半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載方法與相應(yīng)的半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載方法有關(guān)，所述方法包括以下步驟:提供第一工具部分，所述第一工具部分被構(gòu)造與布置以在與所述第一工具部分關(guān)聯(lián)的多數(shù)位置處，支撐多重半導(dǎo)體晶粒，并在與所述第一工具部分關(guān)聯(lián)的所述位置處，提供多數(shù)半導(dǎo)體晶粒；提供第二工具部分，所述第二工具部分具有多數(shù)元件，所述元件被構(gòu)造與布置以由元件對提供于所述第一工具部分上的半導(dǎo)體晶粒的表面區(qū)域施加壓力；將所述第一與第二工具部分聯(lián)合，因此在所述第一與第二工具部分之間定義一空間，所述半導(dǎo)體晶粒則布置于所述空間中；使元件對半導(dǎo)體晶粒所述表面區(qū)域上施加壓力；使所述第一與第二工具部分分離；并去除所述已處理半導(dǎo)體產(chǎn)品。本發(fā)明進一步與相應(yīng)的半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載設(shè)備有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，所述方法可為一半導(dǎo)體晶粒封裝方法，所述方法進一步包括在使所述元件對所述半導(dǎo)體晶粒所述預(yù)定表面區(qū)域上施加壓力之后，將液體狀態(tài)的材料引入所述空間之中；以及使所述材料從所述液體狀態(tài)凝固成固體狀態(tài)。所述方法例如可進一步為一半導(dǎo)體晶粒載體裝載方法，所述方法進一步包括于載體上提供半導(dǎo)體晶粒，所述載體與所述半導(dǎo)體晶粒之間則具有黏著材料；在于所述第一工具部分上提供所述半導(dǎo)體晶粒的步驟中，于所述第一工具部分上提供帶有所述半導(dǎo)體晶粒的載體；并允許所述黏著材料硬化。所述方法與相應(yīng)的裝置為已知，因此一般而言與利用元件在半導(dǎo)體晶粒表面上提供壓力有關(guān)。在所述半導(dǎo)體晶粒封裝方法的情況中，利用保護所述半導(dǎo)體晶粒的某些材料進行半導(dǎo)體產(chǎn)品封裝。
[0003]所述半導(dǎo)體晶粒本身則以多種其他方法制成于晶圓上，例如制成于硅晶圓上，且一般來說包含多數(shù)集成電路(1C)。其他的半導(dǎo)體晶?？芍瞥捎诓ＡЩ迳?。所述半導(dǎo)體晶粒的實例為芯片、傳感器、電源1C、倒裝芯片存儲器(MEM)、被動式不連續(xù)接觸墊(例如，在太陽能中使用)、發(fā)光二極管(LED)、微流芯片、生物傳感器，諸如此類，以及其組合。為了本發(fā)明敘述目的，所述半導(dǎo)體產(chǎn)品概被稱為半導(dǎo)體晶粒。晶粒可從成品半導(dǎo)體晶圓分離?？稍谒龅谝还ぞ卟糠稚咸峁┞憔Я?，但也可以將所述晶粒布置于載體上以提供所述半導(dǎo)體晶粒。所述晶粒的多數(shù)接觸墊可能需要保持開放，因此不應(yīng)被封裝。對于傳感器而言，一般而言傳感器區(qū)域保持為開放，而對于電源1C而言，散熱器上的窗口必須保持開放，以允許連接至所述電源1C的散熱器與環(huán)境之間的良好熱接觸。在晶粒封裝時，可能需要多數(shù)開放區(qū)域或窗口。為了在所述封裝中形成所述開放窗口，當(dāng)維持所述半導(dǎo)體產(chǎn)品于所述第一與第二工具部分之間的空間中時，以元件與所述半導(dǎo)體晶粒接觸，在此封裝方法中，所述第一與第二工具部分為第一與第二外模插入元件。所述元件或插入元件(也稱為插入件)可以固定方式附加至所述第二工具部分，或可具備裝載彈簧以已知方法施加壓力。在兩者情形中，與所述插入件接觸的所述晶粒(所述半導(dǎo)體產(chǎn)品)的表面高度，應(yīng)該要能提供良好的接觸?！疤摺钡木Я１砻媸顾霾迦朐谒鼍ЯＩ鲜┘舆^高的壓力，而可能傷害所述晶粒。“太低”的晶粒表面使所述插入元件無法于所述表面上施加足夠的壓力，造成所述封裝材料于所述開放窗口上擠出或滲出。所述高度限制嚴(yán)格限制所述封裝工藝的處理窗口。
[0004]此外，由所述(可位移)插入元件施加的力量為定常數(shù)，但如果所述插入元件比所述晶粒為寬時，可能因為所述空間中的封裝材料而抵銷力量。于所述插入元件下方提供的封裝材料“溢出”所述晶粒，將造成抵銷所述力量的另一力量，并因此由所述插入元件于所述晶粒上施加壓力。于所述第一與第二外模插入元件之間的空間中的晶粒配置將進一步使所述封裝材料抵達所述晶粒下方，因此在所述晶粒上施加一力量，此力量是相對于所述插入元件所施加的力量。因此，對所述晶粒所施加的總壓力將增加，對所述晶粒造成傷害。所述現(xiàn)象甚至進一步局限所述封裝工藝的處理窗口。
[0005]在所述半導(dǎo)體晶粒載體裝載方法的情況中，對所述半導(dǎo)體晶粒施加壓力，而在所述黏著材料硬化時，所述黏著材料將在所述半導(dǎo)體晶粒與所述載體之間提供良好黏著。此方法也稱為燒結(jié)法。在此方法中，一般而言也在與所述插入元件接觸的所述晶粒表面中存在高度變化，因此使得對所述晶粒上施加的壓力過高或過低。太高的壓力也可能對所述晶粒造成傷害，而太低的壓力則在所述晶粒與載體之間無法形成足夠的黏著及/或接觸。在此情況中所述處理窗口也同樣嚴(yán)格受限于所述半導(dǎo)體產(chǎn)品上的高度限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一項目標(biāo)為提供一半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載方法，所述方法提供處理窗口，而不受到與插入元件接觸的所述半導(dǎo)體晶粒的表面高度變化的限制。
[0007]本發(fā)明的另一或替代目標(biāo)為提供一半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載方法，所述方法于所述半導(dǎo)體晶粒上提供明確定義的壓力，所述壓力則至少大部分與多數(shù)處理變數(shù)無關(guān)。
[0008]而仍為本發(fā)明的另一或替代目標(biāo)為提供一可靠的方法與設(shè)備，以保持封裝處理中暴露區(qū)域清潔，特別是用于具有大量高度變化的產(chǎn)品。
[0009]而仍為本發(fā)明的另一或替代目標(biāo)為提供一方法與設(shè)備，其中可將在處理開始時由插入元件對半導(dǎo)體晶粒表面上所施加的壓力設(shè)定為低數(shù)值。
[0010]而仍為本發(fā)明的另一或替代目標(biāo)為提供一方法與設(shè)備，其允許在支撐基板(引導(dǎo)框架)或工具部分上欲被進一步處理的多數(shù)半導(dǎo)體晶粒，能具有對于高度變化的高容許性，進而節(jié)省成本。
[0011 ] 所述目標(biāo)的一或多項可透過半導(dǎo)體晶粒封裝或載體裝載方法實現(xiàn)，所述方法包括以下步驟:
[0012]-提供第一工具部分，所述第一工具部分被構(gòu)造與布置以在關(guān)聯(lián)于所述第一工具部分的多數(shù)位置處，支撐多重(多于一個)半導(dǎo)體晶粒；
[0013]-在所述關(guān)聯(lián)于所述第一工具部分的所述位置提供多數(shù)半導(dǎo)體晶粒；
[0014]-提供第二工具部分，所述第一與第二工具部分的一個包括多數(shù)可位移插入元件，所述可位移插入元件被構(gòu)造與布置以允許由每一可位移插入元件對提供于所述第一工具部分上的半導(dǎo)體晶粒表面區(qū)域上施加壓力，所述關(guān)聯(lián)于所述第一工具部分所述位置的每一位置都與一或多個可位移插入元件關(guān)聯(lián)；
[0015]-將所述第一與第二工具部分聯(lián)合，因此于所述第一與第二工具部分之間定義一空間，在所述空間中布置所述半導(dǎo)體晶粒；
[0016]-使所述可位移插入元件對所述半導(dǎo)體產(chǎn)品的所述表面區(qū)域上施加力量；
[0017]-監(jiān)控由每一可位移插入元件所施加的力量；
[0018]-將由每一可位移插入元件所施加的力量調(diào)節(jié)為預(yù)定力量；
[0019]-分開所述第一與第二工具部分；以及
[0020]-去除所述已處理半導(dǎo)體晶粒。
[0021]在具體實施例中，由每一可位移插入元件所施加的力量是于比例積分微分(PID)控制下所調(diào)節(jié)，所述PID控制具備代表所述預(yù)定力量的設(shè)定點，此被驗證為一種用于設(shè)定與控制由所述插入件所施加的力量的有效方法。
[0022]在較佳具體實施例中，由每一可位移插入元件所施加的力量，是由在可膨脹裝置中于每一可位移插入元件上所作用的流體壓力所提供，在具體實施例中，可于每一可位移插入元件上作用相同的流體壓力。所述空氣壓力可受到精確、快速、有效的控制，而由所述插入元件進行非常良好的壓力調(diào)節(jié)。有利的是，所述可膨脹裝置包括至少一活塞、伸縮囊與薄膜的一個，提供可膨脹插入元件被驗證為是可靠的方法。
[0023]在另一較佳具體實施例中，可位移插入元件為傾斜，因此所述可位移插入元件的接觸表面與所述半導(dǎo)體晶粒的表面平行對齊，由所述可位移插入元件在所述表面上施加力量。此允許所述插入元件適用于提供于所述第一工具元件上具有傾斜形式的所述半導(dǎo)體晶粒，或適用于由于其他理由而傾斜的所述半導(dǎo)體晶粒表面。所述對于半導(dǎo)體晶粒傾斜表面的適用性，可跨及所述表面提供均勻壓力。這使得能適用于具有大傾斜度變化的晶粒。否貝1J，將于所述表面“較高”的部分施加過高的壓力，造成對所述半導(dǎo)體晶粒的傷害，而對于所述半導(dǎo)體晶粒表面“較低”的部分形成過低的壓力。
[0024]在具體實施例中，所述方法進一步包括于所述半導(dǎo)體晶粒和所述可位移插入元件之間提供塑料薄膜的步驟。所述塑料薄膜改善保持所述半導(dǎo)體晶粒所述表面區(qū)域的清潔。
[0025]在另一具體實施例中，所述可膨脹裝置的可變形元件是在至少一可位移插入元件上作用，這在某些應(yīng)用中允許由可膨脹裝置啟動多數(shù)插入件。實際上，所述方法能夠非?？焖俚倪M行調(diào)整，以處理具有另一種布置的半導(dǎo)體產(chǎn)品。有效率地是，所述可變形元件包括軟性材料，像是硅氧樹脂材料。
[0026]而在另一具體實施例中，所述可膨脹裝置的平板利用繞著中心點傾斜的方式，在二或三個可位移插入元件上作用及施加實質(zhì)上相等的力量，這可驗證在處理多數(shù)小型半導(dǎo)體產(chǎn)品布置時是為有效的。
[0027]本發(fā)明進一步與半導(dǎo)體晶粒封裝方法有關(guān)，所述方法進一步包括以下步驟:
[0028]-在使所述可位移插入元件對所述半導(dǎo)體晶粒的所述表面區(qū)域上施加力量之后，引入液體狀態(tài)的封裝材料至所述空間之中；
[0029]-監(jiān)控所述空間中的壓力；
[0030]-將由所述可位移插入元件所施加的力量調(diào)節(jié)為所述預(yù)定力量，所述預(yù)定力量則與所述空間中所述壓力相關(guān)；以及
[0031]-使所述封裝材料從所述液體狀態(tài)凝固為固體狀態(tài)。
[0032]本發(fā)明仍進一步與半導(dǎo)體晶粒載體裝載方法有關(guān)，所述方法進一步包括以下步驟:
[0033]-在載體上提供所述半導(dǎo)體晶粒，于所述載體及所述半導(dǎo)體晶粒之間具有黏著材料；