键合线以及半导体封装件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种键合线以及使用该键合线的半导体封装件，尤其涉及一种使用碳 纳米管的键合线以及半导体封装件。
【背景技术】
[0002] 在加工厂生产出来的半导体芯片都是裸片（die)，这种裸片上只有用于封装的压 焊点，是不能直接应用于实际电路当中的。而且裸片极易受外部环境的温度、杂质和物理作 用力的影响，很容易遭到破坏，所以必须封入一个密闭空间内，引出相应的引脚，才能作为 一个基本的兀器件使用。
[0003] 半导体芯片封装就可以解决上述问题，一般通过键合线邦定压焊点和封装引脚， 并采用强度较高的保护层将裸片包住，只露出引脚，就成了可以直接焊接在PCB板上的元 器件。
[0004] 半导体芯片封装所使用的键合线一般为金线，该金线的直径一般为0. 8密耳，I. 0 密耳，1.3密耳等。以直径为1.0密耳的金线为例，该金线的断裂强度一般为6~15克力， 也就是说该金线容易断裂，并且价格昂贵。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，确有必要提供一种键合线以及使用该键合线的半导体封装件，以实现 半导体封装件中的键合线不易断裂，且价格低廉的特点。
[0006] -种半导体封装件，其包括：一基板，该基板设置有多个导电迹线；一半导体预封 装件，该半导体预封装件包括一半导体芯片和多个键合线，该半导体芯片表面设置有多个 压焊点，且该多个键合线将所述半导体芯片的压焊点与所述基板上对应的导电迹线电性连 接；一电磁屏蔽层，该电磁屏蔽层设置于所述半导体预封装件，并将整个半导体预封装件覆 盖；一保护层，该保护层覆盖于所述电磁屏蔽层；所述键合线为碳纳米管复合线，该碳纳米 管复合线包括碳纳米管单纱和包覆于该纳米管单纱的金属层，该碳纳米管单纱由多个碳纳 米管加捻构成，该多个碳纳米管基本平行排列并沿该碳纳米管单纱轴向旋转。
[0007] -种半导体封装件，其包括：一基板，该基板设置有多个导电迹线；一半导体预封 装件，该半导体预封装件包括一半导体芯片和多个键合线，该半导体芯片表面设置有多个 压焊点，且该多个键合线将所述半导体芯片的压焊点与所述基板上对应的导电迹线电性连 接；其特征在于：所述键合线为碳纳米管复合线，该碳纳米管复合线包括碳纳米管单纱和 包覆于该纳米管单纱的金属层，该碳纳米管单纱由多个碳纳米管沿该碳纳米管单纱轴向旋 转加捻构成，该碳纳米管单纱的捻度为10转/厘米到300转/厘米，该碳纳米管单纱的直 径为1微米到30微米，该金属层的厚度为1微米到5微米。
[0008] -种键合线，用于半导体封装工艺中的芯片键合，其包括：一碳纳米管单纱，该碳 纳米管单纱由多个碳纳米管沿该碳纳米管单纱轴向旋转加捻构成，该碳纳米管单纱的捻度 为10转/厘米到300转/厘米，该碳纳米管单纱的直径为1微米到30微米；以及一金属 层，该金属层包覆于所述碳纳米管单纱的外表面，该金属层的厚度为1微米到5微米。
[0009] 与现有技术相比较，本发明提供的键合线采用碳纳米管复合线，该碳纳米管复合 线的拉伸强度可以达到由金属层构成的线的拉伸强度的5-10倍，故，该键合线不易断裂。 并且，由于所述碳纳米管复合线使用金属的量相对较少，所以，该键合线价格低廉。另外，使 用该键合线的半导体封装件使用寿命较长，且价格相对低廉。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明实施例提供的半导体封装件的侧视结构示意图。
[0011] 图2是本发明实施例提供的半导体封装件的俯视结构示意图。
[0012] 图3为本发明实施例提供的半导体封装件中碳纳米管复合导线的扫描电镜照片。
[0013] 图4为本发明实施例提供的半导体封装件中碳纳米管复合导线中的拉伸应力曲 线。
[0014] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的键合线以及使用该键合线的半导 体封装件作进一步的详细说明。
[0016] 请参阅图1和图2,本发明第一实施例提供一种半导体封装件20,其包括：一基板 201，且该基板201上设置有多个导电迹线202以及与该导电迹线相连的多个引脚203 ; - 半导体预封装件204,该半导体预封装件204设置于所述基板201 ;-电磁屏蔽层205,该电 磁屏蔽层205设置于所述半导体预封装件204,并将整个半导体预封装件204覆盖；一保护 层206,该保护层206覆盖于该电磁屏蔽层205。其中，所述半导体预封装件204包括半导 体芯片207和多个键合线208,且该半导体芯片207包括多个设置于该半导体芯片207的压 焊点209,该多个键合线208将所述半导体芯片207的压焊点209与基板201上对应的导电 迹线（图中未显示）电性连接。
[0017] 所述基板201为一覆铜层压板，其厚度与大小不限，可以根据实际情况选择。在基 板201的第一表面形成有按照预定规律排列的多个导电迹线202。在基板201与第一表面 相对的第二表面设置有多个引脚203。所述导电迹线202通过引脚203将上述半导体芯片 207与外电路连接。
[0018] 所述半导体芯片207可以为任意半导体芯片，如：RAM、DRAM等的存储器件或其它 电子元器件。所述半导体芯片207的尺寸大小不限，可以根据实际情况选择。
[0019] 请一并参阅图3,所述键合线208为碳纳米管复合线，该碳纳米管复合线包括碳纳 米管单纱210和包覆于该碳纳米管单纱210的金属层211，该碳纳米管单纱210由多个碳 纳米管加捻构成，该多个碳纳米管基本平行排列并沿该碳纳米管单纱轴向旋转。该键合线 208 -端焊接在所述半导体芯片207的压焊点209,另一端焊接在所述基板201的导电迹线 202,将所述半导体芯片207与所述基板201上对应的导电迹线202电性连接。
[0020] 所述碳纳米管单纱210由多个碳纳米管加捻构成，该多个碳纳米管基本平行排列 并沿该碳纳米管单纱210的轴向旋转。所述碳纳米管单纱210可以通过从一碳纳米管阵列 中拉取获得一碳纳米管线，并将所述碳纳米管线加捻形成。所述碳纳米管线加捻的方向为 顺时针方向的为S捻；所述碳纳米管线加捻方向为逆时针方向的为Z捻。由于从碳纳米管 阵列中直接拉取获得的碳纳米管线中的碳纳米管基本沿所述碳纳米管线的轴向延伸，且在 所述碳纳米管线的轴向方向通过范德华力首尾相连。故，在将所述碳纳米管线加捻的过程 中，该碳纳米管线中的碳纳米管会沿碳纳米管线的轴向方向螺旋状排列，且在延伸方向通 过范德华力首尾相连，进而形成所述碳纳米管单纱210。
[0021 ] 另外，在将所述碳纳米管线加捻的过程中，所述碳纳米管线中沿径向方向相邻的 碳纳米管之间的间距会变小，接触面积增大，从而使所述碳纳米管单纱210中沿径向方向 相邻的碳纳米管之间的范德华力显著增加，并紧密相连。所述碳纳米管单纱210中沿径向 方向相邻的碳纳米管之间的间距小于等于10纳米。优选地，所述碳纳米管单纱210中沿径 向方向相邻的碳纳米管之间的间距小于等于5纳米。更优选地，所述碳纳米管单纱210中 沿径向方向相邻的碳纳米管之间的间距小于等于1纳米。由于所述碳纳米管单纱210中沿 径向方向相邻的碳纳米管之间的间距较小且通过范德华力紧密相连，故，所述碳纳米管单 纱210具有光滑的表面和致密的结构。
[0022] 所述碳纳米管单纱210的直径为1微米到30微米。所述碳纳米管单纱210的捻 度为10转/厘米到300转/厘米。所述捻度是指单位长度碳纳米管线回转的圈数。当所 述碳纳米管单纱210的直径一定时，适当的捻度可以使形成的所述碳纳米管单纱210具有 较好的机械性能。例如，当所述碳纳米管单纱210的直径小于10微米时，所述碳纳米管单 纱210的捻度优选为250转/厘米到300转/厘米；而当所述碳纳米管单纱210的直径为 10微米到20微米时，所述碳纳米管单纱210的捻度优选为200转/厘米到250转/厘米； 而当所述碳纳米管单纱210的直径为25微米到30微米时，所述碳纳米管单纱210的捻度 优选为100转/厘米到150转/厘米。
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