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_3

文档序号:9493825阅读:来源:国知局
晶粒。所述第一工具部分适用于支撑多重半导体晶粒,其一般来说可为整合于某些较大半导体产品中的数百个半导体晶粒。因此所述方法与相应设备允许非常高的产量,每一次可以处理许多晶粒。透过所述插入件而保持开放的所述晶粒表面区域为0.2至20平方毫米的大小。由可位移插入件施加的压力则例如为1巴、5巴至数十或甚至数百巴的大小,例如100巴。所述温度可从摄氏数十度至摄氏数百度的范围,例如摄氏300度。
[0068]图4a、图4b与图4c显示半导体产品10的各种配置,所述半导体产品10包括实际上可能存在的载体20。图4a显示一种或多或少的理想情况,其中包括在所述半导体产品中所述晶粒11的顶部表面与其底部表面平行,因此所述顶部表面也与所述第一工具元件110的接触表面平行。所述半导体晶粒顶部表面的高度Ha则在所述第一工具元件所述接触表面以上具体指定的高度处。图4b显示另一种可比的半导体产品的配置。其顶部表面为倾斜,且在所述高侧的高度Hbl与在所述低侧的高度Hb2都不等于所述参考高度Ha。图4c显示另一晶粒11的配置,其由黏着材料30黏着至基板20。因为并非均匀提供所述黏着材料,因此所述半导体产品10的顶部表面并不平行于所述第一工具部分110的接触表面,且两者高度He 1与Hc2都不等于参考高度Ha。所述插入元件200将适用于图4a、图4b与图4c中所示的所述配置,以在所述半导体产品所述顶部表面上施加均匀预定压力。所述半导体产品允许100晕米大小的尚度与倾斜容许性。
[0069]图5显示所述流体流动装置500的示意呈现。提供工厂空气供应器至工厂空气调节器540,并接着利用升压器550形成例如大约十八倍工厂空气压力的较高压力。接着所述流体(空气)通过流体通道520至主要阀565与比例积分微分(PID)压力控制器560,所述PID压力控制器560控制所述主要阀565。于所述第一与第二外模部分之中的空间中提供复合压力传感器590,以监测所述空间中所述封装或复合材料的压力。所述压力传感器590的信号则传递至系统控制器580。所述系统控制器580提供所述PID压力控制器560所述流体通道510与流体腔室440之中的所述流体(空气)压力的设定点。
[0070]所述流体通道510与流体腔室440之中的压力则由所述PID压力控制器560 (其包括压力传感器)监控,也传回至所述系统控制器580。进一步使用所述系统控制器580设定所述PID压力控制器560的比例、积分与微分参数,所述参数用于调节所述主要阀565,以设定所述流体流率。允许某些流体从所述流体通道510通过可调整针阀570离开,因为所述流体可透过所述可调整针阀570从所述流体腔室离开,而能降低所述流体腔室440中的压力设定。
[0071]所述流体腔室440中的流体压力决定所述插入元件200施加的力量。所述插入元件200施加的力量正比于所述流体腔室440中的压力。监控所述流体腔室440中的压力也因此监控由所述插入元件200施加的力量,以及因此监控在所述半导体产品上施加的压力。所述PID压力控制器560则因此只做为一种在PID控制下,控制由所述插入件200所施加的力量的PID压力控制器。所述流体腔室中的压力,以及因此由所述可位移插入件施加的力量便因此以适宜的频宽实时监测及调节,所述频宽可为数百赫兹的大小,例如,200赫兹,但如果需要时也可以为较低或较高的频宽。
[0072]图6a中显示应用实例。在第一外模部分110上提供包括晶粒的半导体产品10,而插入件200于所述半导体产品上施加力量F1,造成在所述半导体产品上施加的压力。接着利用(未图示)液体封装或复合材料填充所述第一与第二外模部分110、120与所述插入件200之间的空间130。一般而言所述封装材料以多数丸剂提供,所述丸剂在引入至所述空间130之前融化。需要由力量F1提供预定压力以保持所述产品10晶粒顶部侧开放及清洁。在利用所述复合材料填充所述空间130的期间,所述复合材料将于所述插入件200上施加增加压力,其形成复合力量FC,这将抵销所述力量F1。因此由所述插入件施加额外的力量F2,以保持在所述产品10上施加的固定压力。同样的,在所述复合(封装)材料硬化期间,通常所述复合压力将会改变。因此由复合压力传感器590(未于图6a中图示,但图示于图5中)测量所述复合材料的压力,并传递至所述系统控制器580,以提供经校正设定压力值至所述PID压力控制器560。所述空间中的压力也由所述压力传感器590以频宽实时监测,所述频宽可与所述流体腔室440中压力测量的频宽相比。由所述插入件200于所述半导体产品所述晶粒上所施加的力量则被设定,因此由所述插入件200于所述产品上施加的压力超过所述空间的复合压力,例如,超过所述空间中所述复合压力的1_20%。
[0073]图6b中显示另一应用实例。在第一外模部分110上所述空间130中提供半导体产品10,所述半导体产品10包括安装于散热器50上的电源1C。所述插入件200则用于在具备所述散热器50的所述产品10上施加预定压力(在缺乏所述复合材料下是由力量F1提供)。为了抵销由填充至所述空间130中所述复合材料所形成的压力效果,需要由所述插入件施加额外力量F2,其再次受到因为调节所述可膨胀装置400之中所述流体压力的影响。
[0074]图6c显示半导体产品,所述半导体产品包括传感器晶粒11,所述传感器晶粒11由黏着材料黏着至载体20。同样于所述第一外模部分110上提供所述产品,而在所述封装工艺期间插入件200于所述产品上施加压力。所述黏着材料提供使复合材料能够进入的开放空间。在此实例中所述复合材料将提供复合压力,所述复合压力将由所述插入件所额外于力量F1所形成的力量F2抵销,以由所述插入件于所述半导体产品10的晶粒上施加固定的净压力。
[0075]图7显示双部分工具,用以利用黏着材料30将于载体20上固定晶粒11,像是固定于引导框架上。这形成可利用以上公开的方法与设备进行封装(包装)的另一种半导体产品。所述黏着工艺可为一种烧结工艺,其中于所述载体20与所述晶粒11之间提供烧结膏。所述烧结膏可包括纯银(Ag)颗粒,所述颗粒当在预定时间间隔期间于预定压力下加热至预定温度时变转换为纯银层。将形成一种互连银颗粒的孔隙结构,其同时也互连至所述半导体产品晶粒与所述基板。一般而言,所述烧结膏可包括其他导体,像是另一种金属,例如铜(Cu)。可以在所述晶粒面向所述基板的所述表面的大范围上,或甚至其完整范围上,或是例如在选择范围上提供所述黏着材料,以例如提供(局部的)电传导性及/或热传导性。在所述黏着或烧结工艺中,由插入元件所施加的压力可以与所述晶粒或所述半导体产品的温度相关,于所述半导体上则由所述可位移插入元件施加力量。例如,可以设定与所述半导体产品或晶粒温度相关的压力曲线,例如,在所述晶粒的温度已经达到摄氏130度之前,施加最大设定压力。
[0076]为了提供所述预定压力,于第一工具部分110上提供包括所述晶粒、所述基板与所述黏着材料的所述半导体产品。于所述第一工具部分110上方提供具有可位移插入件200的第二工具部分120。接着利用以上公开用于所述封装方法的等价方法中,由所述插入件200以所述预定压力对所述晶粒施力。在所述烧结膏的加热期间,由所述插入件施加的压力受监控并在需要时调节。由所述插入件施加的压力一般而言介于1-150巴,例如40巴,这将如所述特定应用所需。在图7中所示于所述第一与第二工具部分110、120之间的所述空间中提供具备多数晶粒的多重半导体产品,以进行批次处理。每一半导体产品都具有单一关联的插入件。由每一插入件所施加的压力则受整体维持及监控。每一插入件本身都如以上参考图1至图6所公开般,调节成于其关联的所述半导体晶粒的高度与倾斜。所述三个具备多数晶粒的示例半导体产品都显示为不同的高度与倾斜。可以适应100微米量级大小的高度及/或倾斜差异,例如像是400微米。
[0077]图8a中示意显示另一具体实施例。所述图示显示布置于所述第一工具部分110上的具备多数晶粒的多重半导体产品10。每一半导体产品都具有关联的可位移插入件200。只为每一半导体产品显示插入件,而可以为每一产品运用多于一个插入件。如先前具体实施例所公开一般,利用类活塞元件410于所述插入件200上施加力量。弹性及/或可变形元件350,像是可变形硅氧树脂薄片则布置于所述类活塞元件410与多重可位移插入件200之间。所述配置也可为使所述流体腔室中的压力直接作用于弹性/可变形元件350上,而不需要固定于类活塞元件上。所述的所述弹性/可变形元件接着则作用为所述类活塞元件。在另一配置中,所述弹性/可变形元件350则布置为薄膜,如图8b所示,所述薄膜的外部周围则(直接或间接)附加至所述第二工具部分120。所述弹性及/或可变形元件允许每一插入件调整所述半导体广品关联晶粒的特别尚度与倾斜,因此可实质由每一插入件于关联产品上施加相等力量与均匀压力。所述个别插入件200联合所述可膨胀装置的弹性及/或可变形元件350,允许调节所述个别半导体产品高度与倾斜变化。图8a与图8b显示所述弹性/可变形元件具有因为对所述插入件施加的力量所形成的多数凹痕。所述插入件200附加至所述弹性/可变形元件350,而所述弹性/可变形元件350则以一种未于所述图式显示但已被知悉的方法附加至所述活塞410。
[0078]在图9a与图9b中仍示意显示另一具体实施例。所述图式显示位于第一工具部分110上的具备多数晶粒的多数半导体产品10,每一产品都具有关联可膨胀插入件200。所述插入件200连接至平板360,所述平板360可关于所述插入件倾斜。所述插入件200因此具有圆角顶部,但所述倾斜也可以利用另一方式实现
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1