[發明專利]具有涂有聚合物的銅線的半導體封裝及其制造方法

無效

• 申請號: 200780000715.5
• 申請日: 2007-05-03
• 公開（公告）號: CN101331600A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 吳周錫;金義德;樸琦錫;辛承桓
• 申請（專利權）人: 韓華石油化學株式會社
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 李輝

技術領域

本發明涉及半導體封裝及其制造方法，尤其是涉及一種具有涂有聚合物的銅線的半導體封裝及其制造方法。

背景技術

通常，為了從/向外部輸入/輸出半導體芯片的集成電路所必需的信號，在半導體芯片上提供多個用于輸入/輸出信號的焊盤，并且通過使用接合線(bonding?wire)而將焊盤和引線框架(lead?frame)電連接起來。

因為半導體芯片是由類似在外部碰撞中很脆弱的玻璃的晶體來構造的并且焊盤的尺寸非常小，所以半導體芯片不可能直接連接到外部電路以傳送信號。因此，使用引線框架作為輸入/輸出信號的端子。

對于接合線，使用例如金的小電阻材料作為布線材料來在半導體芯片的焊盤和引線框架之間傳送信號。此外，用樹脂或陶瓷來封裝半導體芯片、引線框架和接合線，以使其免受外部碰撞和外界物質影響。

根據一般的趨勢，將半導體封裝形成為在尺寸上越來越小且越來越薄。從而，進一步將半導體芯片小型化，并且縮短半導體芯片和引線框架之間的距離。然而，將焊盤和引線框架電連接起來的接合線必須以最短距離保持回路，同時即使環境溫度改變也防止所述接合線短路或斷路。

在一般的半導體封裝中，半導體芯片的接合到引線框架的芯片襯墊(die?pad)的芯片焊盤，和類似引線框架的內部引線的外部端子通過導線相互電連接起來。主要將金用于所述導線。金在本領域中是公知的，然而，金線非常貴并且具有在高溫中可靠性顯著降低的特征。此外，因為金線較軟，所以其具有容易被外力變形的缺點。

為了克服這種缺點，提供了其中基于重量百分比以ppm為單位將諸如Be、Ca等金屬材料添加或摻雜到高純度金中的常規接合線。然而，常規接合線沒有顯示出完全改變金的特性的改進效能。

因此，根據要求半導體封裝能夠以低功耗高速操作并且以低成本制造的新趨勢，開展對相比于金線具有更佳特性的銅線的研究。因為銅線具有比金線更低的電阻，所以可以增強比如半導體封裝操作速度的電特性，并且銅線在價格上是適中的。此外，因為銅線相比于金線具有更高的熱導率，所以其具有易于散熱的優點。

然而，當銅線暴露于外部環境時，例如在線接合過程中，存在銅線的表面會被氧化的缺點，因此劣化了銅線的可靠性和電特性。即，在銅線的表面被氧化的情況下，電阻值增大，因此電特性劣化了。此外，接合強度降低并且可靠性也劣化了。特別是，如果在線接合過程中，氧化了毛細管的端部的球形成部分，則在毛細管的該端部不會發生放電，從而球不會形成為圓形。此外，盡管球通常形成為圓形，但在線接合過程之后其附著力會顯著降低。

為了克服上述缺點，在日本專利特開2000-195892號公報中提出了用聚合物涂覆銅線表面的方法。然而，在該方法中，因為將聚合低聚物涂覆在銅線表面上并且接著通過必要的光輻射過程對其進行硬化，所以需要有機溶劑，還需要用于硬化過程的必要設備。因此，存在如下問題：上述方法不經濟也不安全，并且難以將聚合物膜涂覆得均勻且薄。

發明內容

技術問題

本發明的一個目的是提供涂有聚合物的銅線，該銅線可以保持良好特性且抑制其氧化，由此防止可靠性和電特性劣化。

本發明的另一目的是提供具有所述涂有聚合物的銅線的半導體封裝。

技術方案

本發明的又一目的是提供制造所述半導體封裝的方法。

可以通過提供包括涂有聚合物的銅線的半導體封裝來實現本發明的前述和/或其它方面。優選的是，用聚合物乳液形成聚合物涂覆膜，優選地從聚苯乙烯類(polystyrenics)和聚丙烯酸類(polyacrylics)的組中選擇所述聚合物乳液，并且涂覆有所述聚合物乳液的層的厚度是10～500nm。代替銅線，可以使用銅合金線，該銅合金線包括與銅熔合的包括銀和金的組中的至少一種。

根據本發明的半導體封裝包括涂覆有從聚苯乙烯類和聚丙烯酸類的組中選擇的聚合物乳液的銅線或銅合金線，該銅線或銅合金線與半導體芯片焊盤和端子相連接。

優選的是，所述聚合物涂覆膜由優選從聚苯乙烯類和聚丙烯酸類的組中選擇的聚合物乳液形成，并且涂覆有所述聚合物乳液的層的厚度是10～500nm。代替銅線，可以使用銅合金線，該銅合金線包括與銅熔合的包括銀和金的組中的至少一種。本發明的半導體封裝還包括具有所述半導體芯片焊盤的半導體芯片、其上附接有所述半導體芯片的引線框架焊盤和用于完全包覆所述半導體芯片、所述引線框架焊盤的一部分和引線的一部分的模制材料。