[实用新型]一种封装导线材料结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体及LED后段封装技术，特别与一种封装导线材料的结构有关。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit；IC)封装内部接合方式，可分为打线接合、卷带式自动接合与覆晶接合，其中，打线接合由于制程成熟、成本低、布线弹性高，是目前应用最广的接合技术，约占所有封装产品90%。

打线接合使用的导线，分为金线、铜线与铝线，目前以金线为主流，原因在于金具备稳定性高、质软、延展性佳等物理特性优势，用于IC封装打线接合时，其良率、生产效率及线径微细化等表现，皆相当不错。然而，自1999年来，国际金价即一路走高，甚至在2009年金价突破每盎司1,000美元价位。金价高涨，使半导体封测业者与IC设计业者不得不正视金线高昂的成本，而积极投入其他金属打线技术研发，并计划导入量产。而铜打线技术发源于1980年代，除成本考虑外，铜的导电性、导热性及强韧度皆较金为佳，因此自2001年起，即大量应用于大功率组件及离散组件等线径粗、电负载量大的半导体产品。但受制于铜的硬度高于金，铜打线应用在IC封装时，由于电路复杂、结构脆弱、接脚细且密，导致打线技术难度大增、研发与认证投资不易回收。

众所皆知，铜线非常容易氧化，包括贮存及运输均必须特别留意隔绝空气，在打线接合过程更需要极严格的惰性气体保护；更严重的是由于铜线的易氧化及腐蚀特性，将会导致打线接合产品的可靠度偏低，另一方面因为铜线的强度与硬度较高，使其焊线作业参数较窄、速度较慢及良率较差，尤其在最近相当热门的迭球打线接合封装，铜线遭遇极大困难，迫使封装厂不得不采用“金铜混打”的变通方案，可是仍然不能完全克服迭球在金/铜界面所出现的质量不佳问题。

因应上述现存技术的缺点，本发明人对封装导线材料进行改进，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种封装导线材料结构，以避开了使用铜所衍生的问题，并减少金的使用量，降低成本。

为了达成上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种封装导线材料结构，由中间线芯和表面镀层组成，中间线芯为钨丝，表面镀层为金，由此形成内钨外金的结构。

其中，中间线芯的钨丝直径为12.7微米，表面镀层的厚度为2微米。

采用上述方案后，本实用新型使用钨线镀金的方式来解决现有技术中的缺点，利用钨的耐高温、高韧性及延展性，高抗氧化能力（在常压下，要达到400～500℃，才会产生氧化反应，但反应的生成物WO₃会形成一表面保护膜，阻止氧化深入内部），低电子迁移率，在高温下加工，可以制造出比金线更细之钨丝，但由于其高电阻值问题，故佐以表面镀金以减少电阻，提高电子传输的能力，并且钨丝镀金后，其将更为耐高温，抗腐蚀，热膨胀系数低。由于本实用新型主要使用钨丝为封装打线接合材料，大大减少金的使用量，也避开了使用铜所衍生的问题，达到降低成本，并改善现存技术的缺点。

附图说明

图1是本封装导线材料的结构示意图；

图2是本封装导线材料的加工方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型揭示的一种封装导线材料结构，由中间线芯1和表面镀层2组成，中间线芯1为钨丝，钨丝直径优选为12.7微米，表面镀层2为金，表面镀层的厚度优选为2微米，由此形成内钨外金的结构。

如图2所示，本实用新型揭示的一种封装导线材料是按如下步骤加工而成。

第一步，模压。

将固定重量的钨粉放进不锈钢模具中，挤压成一整根棒。

第二步，预烧结。

将第一步的这根易碎的棒放置在难熔金属器皿中，并放入氢气烧结炉中，高温1200～1600℃使金属颗粒不断地凝聚在一起；这一过程中，致密性可到达约60%～70%，粒度不会增加。

第三步，完全烧结。

将钨棒的两端垂直夹持在垂熔炉的上下夹头肩，采用低电压、高电流供电(电压9-12V，电流8000-12000A)，使钨坯条自身升温。通过增大电流提高烧结温度，烧结温度最高达3000℃左右，而产生的热量会使钨棒的致密性达到约85％至95％，与此同时，棒的内部钨晶体开始形成；断电，通入循环水对上、下夹头进行冷却。

第四步，挤锻压加工。