半导体晶粒封装或载体装载方法与相应的半导体晶粒封装或载体装载设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明与半导体晶粒封装或载体装载方法有关，所述方法包括以下步骤:提供第一工具部分，所述第一工具部分被构造与布置以在与所述第一工具部分关联的多数位置处，支撑多重半导体晶粒，并在与所述第一工具部分关联的所述位置处，提供多数半导体晶粒；提供第二工具部分，所述第二工具部分具有多数元件，所述元件被构造与布置以由元件对提供于所述第一工具部分上的半导体晶粒的表面区域施加压力；将所述第一与第二工具部分联合，因此在所述第一与第二工具部分之间定义一空间，所述半导体晶粒则布置于所述空间中；使元件对半导体晶粒所述表面区域上施加压力；使所述第一与第二工具部分分离；并去除所述已处理半导体产品。本发明进一步与相应的半导体晶粒封装或载体装载设备有关。
【背景技术】
[0002]例如，所述方法可为一半导体晶粒封装方法，所述方法进一步包括在使所述元件对所述半导体晶粒所述预定表面区域上施加压力之后，将液体状态的材料引入所述空间之中；以及使所述材料从所述液体状态凝固成固体状态。所述方法例如可进一步为一半导体晶粒载体装载方法，所述方法进一步包括于载体上提供半导体晶粒，所述载体与所述半导体晶粒之间则具有黏着材料；在于所述第一工具部分上提供所述半导体晶粒的步骤中，于所述第一工具部分上提供带有所述半导体晶粒的载体；并允许所述黏着材料硬化。所述方法与相应的装置为已知，因此一般而言与利用元件在半导体晶粒表面上提供压力有关。在所述半导体晶粒封装方法的情况中，利用保护所述半导体晶粒的某些材料进行半导体产品封装。
[0003]所述半导体晶粒本身则以多种其他方法制成于晶圆上，例如制成于硅晶圆上，且一般来说包含多数集成电路(1C)。其他的半导体晶粒可制成于玻璃基板上。所述半导体晶粒的实例为芯片、传感器、电源1C、倒装芯片存储器(MEM)、被动式不连续接触垫(例如，在太阳能中使用)、发光二极管(LED)、微流芯片、生物传感器，诸如此类，以及其组合。为了本发明叙述目的，所述半导体产品概被称为半导体晶粒。晶粒可从成品半导体晶圆分离。可在所述第一工具部分上提供裸晶粒，但也可以将所述晶粒布置于载体上以提供所述半导体晶粒。所述晶粒的多数接触垫可能需要保持开放，因此不应被封装。对于传感器而言，一般而言传感器区域保持为开放，而对于电源1C而言，散热器上的窗口必须保持开放，以允许连接至所述电源1C的散热器与环境之间的良好热接触。在晶粒封装时，可能需要多数开放区域或窗口。为了在所述封装中形成所述开放窗口，当维持所述半导体产品于所述第一与第二工具部分之间的空间中时，以元件与所述半导体晶粒接触，在此封装方法中，所述第一与第二工具部分为第一与第二外模插入元件。所述元件或插入元件(也称为插入件)可以固定方式附加至所述第二工具部分，或可具备装载弹簧以已知方法施加压力。在两者情形中，与所述插入件接触的所述晶粒(所述半导体产品)的表面高度，应该要能提供良好的接触。“太高”的晶粒表面使所述插入元件在所述晶粒上施加过高的压力，而可能伤害所述晶粒。“太低”的晶粒表面使所述插入元件无法于所述表面上施加足够的压力，造成所述封装材料于所述开放窗口上挤出或渗出。所述高度限制严格限制所述封装工艺的处理窗口。
[0004]此外，由所述(可位移)插入元件施加的力量为定常数，但如果所述插入元件比所述晶粒为宽时，可能因为所述空间中的封装材料而抵销力量。于所述插入元件下方提供的封装材料“溢出”所述晶粒，将造成抵销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压力。于所述第一与第二外模插入元件之间的空间中的晶粒配置将进一步使所述封装材料抵达所述晶粒下方，因此在所述晶粒上施加一力量，此力量是相对于所述插入元件所施加的力量。因此，对所述晶粒所施加的总压力将增加，对所述晶粒造成伤害。所述现象甚至进一步局限所述封装工艺的处理窗口。
[0005]在所述半导体晶粒载体装载方法的情况中，对所述半导体晶粒施加压力，而在所述黏着材料硬化时，所述黏着材料将在所述半导体晶粒与所述载体之间提供良好黏着。此方法也称为烧结法。在此方法中，一般而言也在与所述插入元件接触的所述晶粒表面中存在高度变化，因此使得对所述晶粒上施加的压力过高或过低。太高的压力也可能对所述晶粒造成伤害，而太低的压力则在所述晶粒与载体之间无法形成足够的黏着及/或接触。在此情况中所述处理窗口也同样严格受限于所述半导体产品上的高度限制。
【发明内容】
[0006]本发明的一项目标为提供一半导体晶粒封装或载体装载方法，所述方法提供处理窗口，而不受到与插入元件接触的所述半导体晶粒的表面高度变化的限制。
[0007]本发明的另一或替代目标为提供一半导体晶粒封装或载体装载方法，所述方法于所述半导体晶粒上提供明确定义的压力，所述压力则至少大部分与多数处理变数无关。
[0008]而仍为本发明的另一或替代目标为提供一可靠的方法与设备，以保持封装处理中暴露区域清洁，特别是用于具有大量高度变化的产品。
[0009]而仍为本发明的另一或替代目标为提供一方法与设备，其中可将在处理开始时由插入元件对半导体晶粒表面上所施加的压力设定为低数值。
[0010]而仍为本发明的另一或替代目标为提供一方法与设备，其允许在支撑基板(引导框架)或工具部分上欲被进一步处理的多数半导体晶粒，能具有对于高度变化的高容许性，进而节省成本。
[0011 ] 所述目标的一或多项可透过半导体晶粒封装或载体装载方法实现，所述方法包括以下步骤:
[0012]-提供第一工具部分，所述第一工具部分被构造与布置以在关联于所述第一工具部分的多数位置处，支撑多重(多于一个)半导体晶粒；
[0013]-在所述关联于所述第一工具部分的所述位置提供多数半导体晶粒；
[0014]-提供第二工具部分，所述第一与第二工具部分的一个包括多数可位移插入元件，所述可位移插入元件被构造与布置以允许由每一可位移插入元件对提供于所述第一工具部分上的半导体晶粒表面区域上施加压力，所述关联于所述第一工具部分所述位置的每一位置都与一或多个可位移插入元件关联；
[0015]-将所述第一与第二工具部分联合，因此于所述第一与第二工具部分之间定义一空间，在所述空间中布置所述半导体晶粒；
[0016]-使所述可位移插入元件对所述半导体产品的所述表面区域上施加力量；
[0017]-监控由每一可位移插入元件所施加的力量；
[0018]-将由每一可位移插入元件所施加的力量调节为预定力量；
[0019]-分开所述第一与第二工具部分；以及
[0020]-去除所述已处理半导体晶粒。
[0021]在具体实施例中，由每一可位移插入元件所施加的力量是于比例积分微分(PID)控制下所调节，所述PID控制具备代表所述预定力量的设定点，此被验证为一种用于设定与控制由所述插入件所施加的力量的有效方法。
[0022]在较佳具体实施例中，由每一可位移插入元件所施加的力量，是由在可膨胀装置中于每一可位移插入元件上所作用的流体压力所提供，在具体实施例中，可于每一可位移插入元件上作用相同的流体压力。所述空气压力可受到精确、快速、有效的控制，而由所述插入元件进行非常良好的压力调节。有利的是，所述可膨胀装置包括至少一活塞、伸缩囊与薄膜的一个，提供可膨胀插入元件被验证为是可靠的方法。
[0023]在另一较佳具体实施例中，可位移插入元件为倾斜，因此所述可位移插入元件的接触表面与所述半导体晶粒的表面平行对齐，由所述可位移插入元件在所述表面上施加力量。此允许所述插入元件适用于提供于所述第一工具元件上具有倾斜形式的所述半导体晶粒，或适用于由于其他理由而倾斜的所述半导体晶粒表面。所述对于半导体晶粒倾斜表面的适用性，可跨及所述表面提供均匀压力。这使得能适用于具有大倾斜度变化的晶粒。否贝1J，将于所述表面“较高”的部分施加过高的压力，造成对所述半导体晶粒的伤害，而对于所述半导体晶粒表面“较低”的部分形成过低的压力。
[0024]在具体实施例中，所述方法进一步包括于所述半导体晶粒和所述可位移插入元件之间提供塑料薄膜的步骤。所述塑料薄膜改善保持所述半导体晶粒所述表面区域的清洁。
[0025]在另一具体实施例中，所述可膨胀装置的可变形元件是在至少一可位移插入元件上作用，这在某些应用中允许由可膨胀装置启动多数插入件。实际上，所述方法能够非常快速的进行调整，以处理具有另一种布置的半导体产品。有效率地是，所述可变形元件包括软性材料，像是硅氧树脂材料。
[0026]而在另一具体实施例中，所述可膨胀装置的平板利用绕着中心点倾斜的方式，在二或三个可位移插入元件上作用及施加实质上相等的力量，这可验证在处理多数小型半导体产品布置时是为有效的。
[0027]本发明进一步与半导体晶粒封装方法有关，所述方法进一步包括以下步骤:
[0028]-在使所述可位移插入元件对所述半导体晶粒的所述表面区域上施加力量之后，引入液体状态的封装材料至所述空间之中；
[0029]-监控所述空间中的压力；
[0030]-将由所述可位移插入元件所施加的力量调节为所述预定力量，所述预定力量则与所述空间中所述压力相关；以及
[0031]-使所述封装材料从所述液体状态凝固为固体状态。
[0032]本发明仍进一步与半导体晶粒载体装载方法有关，所述方法进一步包括以下步骤:
[0033]-在载体上提供所述半导体晶粒，于所述载体及所述半导体晶粒之间具有黏着材料；