[發明專利]具銅線的半導體封裝件及其打線方法

無效

• 申請號: 200710128216.6
• 申請日: 2007-07-05
• 公開（公告）號: CN101339931A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 蔡漢龍;黃致明;蕭承旭
• 申請（專利權）人: 矽品精密工業股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/31;H01L21/60
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及一種具銅線的半導體封裝件及其打線方法，特別是涉及一種以銅線電性連接承載件及接置于該承載件上的芯片的半導體封裝件及用于該半導體封裝件的打線方法。

背景技術

現有的半導體封裝件，通常是使用金線(Au?wire)將芯片電性連接至如導線架或基板的芯片承載件，這是因為金線與導線架焊結點(Finger)上的鍍銀層或基板焊結點上的鍍鎳/金(Ni/Au)層可產生良好的共晶，而確保金線與相對焊結點的焊接品質；但金質材料的焊線有價格昂貴的缺點，因此在焊線材料使用上，遂有以銅(Cu)質材料取代金(Au)質材料的趨勢，但銅線(Cu?wire)與導線架焊結點上的鍍銀層或基板焊結點上的鍍鎳/金(Ni/Au)層間并無法產生良好的共晶，遂會使銅線焊接至焊結點的縫接端(stitch?end)發生短尾(short?tail)現象，而造成焊接后殘留在焊嘴外的銅線的線尾端(Tail?end)不平整及其線尾長度不一的問題，致而影響到進行次一打線(wire?bonding)前銅線的線尾端經燒球成型的焊球(Free?Air?Ball，FAB)，使所成型的焊球的大小無法均一。當焊球的大小無法均一時，即易造成焊球與芯片上的焊墊(Bond?pad)焊接的共晶性不良而產生焊球脫落(ball?lift)的問題。

換言之，如圖3A所示，傳統的金線(Au?wire)30的縫接端300與基板31的焊結點310上的鍍鎳/金(Ni/Au)層可產生良好的共晶，故金線30與焊結點310間不致發生縫點脫落(stitch?lift)的問題，且于打線完成后，該縫接端300亦不會產生短尾現象，使殘留在焊嘴M上的金線30具有平整的線尾端301，而令線尾端301具有均一線尾長度h，故于進行后續的打線作業前的燒球時，均能成型出大小較為均一的焊球302，而能確保金線與焊結點間的焊接品質。而在使用銅線時，如第3B圖所示，由于銅線30’與基板31’的焊結點310’上的鍍鎳/金(Ni/Au)層間不具良好的共晶性，銅線30’的縫接端300’于焊接至該焊結點310’后，該縫接端300’易形成短尾現象，而造成焊接后殘留在焊嘴M’外的銅線30’的線尾端301’會產生不平整的狀況及線尾長度h’不一的問題，遂使進行后續打線作業前的燒球時，產生的焊球302’的大小無法均一，而易造成焊接至芯片33’的焊墊330’上的焊球302’脫落(ball?lift)。

為了解決上述問題，如圖4所示，美國專利公開第20040072396號揭示于芯片42的焊墊421上植設一金質凸塊43(Au?Stud?Bump)，以供銅線40的焊球402得以焊接于金質凸塊43上，由于該兩者能產生良好的共晶，故得提升銅線40與焊墊421的焊結信賴性，有效改善焊球402脫落(ball?lift)問題。但是，如前所述，銅線40與導線架或基板41的焊結點411上的鍍銀層或鍍鎳/金(Ni/Au)層，仍無法產生良好的共晶，故銅線的縫接端400焊接至焊結點411上后仍存在有縫接點脫落(stitch?lift)問題或短尾現象，亦會影響到后續焊球形成的尺寸均一性(已詳述于前，故不另贅言)。

因此，如何提出一種半導體封裝件及其打線方法，以解決銅線于芯片的焊墊上的焊球脫落(ball?lift)問題，及于導線架或基板上焊結點的縫點脫落(stitch?lift)問題，提升銅線的焊結信賴性，確為此相關領域所迫切待解的問題。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種具銅線的半導體封裝件及其打線方法，由植設與承載件的焊結點共晶良好的金質凸塊，提升銅線于焊結點的焊著性(bondability)，藉以解決焊結點的縫點脫落(stitch?lift)的問題。

本發明的另一目的在于提供一種具銅線的半導體封裝件及其打線方法，由植設與承載件的焊結點共晶良好的金質凸塊，藉以解決銅線于芯片的焊墊的焊球脫落(ball?lift)的問題。

本發明的又一目的在于提供一種具銅線的半導體封裝件及其打線方法，由植設與承載件的焊結點共晶良好的金質凸塊，使焊接后殘留在焊嘴外的銅線，具平整的線尾端，及均一的線尾長度，從而于進行次一打線前銅線的線尾端經燒球成型的焊球得大小均一，而毋需再于芯片的焊墊上植設金質凸塊，銅線即可與芯片的焊墊形成良好的共晶。