0023] 由于所述碳纳米管单纱210具有光滑的表面和致密的结构，故，所述金属层211可 以和所述碳纳米管单纱210形成良好的结合，不易脱落。所述金属层211均匀的包覆于所 述碳纳米管单纱210的外表面，其厚度为1微米到5微米。当所述金属层211的厚度为1 微米到5微米时，所述碳纳米管复合线的电导率可以到达所述金属层211中金属的电导率 的50%以上。当所述金属层211的厚度太小时，例如小于1微米，一方面不能显著提高所述 碳纳米管复合线的电导率，另一方面，还会使得该金属层211在使用时容易被氧化，进一步 降低所述碳纳米管复合线的电导率及使用寿命。另外，实验证明当所述金属层211的厚度 大于一定值时，例如大于5微米，所述碳纳米管复合线的电导率不但不会显著增加，还会增 加所述碳纳米管复合线的直径和重量。所述碳纳米管复合线的拉伸强度(还是用机械强度 比较好？）可以达到由金属层构成的线的拉伸强度的5-10倍。所述金属层211的材料可以 为金、银、铜等导电性较好的金属或合金。
[0024] 所述金属层211可以通过电镀、化学镀、蒸镀等方法形成于所述碳纳米管单纱210 的外表面，进而形成所述碳纳米管复合线。
[0025] 本实施例中，所述碳纳米管复合线的直径约为35微米，其中，所述碳纳米管单纱 210的直径为25微米，且其捻度约为100转/厘米，所述金属层211为厚度约为5微米的 铜。请参阅图4,该碳纳米管复合线的拉伸应力可以达到900MPa以上，为金线的9倍左右。 另外，从图中2还可以看出所述碳纳米管复合线的拉伸应变率为3%左右。该碳纳米管复合 线的电导率可以达到4. 39X107S/m，为金属铜电导率的75%左右(请确认上述数据是否准 确)。
[0026] 所述电磁屏蔽层205通常为一金属层(如：铜层、铁层)、合金层(如：镍铁合金、铁 钴合金等）或填充有多孔性金属粒子的有机材料层。
[0027] 可以理解，根据实际应用，所述键合线208可以做得更细，可以通过控制所述碳纳 米管单纱210的直径以及金属层211的厚度来实现。
[0028] 所述键合线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上对应的导电迹线202。具体的，在陶瓷劈刀的中间穿上本实施例提供的键合线 208即碳纳米管复合线，然后使陶瓷劈刀的打火杆打火形成高温，将外露于陶瓷劈刀前端的 碳纳米管复合线高温熔化成球形，然后控制陶瓷劈刀下降到半导体芯片207的压焊点209 上，施加一定压力和超声的作用下，形成一个球形的第一焊点。然后控制陶瓷劈刀牵引碳纳 米管复合线上升，使陶瓷劈刀运动，运动轨迹形成良好的环形。然后控制陶瓷劈刀下降到基 板201的导电迹线形成焊接，使所述陶瓷劈刀侧向划开，将碳纳米管复合线切断，形成月牙 形或鱼尾形的第二焊点，最后将所述陶瓷劈刀上提，完成一次动作。
[0029] 本实施例提供的键合线208即碳纳米管复合导线通过同时优化所述碳纳米管单 纱210的直径和捻度以及所述金属层211的厚度，从而使所述碳纳米管复合导线同时具有 良好的力学性能和机械性能。具体地，所述键合线208具有良好的拉伸强度，故，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上不易断裂，能够保证所述半导体芯片207正常工作和延长所述半导体芯片207的使用 寿命。
[0030] 并且，由于所述金属层211具有较大的厚度，因此，所述碳纳米管复合导线在使用 时，所述金属层211起主要的导电作用，即，电流主要通过碳纳米管复合导线的表层传导， 即通过金属层211传导，形成类似驱肤效应，故，可以显著提高所述碳纳米管复合导线的电 导率，几乎并不影响所述键合线208导电，基本能达到所述半导体芯片207的要求。
[0031] 所述键合线208可以用于半导体封装工艺中的芯片键合，包括各种芯片、IC线路 等等。
[0032] 另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，这些依据本发明精神 所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
【主权项】
1. 一种半导体封装件，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。2. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管单纱的捻度为10转 /厘米到300转/厘米。3. 如权利要求2所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管单纱的直径为1微米 到30微米；所述金属层的厚度为1微米到5微米。4. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管单纱的直径小于10 微米，所述碳纳米管单纱的捻度为250转/厘米到300转/厘米。5. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管单纱的直径为25微 米到30微米，所述碳纳米管单纱的捻度为100转/厘米到150转/厘米。6. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述金属层的材料优选为金、银或 铜。7. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管与其延伸方向上相 邻的碳纳米管之间通过范德华力首尾相连。8. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管与其径向方向上相 邻的碳纳米管之间通过范德华力紧密相连。9. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管与其径向方向上相 邻的碳纳米管之间的间距小于10纳米。10. 如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，所述碳纳米管与其径向方向上相 邻的碳纳米管之间的间距小于5纳米。11. 一种半导体封装件，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。12. -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。
【专利摘要】本发明涉及一种半导体封装件，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。另外，本发明还提供一种键合线。
【IPC分类】H01L23/49
【公开号】CN105097748
【申请号】CN201410165198
【发明人】王昱权, 潜力
【申请人】北京富纳特创新科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年4月23日
【公告号】US20150311174