaning device for film analysis tool
US20070215575A1 (en) Method and system for high-speed, precise, laser-based modification of one or more electrical elements
EP0331891A2 (en) Device for laser bonding process control
US7666690B2 (en) System, apparatus and method of selective laser repair for metal bumps of semiconductor device stack
EP1276142A2 (en) Method and apparatus for decapping integrated circuit packages
CN107690697B (zh) 使用闪光灯和掩模来焊接多个芯片的装置和方法
WO2001084129A2 (en) Method and device using x-rays to measure thickness and composition of thin films
EP0435469B1 (en) Method for laser link blowing in integrated circuit fabrication
NL1016334C2 (nl) Werkwijze voor het onder toepassing van een laser snijden van een composietstructuur met een of meer elektronische componenten.
KR100359535B1 (ko) 반도체장치의 제조방법 및 반도체장치
US20020153165A1 (en) Electric circuit board including glass substrate and method and apparatus trimming thereof
JP4494606B2 (ja) 液体含有物質分析装置及び液体含有物質分析方法
US7110113B1 (en) Film measurement with interleaved laser cleaning
JP3083120B2 (ja) はんだ濡れ性評価方法とその装置
JP5142252B2 (ja) レーザ加工装置
KR100804425B1 (ko) 레이저 펄스 조절장치 및 방법
JPS58122175A (ja) ハンダ付け装置
JP2599439B2 (ja) レーザトリミング装置およびトリミング方法
JPH07128247A (ja) 材料識別装置並びにレーザ加工装置及びレーザ成膜配線装置
Beaudoin et al. New non-destructive laser ablation based backside sample preparation method

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20050501