用于半导体晶片输送容器的晶片支承件连接制造技术

一种用于支承半导体晶片盘并与加工设备交界的晶片容器，以及用于构造该晶片容器的方法。晶片支承件定位在封闭件部分内部，晶片支承件具有多个用于限定狭槽的垂直叠置的搁板。晶片支承件刚性地在底部边沿而弹性地在顶部边沿固定在封闭件部分中。在优选实施例中，弹性塑料弹簧元件在关闭的顶部与晶片支承件之间延伸，从而基本上约束晶片支承件相对于关闭的顶部的横向或前后运动，并允许晶片支承件相对于关闭的顶部的一些垂直运动。弹簧元件可构造成一个片簧，该片簧与从每个晶片支承件的顶部边沿伸出的延伸部成一体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种晶片载体，该晶片载体设计用于支承、约束、储存和精确定位集成电路生产中使用的半导体晶片盘。更具体地，本专利技术涉及将晶片支承件连接在晶片容器封闭件中，从而能够将晶片支承件精确定位在封闭件中，同时还将晶片支承件与晶片容器封闭件壁的运动和变形隔离开。
技术介绍
将半导体晶片盘转变成集成电路芯片经常包括许多步骤，其中对盘进行重复加工、储存和输送。晶片必须从一个工位输送到另一个工位，从一个设备输送到另一个设备。晶片盘易碎且容易受到物理震动的损坏。另外，在半导体晶片附近聚积和释放静电荷可能是灾难性的。由于晶片的精致的特性且它们极其昂贵，在全部这些步骤中对它们进行正确保护而受污染以及物理和电损坏是很重要的。使用专用载体或容器来搬运、储存和运送晶片。这些装置一般以轴线对准的阵列来保持晶片，例如每列中有二十五个晶片。容器的一个主要部件是一个在搬运过程中支承晶片而保护其不受来自震动和振动的物理损坏的装置。该晶片支承装置可设置一个路径，用于通过位于容器底部的一个机器界面来接地而静电耗散。本专利技术的所有人所有的美国专利No.5788082、6010008、6216874和6267245中提示和公开了这些容器和支承装置，这些专利在这里作为参考完全引入。在半导体加工工业中这种容器称作前部开口单体箱或FOUPS。尽管这些专用容器能够以更小的损坏更加高效地自动搬运晶片，但在将晶片盘精确定位在晶片容器中从而在生产过程中精确地自动搬运这些盘方面还是存在明显的问题。晶片支承件及它们的连接装置必须设计带有足够的刚度，当容器使用时牢固地和精确地支承和定位晶片。由于晶片盘的加工一般是自动化的，根据所使用加工设备的规定将容器精确对准晶片盘是很重要的。容器允许的公差一般非常紧，不能在加工设备与晶片盘之间进行正确的相互作用。晶片载体制造工业永远试图设计具有改进公差的载体，从而更好地确保精确的载体设备对准。一般来讲，晶片容器包括机器界面部分，包括一个导板或运动联接件及一个机械化提升凸缘，用于相对于由加工设备提供的载体界面部分运动并正确定位载体。机器界面部分，特别是运动联接件，经常用作参考点，用来规定用于自动化加工的晶片盘的相对位置。当承载容器重量时，容器的壁，特别是与机械化提升凸缘联接的容器的顶部，易于弯曲和变形。这种弯曲和变形通过它们的连接传递到晶片支承件。导致容器中的晶片支承件的应力和不期望的移位，增加了载体设备公差不匹配以及对晶片造成物理损坏的可能性。一般地，晶片支承件刚性连接到晶片容器上。最普通的，带螺纹的紧固件插入容器壁中的开口中并拧入晶片支承件中。但由于在晶片支承件与容器壁之间必须有一个小公差从而在容器装配过程中插入和定位晶片支承件，这样就产生了一个问题。这个问题由于在注模过程中有时会遇到的容器封闭件和晶片支承件的尺寸变化和翘曲而加剧。这些变化使得难以以足够的精度制造晶片支承件，以固定的间隙量装配全部单独封闭件。当将晶片支承件紧固到位时，经常不能完全吸收间隙，结果不能达到所需的盘定位精度。由于晶片容器壳体与晶片支承件的热膨胀系数的差异，还存在另一个问题。一般地，晶片容器壳体由聚碳酸酯材料制成，它一般具有约68×10-6英寸/英寸/C°的热膨胀系数。但晶片支承件经常由热膨胀系数约为42×10-6英寸/英寸/C°的PEEK制成，或者由填充聚碳酸酯的碳纤维或者填充PEEK的碳纤维制成，它的热膨胀系数约为20×10-6/英寸/ C°。晶片容器一般地70-80C°接受清洗操作。在刚性连接晶片支承件的情况下，壳体材料相对于晶片支承件材料的大得多的热膨胀系数导致在晶片支承件和壳体中产生应力。经过一段时间后，部件会失效，尺寸会塑性变形。因此需要一种具有晶片支承件的晶片容器，该晶片支承件提供刚性支承并精确定位晶片盘用于自动化加工。与此同时，晶片支承件必须与封闭件各部分的弯曲隔离开，并理想地保持通向地面的电路。另外，晶片支承件应当能够安装在容器中，而不需要对支承件的定位有过多的公差。
技术实现思路
本专利技术包括一个具有封闭件部分的晶片容器，该封闭件部分带有一个用于接纳和保持晶片的敞开的前部，和一个用于关闭该敞开的前部的门。该封闭件部分具有一个关闭的顶部，一个关闭的底部，一对相对的关闭的侧部，一个关闭的后部和一个敞开的前部。一对定位在封闭件部分内部的晶片支承件，每个晶片支承件具有一个顶部边沿和一个底部边沿，并包括多个限定晶片承座位置的搁板。每个晶片支承件刚性连接到关闭的底部，且弹性连接到关闭的顶部上。将晶片支承件弹性连接到关闭的顶部上可用一个在每个晶片支承件的关闭的顶部与顶部边沿之间延伸的可弹性弯曲的塑料连接器实现。这些可弹性弯曲的塑料连接器中的每一个具有一个延伸部分，该延伸部分从位于关闭的顶部的连接点延伸到位于晶片支承件的连接点，该延伸部分的长度的水平分量可大于垂直分量。可弹性弯曲的塑料连接器中的每一个可包括一个平的杆，其宽度一般大于厚度，且长度一般大于宽度。晶片支承件可由导电塑料制成。封闭件部分的关闭的顶部可包括一个由导电塑料制成的机械化凸缘，晶片支承件可通过一个导电的可弹性弯曲的塑料弹簧元件而在机械化凸缘弹性连接到关闭的顶部。本专利技术还可包括一种构造晶片容器的方法，它包括下列步骤由聚碳酸酯制成一个封闭件部分，该封闭件部分具有至少一个顶部和一个底部；模制一对晶片支承件；将该对晶片支承件定位在封闭件中，从而在其间限定多个晶片承座位置；将该对晶片支承件中的每一个刚性连接到封闭件的底部；以及将该对晶片支承件中的每一个弹性连接到封闭件的顶部。本专利技术解决了在前部开口晶片容器的先前晶片支承件连接系统中存在的问题。这种容器包括一个带有敞开的前部的封闭件部分，以及定位在容器部分的侧部的内部晶片支承件。一个门关闭该敞开的前部。在本专利技术中，每个晶片支承件的顶部与连接器连接，连接器定位成至少部分将晶片支承件与容器壳体弯曲或运动隔离开。连接器的几何形状和材料选择成允许连接器有一些弯曲，同时保持足够的刚度，以防止当全部加载晶片时晶片支承件的过度移动。当使用容器时，连接器在横向和前后方向在封闭件部分的顶部与晶片支承件之间提供稳定性，并相对于垂直方向提供弹性。当载荷施加到容器的顶部时，例如通过机械化提升凸缘，所产生的容器外壳的偏转被吸收在晶片支承件连接器中。此外，当晶片容器经受高温清洗操作时，晶片支承件与容器壳体之间的任何差异热膨胀都由晶片支承件连接器吸收。在一个优选实施例中，连接器构造成悬臂的片簧，与晶片支承件成一体，并通过紧固件连接到封闭件部分的顶部。因此本专利技术的一个目的和优点是在晶片支承件的顶部提供一种刚性弹性联接，用于吸收由施加在晶片容器上的传递的偏转和应力。本专利技术的某些实施例的另一个目的和优点是在晶片支承件顶部提供一个连接，能够减小将晶片支承件安装公差设计到晶片容器和晶片支承件中，从而提高晶片容器的尺寸精度和加工性能。本专利技术某些实施例的另一个目的和优点是提供一种晶片支承件，它具有所需的与半导体晶片材料的物理匹配性，以及加工方法。本专利技术的某些实施例的另一个目的和优点是提供一种晶片支承件，它具有所需的保持接地电路以耗散静电荷的特性。本专利技术的某些实施例的另一个目的和优点是提供一种晶片容器组装方法，它不需要将安装公差预先设计到封闭件或晶片支承件中来定位晶片支承本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片容器，它包括：封闭件部分，其具有至少一个顶部，一个底部，一对相对的侧部，一个后部，一个敞开的前部，一个关闭该敞开的前部的门；以及一对定位在所述封闭件部分内部的晶片支承件，所述晶片支承件形成多个用于限定狭槽的垂直叠置的 搁板，每个晶片支承件具有一个底部边沿，一个顶部边沿，多个形成于底部边沿中的固定凸台，以及多个设置于顶部边沿的片簧，每个所述片簧具有一个与形成支点的所述晶片支承件接合的第一端，以及具有一个固定凸台的第二端，每个所述晶片支承件的底部边沿通过所述多个固定凸台而固定到所述封闭件部分的底部，每个所述片簧的固定凸台连接到所述封闭件部分的顶部。

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