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      具有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體裸芯層疊裝置的制造方法

      文檔序號(hào):11542439閱讀:237來(lái)源:國(guó)知局
      具有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體裸芯層疊裝置的制造方法
      本發(fā)明的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體裝置。

      背景技術(shù):
      對(duì)便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品需求的迅猛增長(zhǎng)推進(jìn)了對(duì)高容量存儲(chǔ)裝置的需求。如閃存卡的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置開(kāi)始被廣泛地使用以滿足對(duì)數(shù)字信息存儲(chǔ)和交換的日益增長(zhǎng)的需求。這類存儲(chǔ)裝置的便攜性、多功能性和樸實(shí)耐用的設(shè)計(jì),連同其高可靠性和大容量,已使得他們可理想地用于多種多樣的電子設(shè)備,包括例如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字音樂(lè)播放器、視頻游戲控制器、PDA和移動(dòng)電話。雖然已知多種多樣的封裝結(jié)構(gòu),但閃存卡通??杀恢茷橄到y(tǒng)級(jí)封裝(SiP)或多裸芯模塊(MCM),其中多個(gè)裸芯以堆疊式結(jié)構(gòu)安裝在襯底上。現(xiàn)有技術(shù)的圖1和圖2中示出了常規(guī)半導(dǎo)體封裝20(無(wú)模塑料)的邊視圖。典型的封裝包括安裝至襯底26的多個(gè)半導(dǎo)體裸芯22、24。盡管未在圖1和圖2中示出,該半導(dǎo)體裸芯可在裸芯的上表面上形成有裸芯焊盤(pán)。襯底26可形成有夾在上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間的電絕緣核。該上和/或下導(dǎo)電層可被刻蝕以形成包括電導(dǎo)線和接觸墊(contactpad)的電導(dǎo)圖案。焊線30被焊接在半導(dǎo)體裸芯22、24的裸芯焊盤(pán)和襯底26的接觸墊之間,以將半導(dǎo)體裸芯電連接至襯底。襯底上的該電導(dǎo)線因此提供裸芯和主設(shè)備之間的電通路。一旦裸芯和襯底之間形成電連接,該組件就典型地被包封在模塑料中以提供保護(hù)性封裝。已知的是使用偏移式結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有技術(shù)的圖1)或堆疊式結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有技術(shù)的圖2)將半導(dǎo)體裸芯互相疊放起來(lái)。在圖1的偏移式結(jié)構(gòu)中,各裸芯有偏移地堆疊,以使得下方的下一個(gè)裸芯的焊盤(pán)露出。該偏移需要襯底上的較大覆蓋區(qū)(占用區(qū)),而襯底上的空間非常寶貴。在圖2的堆疊式結(jié)構(gòu)中,兩個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體裸芯以一個(gè)直接位于另一個(gè)之上的方式堆疊,從而相較于偏移式結(jié)構(gòu),在襯底上的占用區(qū)較小。然而,在堆疊式結(jié)構(gòu)中,必須在相鄰的半導(dǎo)體裸芯之間提供用于焊線30的空間。除了焊線30本身的高度之外,還必須在焊線上方留出額外的空間,因?yàn)橐粋€(gè)裸芯的焊線30與上方的下一個(gè)裸芯的焊線如接觸可能導(dǎo)致電短路。如圖2所示,因此已知的是提供電介質(zhì)隔離層34來(lái)為焊線30提供足夠的空間以將焊線30焊接至下方裸芯24上的裸芯焊盤(pán)。一旦裸芯從晶片上被切下,各裸芯被拾取且放置在基板的面板上各自的位置上,在未固化的裸芯附接粘合劑層的上部。在裸芯連接在給定的基板位置之前,使用目視檢查以對(duì)準(zhǔn)裸芯與各基板位置。如果在特定實(shí)例沒(méi)有檢查到恰當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn),或者發(fā)現(xiàn)基板位置的某些其它問(wèn)題,則跳過(guò)該基板位置且將裸芯設(shè)置在下一個(gè)基板。圖3是裸芯42已經(jīng)固定到各基板位置44上后基板面板40的開(kāi)始兩列的現(xiàn)有技術(shù)圖。如圖所示,已經(jīng)跳過(guò)一個(gè)基板位置44a且該跳過(guò)的位置44a沒(méi)有容納半導(dǎo)體裸芯42。在裸芯最初設(shè)在基板位置時(shí),裸芯附接粘合劑是B-階段粘合劑,是粘的以保持住裸芯,但是尚未完全固化。裸芯附接粘合劑可在層疊工藝中固化,在此過(guò)程中,將壓力和熱施加到裸芯附接粘合劑。熱由其上支撐基板面板的工作站施加到基板的下側(cè)。壓力由層疊頭施加到裸芯的上表面,現(xiàn)有技術(shù)圖4和5中示出其示例。層疊頭50是包括一行層疊墊52的單體件。墊52在行中的數(shù)量可匹配一列基板面板l40中的基板位置44的數(shù)量。在所示的示例中,有四個(gè)基板位置44和四個(gè)層疊墊52。例如,如現(xiàn)有技術(shù)圖6所示,層疊頭50需要調(diào)整為與支撐基板面板40的工作站成平行關(guān)系。如果該步驟跳過(guò)或沒(méi)有恰當(dāng)執(zhí)行,則層疊頭可能相對(duì)于基板面板傾斜一定的角度。對(duì)于單體結(jié)構(gòu)的層疊頭50,當(dāng)層疊頭的一個(gè)邊緣在基板面板的一個(gè)邊緣接觸裸芯時(shí),層疊面板的相對(duì)邊緣不可能在基板面板的相對(duì)邊緣適當(dāng)接觸裸芯。這樣,單體式層疊頭50可能對(duì)在基板面板40的一個(gè)邊緣上的裸芯42施加的力太大,而對(duì)在基板面板40的相對(duì)邊緣上的裸芯42施加的力不足?,F(xiàn)在參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)圖7,因各種原因也可能發(fā)生某些裸芯42在面板40的表面之上延伸高出其它的裸芯42。例如,在圖7中,裸芯42a高于其它的裸芯42,并且裸芯42b較低。在此情況下,單體式層疊頭50在裸芯42a上施加的力大于在其它的裸芯42上施加的力,并且在裸芯42b上施加的力小于其它裸芯42上施加的力?,F(xiàn)在參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)圖8和9,其中列中的每個(gè)基板位置已經(jīng)容納半導(dǎo)體裸芯,可控制層疊頭施加在每個(gè)裸芯上的力。例如,可希望在每個(gè)半導(dǎo)體裸芯42上施加30N的力F1。因此,層疊頭可在該示例中施加一相反的力F2,30Nx4=120N。然而,如上所述,可能發(fā)生列中的基板位置44a不容納半導(dǎo)體裸芯42的情況,如圖9所示。層疊頭50仍然施加向下的力120N。然而,在此情況下,僅由三個(gè)半導(dǎo)體裸芯42承受該力。這樣,該列中每個(gè)裸芯42上的力F3就不希望地增加到了120/3=40N。附圖說(shuō)明圖1和2是現(xiàn)有技術(shù)的省略模塑料的兩個(gè)常規(guī)半導(dǎo)體封裝體設(shè)計(jì)的邊視圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裸芯安裝到基板示例的一部分基板面板的俯視圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)的用于層疊半導(dǎo)體裸芯到基板面板的單體式層疊頭的立體圖。圖5是現(xiàn)有技術(shù)的包括層疊墊的單體式層疊頭的仰視圖。圖6是現(xiàn)有技術(shù)的單體式層疊頭不與基板面板平行的邊視圖。圖7是現(xiàn)有技術(shù)的單體式層疊頭試圖層疊不同厚度裸芯到基板面板的邊視圖。圖8和9是現(xiàn)有技術(shù)的用常規(guī)的單體式層疊頭給半導(dǎo)體裸芯施加力的邊視圖。圖10是示出根據(jù)本公開(kāi)的半導(dǎo)體裝置組裝的流程圖。圖11是更加詳細(xì)示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的裸芯附接步驟的流程圖。圖12是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的基板面板的俯視圖。圖13是來(lái)自圖12的基板面板的一列基板的俯視圖。圖14是來(lái)自圖13的一列基板的一個(gè)基板的俯視圖。圖15是來(lái)自與圖13一樣的基板面板的一列基板的俯視圖,并且進(jìn)一步包括半導(dǎo)體裸芯。圖16是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式用于獨(dú)立層疊一列半導(dǎo)體裸芯到基板面板上的層疊裝置的立體圖。圖17是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的層疊裝置的層疊氣缸的截面圖。圖18是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式用于控制層疊裝置操作的控制器的模塊圖。圖19是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式層疊不同厚度的半導(dǎo)體裸芯到基板面板上的層疊裝置的邊視圖。圖20是示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式由層疊裝置在一列半導(dǎo)體裸芯上施加力的邊視圖。圖21是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的其中層疊單元不與基板面板平行的將半導(dǎo)體裸芯層疊在基板面板上的層疊裝置的邊視圖。圖22是根據(jù)本公開(kāi)形成的半導(dǎo)體裝置的邊視圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考圖10至22描述實(shí)施方式,其涉及用于獨(dú)立層疊一列半導(dǎo)體裸芯到基板面板上的層疊裝置。應(yīng)理解,本發(fā)明可以以很多不同的形式實(shí)施,而不應(yīng)解釋為限于這里闡明的實(shí)施方式。相反,提供這些實(shí)施方式以使本公開(kāi)清楚和完整,并且向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明。當(dāng)然,本發(fā)明旨在覆蓋這些實(shí)施方式的選擇性方案、修改和等同物,而這些包括在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。此外,在本發(fā)明的下面的詳細(xì)描述中,闡述了大量的具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的更全面的理解。然而,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員清楚,本發(fā)明可在沒(méi)有這樣具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。這里可能使用的“頂部”和“底部”以及“上部”和“下部”的術(shù)語(yǔ)僅為了便利和示例性說(shuō)明的目的,而不意味著限制本發(fā)明的描述,因?yàn)樗庙?xiàng)可在位置上互換?,F(xiàn)在參考圖10和11的流程圖以及圖12-22的俯視圖、邊視圖和立體圖說(shuō)明本技術(shù)方案的實(shí)施方式。圖12是包括多個(gè)基板202的基板面板200的俯視圖。面板200允許同時(shí)將基板202批量處理成多個(gè)半導(dǎo)體裝置262(圖22),以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益?;迕姘?01上基板202的行數(shù)(沿著基板面板的長(zhǎng)度的x方向上)和列數(shù)(在基板面板的寬度上的y方向上)僅作為示例示出,并且基板202的行和/或列數(shù)可在其他實(shí)施方式中變化。一單列基板202示出在圖13中(相對(duì)于圖12旋轉(zhuǎn)90度),并且單個(gè)基板202的示例示出在圖14的俯視圖中?;?02可為各種不同的裸芯載體介質(zhì),包括印刷電路板(PCB)、引線框或卷帶式自動(dòng)接合(TAB)帶。如果基板202是PCB,則基板可由各種導(dǎo)電層形成,其每一個(gè)由電介質(zhì)核或芯分開(kāi)?;?02中的層數(shù)可在選擇性實(shí)施方式中變化。再參考圖10的流程圖,在步驟100中,基板202被鉆孔,以在基板202中限定貫通過(guò)孔215。過(guò)孔215(某些在圖14中編了號(hào))提供為在基板202的不同層之間傳輸信號(hào)。所示的過(guò)孔215的數(shù)量和位置僅為示例,并且基板可比圖示包括更多的過(guò)孔205,它們可在與圖中所示的位置不同的位置。接下來(lái),導(dǎo)電圖案可在步驟104中形成在核或芯(一個(gè)或多個(gè))上提供的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層中。頂部和底部導(dǎo)電層中的導(dǎo)電圖案可通過(guò)不同的方法形成,例如包括絲網(wǎng)印刷和光刻。導(dǎo)電圖案的示例示出在圖14的頂層中。應(yīng)理解,一個(gè)或多個(gè)其余的導(dǎo)電層也可具有這里限定的導(dǎo)電圖案?;?02中的導(dǎo)電圖案(一個(gè)或多個(gè))可包括電跡線216和接觸墊或焊盤(pán)218(某些在圖中編了號(hào))。跡線216和接觸墊218僅以示例的方式示出,并且基板202可包括比圖中所示更多的跡線和/或接觸墊,它們可以以與圖中所示的設(shè)置不同的方式設(shè)置。其它的結(jié)構(gòu)也可提供在導(dǎo)電圖案中,例如,測(cè)試半導(dǎo)體裝置262運(yùn)行的探針?;迕姘?00還可包括在基板202輪廓外的目視檢測(cè)標(biāo)記206和/或208。標(biāo)記206/208的形狀提供為使它們可由如下說(shuō)明的目視檢測(cè)相機(jī)識(shí)別。然而,標(biāo)記206和/或208的形狀僅為示例,并且可在其它實(shí)施方式中為其它形狀。目視檢測(cè)標(biāo)記206、208的使用將在下面進(jìn)行更加詳細(xì)地說(shuō)明。再一次參考圖10,基板202接下來(lái)可在步驟108中在自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)中被檢測(cè)。一旦檢測(cè),在步驟112中,焊接掩模層可被施加到基板202的上和/或下表面。焊接掩模層(一個(gè)或多個(gè))由聚合物形成,其為導(dǎo)電圖案的銅跡線提供保護(hù)層且防止焊料流過(guò)暴露的接觸墊和探針,從而防止短路。在形成阻焊膜層后,頂層和底層上的導(dǎo)電圖案的暴露部分(例如包括接觸墊218)可在步驟114中以已知的電解電鍍、無(wú)電鍍或薄膜沉積工藝鍍以Ni/Au層等。在步驟116中,基板202可在自動(dòng)檢測(cè)工藝(AVI)中被檢驗(yàn)和測(cè)試,并且在步驟120中,基板可經(jīng)受最終目視檢測(cè)(FVI)以檢查電操作,以及檢查污染、劃痕和變色。假如基板202通過(guò)檢測(cè),一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體裸芯接下來(lái)可在步驟122中被附接到基板202的頂表面。裸芯附接步驟122的進(jìn)一步細(xì)節(jié)分別參考圖11的流程圖以及圖15、16和17的俯視圖、立體圖和截面邊視圖進(jìn)行說(shuō)明。在步驟142中,裸芯附接粘合劑層被施加到基板的表面。裸芯附接粘合劑可施加為B-階段粘合劑;粘而且半固態(tài)但尚未固化到完全固態(tài)的C-階段??刹捎玫穆阈靖浇诱澈蟿┑氖纠蓾h高中國(guó)(HenkelChina)制造,其總部設(shè)在中國(guó)上海,品牌名稱為Ablestik。在步驟144中,取放機(jī)器人(未示出)運(yùn)載半導(dǎo)體裸芯220到基板面板200,并且如圖15的基板列所示,將其設(shè)置在基板202上的B-階段裸芯附接粘合劑上。取放機(jī)器人包括一個(gè)或多個(gè)定位相機(jī),其檢測(cè)相鄰于每個(gè)基板202的目視檢測(cè)標(biāo)記206、208的位置。這使得裸芯220能夠在基板上在x和y方向上適當(dāng)定位。如果目視定位相機(jī)不能檢測(cè)標(biāo)記206和/或208,或者對(duì)于特定實(shí)例的基板202檢測(cè)到某些其它問(wèn)題,取放機(jī)器人跳過(guò)該實(shí)例(這里不設(shè)置裸芯220),并且運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)基板202實(shí)例。因此,在圖15的示例中,基板202的實(shí)例202a沒(méi)有容納裸芯220,而基板列中的其余實(shí)例容納了裸芯220。在裸芯220被放置在基板202上后,熱和壓力被施加到裸芯220和基板202以固化裸芯附接粘合劑到C-階段固態(tài)。一旦裸芯附接粘合劑固化到其C-階段,裸芯220牢固地附接到基板202。基板面板200支撐在包括加熱元件的工作站(未示出)上。在步驟146中,加熱基板以加熱裸芯附接粘合劑。結(jié)合步驟146,執(zhí)行層疊步驟148,其中壓力被施加到裸芯的頂表面以固化粘合劑,同時(shí)將裸芯壓向基板。根據(jù)本技術(shù)方案,壓力可通過(guò)采用包括獨(dú)立層疊頭的層疊裝置同時(shí)獨(dú)立地被施加到多個(gè)實(shí)例裸芯和基板?,F(xiàn)在,將參考圖16至18說(shuō)明根據(jù)本技術(shù)方案的層疊裝置230的示例。圖16示出了基板面板200的一個(gè)示例,其具有一列四個(gè)基板202實(shí)例。在該實(shí)施方式中,層疊裝置230包括四個(gè)層疊單元234、236、238和240,其每一個(gè)匹配該列中基板202和裸芯220的每個(gè)實(shí)例的位置。應(yīng)理解,一列基板可包括多于或少于四個(gè)的基板,并且層疊裝置230可包括對(duì)應(yīng)數(shù)量的更多或更少的層疊單元。在其它實(shí)施方式中,層疊裝置230上的層疊單元的數(shù)量可少于面板200的一列基板中基板202的數(shù)量。層疊單元234、236、238和240的每個(gè)可彼此相同。這樣,下面描述的層疊單元234應(yīng)用到層疊裝置230中其它層疊單元的每一個(gè)。在所示的實(shí)施方式中,層疊單元234可由氣動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)。然而,應(yīng)注意,其它執(zhí)行器也可用于層疊單元234的執(zhí)行部分以在裸芯220的頂表面上施加壓力。這樣的另外的執(zhí)行器包括電磁線圈(solenoid)和其它電磁電動(dòng)機(jī)。如果采用氣動(dòng)裝置,層疊單元234可包括驅(qū)動(dòng)氣缸244,其包括進(jìn)氣端口246和排氣端口248。第一軟管274(圖18)可連接到進(jìn)氣端口246,其中第一軟管選擇性地連接到增壓氣源272。第二軟管276可類似地連接到排氣端口248,其中第二軟管選擇性地連接到增壓氣源(其可為源272或不同的源)。圖17是驅(qū)動(dòng)氣缸244的內(nèi)部的截面圖。增壓氣體可供應(yīng)到進(jìn)氣端口246,而排氣端口248向環(huán)境壓力敞開(kāi)。在此情況下,活塞271向下驅(qū)動(dòng)?;钊?71進(jìn)而連接到驅(qū)動(dòng)軸273,驅(qū)動(dòng)軸273與活塞271一起向下驅(qū)動(dòng)。如下所說(shuō)明,驅(qū)動(dòng)軸273連接到臂252,臂252在單個(gè)裸芯220上施加向下的力。提供到進(jìn)氣端口246的增壓氣體的量控制了由臂施加到裸芯220上的力。向下的力可被保持預(yù)定的時(shí)間段,例如五秒,盡管向下的力在其它實(shí)施方式中可保持比此更長(zhǎng)或更短的時(shí)間段。在預(yù)定的時(shí)間段過(guò)后,進(jìn)氣端口246的壓力可打開(kāi)至環(huán)境壓力,并且壓力被施加到排氣端口248。在此情況下,活塞271和驅(qū)動(dòng)軸273可向上運(yùn)動(dòng),從裸芯220去除臂。應(yīng)理解,驅(qū)動(dòng)氣缸244在其它實(shí)施方式中可采用其它氣動(dòng)方案和部件,例如包括氣動(dòng)電磁閥(solenoidvalve)。再一次參見(jiàn)圖16,驅(qū)動(dòng)軸273從驅(qū)動(dòng)氣缸244延伸且連接到臂252。臂252在具有層疊頭256與其固定的基部254終止?;?54和層疊頭256與面板200上使用的裸芯220的足印或占用區(qū)匹配。如上所述,臂252、基部254和層疊頭256在施加的增壓氣體到進(jìn)氣端口246時(shí)向下運(yùn)動(dòng),從而層疊頭256在其上設(shè)置有層疊墊的裸芯220上施加向下的力。在實(shí)施方式中,層疊頭256可由順從材料形成,例如但不限于橡膠。層疊頭256在其它實(shí)施方式中可由其它材料形成,并且通??蓪挿旱囟x為位于與半導(dǎo)體裸芯直接接觸以向半導(dǎo)體裸芯施加力的部件。層疊單元234、236、238、240的每一個(gè)安裝到支撐,例如支撐260。支撐260可安裝為在基板面板的x-y平面中平移,以便允許層疊單元與面板200上的一列半導(dǎo)體裸芯220一起對(duì)準(zhǔn)??砂惭b支撐260的平移臺(tái)為此目的是已知的。下面更加詳細(xì)地說(shuō)明支撐260的平移以將每個(gè)層疊單元的層疊頭與一列裸芯220對(duì)準(zhǔn)。圖18是示出層疊單元234、236、238、240操作的模塊圖??刂破?70可為用于對(duì)層疊單元234、236、238、240的每一個(gè)的閉環(huán)反饋系統(tǒng)的實(shí)施彼此獨(dú)立地提供控制信號(hào)和接收反饋信號(hào)。控制器270通過(guò)每個(gè)層疊單元的線路274和276與氣源272連通以設(shè)定由源272提供的氣體壓力到氣動(dòng)氣缸244。層疊單元234、236、238、240的每一個(gè)彼此獨(dú)立操作,并且控制器270可對(duì)不同的層疊單元提供不同的壓力和/或從一個(gè)或多個(gè)氣源272提供不同的時(shí)間長(zhǎng)度。特別是,層疊單元234、236、238、240的每一個(gè)包括壓力傳感器283(圖18中示意性地示出),用于感應(yīng)由層疊頭256施加在半導(dǎo)體裸芯220上的壓力。該信息可傳送至控制器270每秒幾次(盡管在其它實(shí)施方式中壓力讀數(shù)可更頻繁或更不頻繁地傳送)。如現(xiàn)有技術(shù)表明的,可能某些半導(dǎo)體裸芯比其它的厚,或者比其它的延伸在基板面板之上更高。例如,圖19示出了裸芯220a,其延伸為高于另一個(gè)裸芯220b。由于各層疊單元上的層疊頭256下降且在一列裸芯中的裸芯上施加壓力,較高的裸芯220a上的層疊頭256a將比較低的裸芯220b上的層疊頭256b更快地達(dá)到所希望的目標(biāo)力。目標(biāo)力例如可為30N,盡管在其它的實(shí)施方式中目標(biāo)力可更高或更低。每個(gè)層疊單元上的壓力傳感器280相對(duì)于其它層疊單元獨(dú)立地測(cè)量壓力。每個(gè)壓力傳感器280將壓力度數(shù)返回到控制器270,并且當(dāng)給定的壓力傳感器顯示已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)力時(shí),控制器可停止該層疊單元的層疊頭進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)。因此,在圖19的示例中,具有層疊頭256a的層疊單元236可在具有層疊頭256b的層疊單元238之前停止其向下的運(yùn)動(dòng)。這樣,控制器270彼此獨(dú)立地控制各層疊單元,從而每個(gè)層疊頭256在其相關(guān)的裸芯220上提供相同的目標(biāo)力,既使裸芯在面板200的表面之上延伸不同的高度。如上所述,基板面板可包括目視檢測(cè)標(biāo)記206和/或208。一個(gè)或多個(gè)層疊單元234、236、238、240還可包括相機(jī)282(圖18中示意性示出),用于使層疊單元234、236、238、240的列與基板面板200的x-y平面中的裸芯220的列對(duì)準(zhǔn)。如上所述,支撐260可安裝為在面板200的x-y平面中平移。相機(jī)282可檢測(cè)支撐260和層疊單元234、236、238、240相對(duì)于目視檢測(cè)標(biāo)記206和/或208的位置,并且重新定位支撐260和層疊單元。這允許每個(gè)層疊單元的層疊頭256在裸芯列中的各裸芯220上一起對(duì)準(zhǔn)。裸芯列中的裸芯220之間的間隔通常是固定的和已知的。這樣,層疊單元可具有它們彼此相對(duì)固定的間隔,并且在支撐260上一起運(yùn)動(dòng),從而當(dāng)一個(gè)層疊頭256在裸芯220上對(duì)準(zhǔn)時(shí),其余的層疊頭256類似地在它們各自的裸芯220對(duì)準(zhǔn)。應(yīng)理解,每個(gè)層疊單元234、236、238、240可被安裝在支撐260上,從而在其它實(shí)施方式中其每一個(gè)能相對(duì)于其它層疊臂獨(dú)立地x-y定位。盡管圖18示意地示出單個(gè)相機(jī)282,但是在其它實(shí)施方式中一個(gè)或多個(gè)層疊單元可包括多于一個(gè)的相機(jī)以有助于層疊單元234、236、238、240對(duì)基板面板200上的目視檢測(cè)標(biāo)記206的對(duì)準(zhǔn)。再一次參見(jiàn)圖11中的步驟148,目標(biāo)壓力由各層疊頭256施加到裸芯220的每一個(gè)以預(yù)定的時(shí)間段,例如五秒(該時(shí)間在其它實(shí)施方式中可為更長(zhǎng)或更短)。由于目標(biāo)壓力在一個(gè)裸芯220上相對(duì)于其它的裸芯220可更快獲得,施加到一列中各裸芯的壓力可不同時(shí)全部結(jié)束。然而,一旦目標(biāo)壓力已經(jīng)施加到一列中的每個(gè)裸芯預(yù)定的時(shí)間段,則每個(gè)裸芯220和基板202之間的裸芯附接粘合劑可完全固化到C-階段粘合劑。此時(shí),裸芯附接粘合劑相對(duì)不能溶解和熔化,并且裸芯牢固地層疊在基板上。在已經(jīng)完成整列裸芯在面板200上的層疊后,面板可行進(jìn),從而裸芯的下一列可定位在層疊單元下。下一列的裸芯220然后在層疊頭的熱和壓力下被層疊,如上所述。如圖16所示,以允許基板面板行進(jìn)的方式,基板面板可支撐在軌道264和266之間,從而一列裸芯220的每一個(gè)可順次定位在層疊單元之下。盡管圖16示出了對(duì)應(yīng)于裸芯220的整個(gè)列的單行的層疊單元234、236、238、240,但是應(yīng)理解,多于一行的層疊單元可提供為使多列裸芯220同時(shí)被層疊。而且,不是使層疊單元對(duì)應(yīng)于一列半導(dǎo)體裸芯,層疊單元可對(duì)應(yīng)于一行半導(dǎo)體裸芯。在該實(shí)施方式中,層疊單元可層疊一行裸芯220,然后平移到下一行,并且如此直到面板200的所有行已經(jīng)被層疊。還可預(yù)期行中的層疊單元的數(shù)量少于面板200上一列中的基板的數(shù)量。在該實(shí)施方式中,層疊單元234、236、238、240和/或基板面板200可配備為在x和y方向二者上平移。如上所述,層疊裝置230的特征是一列裸芯中的各裸芯220可彼此獨(dú)立地層疊在它們的各基板上。這允許一列中的每個(gè)裸芯220的層疊工藝在目標(biāo)壓力下和彼此獨(dú)立的期間得到控制。如上所述,因?yàn)楦鞣N原因可能發(fā)生一列基板中的一個(gè)或多個(gè)基板不容納半導(dǎo)體裸芯。常規(guī)而言,單體式層疊頭,這導(dǎo)致該列中的半導(dǎo)體裸芯承受比希望值更大的力。然而,由于本技術(shù)方案的可獨(dú)立操作的層疊頭,該問(wèn)題得以解決。圖20示出了一列中的基板之一不容納裸芯220的示例。然而,由于層疊頭256的每一個(gè)被獨(dú)立地控制,其每一個(gè)可施加希望的目標(biāo)力Fl,遇到由基板202和裸芯220產(chǎn)生的相等和相反力F1。在圖20的示例中,層疊頭256a不施加任何力。一列中的所有裸芯通??山邮障嗤哪繕?biāo)力Fl。然而,如果希望,本技術(shù)方案允許不同的力可控地施加到一列中的不同裸芯220。還如背景部分中所述,單體式層疊頭通常要求配準(zhǔn)步驟,其中單體式頭平行于基板面板定向。采用本技術(shù)方案可省略該步驟,因?yàn)?,既使層疊裝置230不平行,每個(gè)頭256也被獨(dú)立地控制。因此,頂多單一層疊頭可在其各自裸芯上存在略微的傾斜,如圖21所示。一個(gè)層疊頭256的錯(cuò)位不影響任何其它層疊頭256的對(duì)準(zhǔn)。由于層疊頭256由順從材料形成,層疊頭可相對(duì)于裸芯220放平,甚至在層疊單元略微相對(duì)于半導(dǎo)體裸芯220成角度的情況下,如圖21所示。上面已經(jīng)描述了用于將半導(dǎo)體裸芯220層疊在基板202上的層疊裝置230。層疊裝置230也可用于將第一半導(dǎo)體裸芯220層疊在第二半導(dǎo)體裸芯220上,并且將所有的半導(dǎo)體裸芯220彼此層疊成裸芯堆疊。因此,層疊裝置例如可用于將單一裸芯層疊到基板,將兩個(gè)裸芯彼此層疊并與基板層疊,四個(gè)裸芯彼此層疊并與基板層疊、八個(gè)裸芯彼此層疊并與基板層疊等。在示例中,這些裸芯可為閃存裸芯??刂破髀阈具€可采用層疊裝置230被進(jìn)一步層疊到基板或到裸芯堆疊??刂破髀阈纠缈蔀锳SIC。在如上所述的裸芯附接或連接和層疊后,在步驟126中,一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體裸芯可被引線鍵合到基板202。在步驟128中,半導(dǎo)體裝置262可經(jīng)歷等離子體清洗工藝以去除粒子且改善表面可濕潤(rùn)性,以允許用于保護(hù)半導(dǎo)體裸芯和焊線的模塑料的更好流動(dòng)性。在裸芯220已經(jīng)安裝且引線鍵合到基板202后,在步驟132中,裸芯220和焊線(wirebonds)可被包裝在模塑料249中(圖22)。在實(shí)施方式中,該模塑料可使用已知的例如來(lái)自日本的NittoDenkoCorp.(日本日東電工)的環(huán)氧樹(shù)脂、由轉(zhuǎn)移模塑法或由FFT(自由流動(dòng)薄)壓制成型工藝形成。在包封后,在步驟134,可將半導(dǎo)體裝置262從面板200分割出以形成如圖22所示的最終的半導(dǎo)體裝置262。在實(shí)施方式中,裝置262可為閃存裝置,盡管裝置262在其它實(shí)施方式中可為其它半導(dǎo)體封裝體??赏ㄟ^(guò)各種切割方法中的任意一種來(lái)分割每個(gè)裝置262,包括鋸切、水射流切割、激光切割、水導(dǎo)激光切割、干介質(zhì)切割和金剛石涂層線切割。雖然直線切口將限定大致矩形或方形形狀的裝置262,但應(yīng)理解,在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中,裝置262可具有除矩形和方形之外的形狀。一旦切割出各裝置262,可在步驟138中對(duì)各裝置進(jìn)行測(cè)試以確定封裝體是否正常工作。如本領(lǐng)域已知的,這類測(cè)試可包括電測(cè)試、老化測(cè)試以及其它測(cè)試。在步驟140中,各裝置可以可選地被包封在蓋子(lid)內(nèi)。總之,在一個(gè)實(shí)施方式中,本技術(shù)方案涉及用于將半導(dǎo)體裸芯層疊到基板面板上的基板上的層疊裝置,該層疊裝置包括:多個(gè)層疊單元,該多個(gè)層疊單元中的每個(gè)層疊單元包括執(zhí)行器和層疊頭,該執(zhí)行器促動(dòng)該層疊頭在半導(dǎo)體裸芯上施加力,其中該多個(gè)層疊單元的所述層疊頭被彼此獨(dú)立地促動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中,本技術(shù)方案涉及用于將半導(dǎo)體裸芯層疊到基板面板上的基板上的層疊裝置,該層疊裝置包括:一行層疊單元,該行層疊單元中的每個(gè)層疊單元包括執(zhí)行器和層疊頭,該執(zhí)行器促動(dòng)該層疊頭以在半導(dǎo)體裸芯上施加預(yù)定力以預(yù)定的時(shí)間段,其中第一層疊頭對(duì)第一半導(dǎo)體裸芯施加的該預(yù)定力和/或該預(yù)定時(shí)間與第二層疊頭對(duì)第二半導(dǎo)體裸芯施加的預(yù)定力和/或預(yù)定時(shí)間被獨(dú)立地控制。在其它實(shí)施方式中,本技術(shù)方案涉及半導(dǎo)體裝置的面板,包括:第一、第二和第三基板實(shí)例,該第一和第二基板實(shí)例沿著面板上的一行基板彼此相鄰,并且該第一和第三基板實(shí)例沿著面板上的一列基板彼此相鄰;第一、第二和第三半導(dǎo)體裸芯被分別層疊在第一、第二和第三基板實(shí)例上,該第一半導(dǎo)體裸芯以力和時(shí)間的至少一個(gè)被層疊,該力和時(shí)間與層疊該第二半導(dǎo)體裸芯和該第三半導(dǎo)體裸芯的力和時(shí)間是獨(dú)立的。在另一個(gè)實(shí)施方式中,本技術(shù)方案涉及從半導(dǎo)體裝置的面板分割的半導(dǎo)體裝置,該半導(dǎo)體裝置包括:基板;和半導(dǎo)體裸芯,該半導(dǎo)體裸芯被層疊在該基板上的力與第二半導(dǎo)體裸芯被層疊在第二基板上的力獨(dú)立地控制,該第二半導(dǎo)體裸芯和該第二基板設(shè)置為相鄰于該面板上一行中的基板和半導(dǎo)體裸芯,并且該半導(dǎo)體裸芯被層疊在該基板上的力與第三半導(dǎo)體裸芯被層疊在第三基板上的力被獨(dú)立地控制,該第三半導(dǎo)體裸芯和該第三基板設(shè)置為相鄰于該面板上一列中的基板和半導(dǎo)體裸芯。本發(fā)明的前述詳細(xì)說(shuō)明是出于例示和說(shuō)明的目的而進(jìn)行的。無(wú)意于窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制于在此公開(kāi)的精確形式。基于上述教導(dǎo),可能存在許多修改和變形。所描述的實(shí)施方式是為了更好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用從而使本領(lǐng)域其它技術(shù)人員能夠最好地以各種實(shí)施方式利用本發(fā)明而選擇的,并且可根據(jù)具體使用而設(shè)想出適用的各種修改。本發(fā)明的范圍由隨附于此的權(quán)利要求書(shū)限定。
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