一种用于晶圆生产中铜柱元件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于晶圆生产中铜柱元件，属于晶片生产技术领域，包括铜柱、钨柱、晶圆基板和引线框架，铜柱下端固定连接在晶圆基板上，钨柱的上端固定连接在铜柱的下端，铜柱的侧面和顶面包覆有贵金属外壳包覆层，引线框架焊接在贵金属外壳包覆层上，引线框架和贵金属外壳包覆层的焊接接触面形成共熔合金接触层，贵金属外壳包覆层的材质为镍、钯和金的组合，本方案以铜柱结构取代嵌入型铜或铝垫面取得较佳的导电及散热性功率元件，提高接触长期导通的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆生产中铜柱元件
本专利技术涉及晶片生产
，更具体地说，涉及一种用于晶圆生产中铜柱元件。
技术介绍
电子元件的发展趋向于更小更薄更轻及较好的性能特性，散热性及接触的可靠性是非常重要的尤其是对于高电流高电压高频的功率元件。目前芯片晶粒生产工艺生成铜或铝垫面，晶粒切割后，用金，铝，或铜导线焊接引线框架(LeadFrame)，进行封装作业。在晶粒的导电垫面和引线框架之间，以导线焊接，但因为垫面埋嵌入晶粒介质层，使得散热性较差，而且导线焊接铜垫面的工艺，在长时间使用上，容易产生接触可靠性的问题。取代嵌入型垫面，改用铜柱结构，对于大电流高电压高频的功率元件生产工艺，有益于导电性散热性及接触可靠性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于晶圆生产中铜柱元件，以铜柱结构取代嵌入型铜或铝垫面取得较佳的导电及散热性功率元件，提高接触长期导通的可靠性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于晶圆生产中铜柱元件，包括铜柱、钨柱、晶圆基板和引线框架，所述铜柱下端固定连接在晶圆基板上，所述钨柱的上端固定连接在铜柱的下端，所述铜柱的侧面和顶面包覆有贵金属外壳包覆层，所述引线框架焊接在贵金属外壳包覆层上，所述引线框架和贵金属外壳包覆层的焊接接触面形成共熔合金接触层。作为本专利技术的一种优选方案，所述贵金属外壳包覆层的材质为镍、钯和金的组合。作为本专利技术的一种优选方案，所述贵金属外壳包覆层中镍厚度为1.5至3.5微米，钯厚度为0.15至0.35微米，金0.02至0.05微米。作为本专利技术的一种优选方案，所述引线框架的材质为金或铝或铜。作为本专利技术的一种优选方案，所述铜柱厚度为作为本专利技术的一种优选方案，所述铜柱是以电化学镀铜工艺形成。作为本专利技术的一种优选方案，所述晶圆基板上还连接有氮化硅层，氮化硅层的厚度大于本专利技术的有益效果：以铜柱结构取代嵌入型铜或铝垫面取得较佳的导电及散热性功率元件，以铜柱结构取代嵌入型垫面提高接触长期导通的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实施例结构示意图。图中标号说明：1铜柱、2晶圆基板、3氮化硅层、4贵金属外壳包覆层、5引线框架、6钨柱具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种用于晶圆生产中铜柱元件，包括铜柱1、钨柱6、晶圆基板2和引线框架5，铜柱1下端固定连接在晶圆基板2上，钨柱6的上端固定连接在铜柱1的下端，铜柱1的侧面和顶面包覆有贵金属外壳包覆层4，引线框架5焊接在贵金属外壳包覆层4上，引线框架5和贵金属外壳包覆层4的焊接接触面形成共熔合金接触层。共熔合金接触层具有低电阻高导电性及高散热性，最终形成低电阻高导电及高散热性元件。贵金属外壳包覆层4的材质为镍、钯和金的组合。贵金属外壳包覆层4中镍厚度为1.5至3.5微米，钯厚度为0.15至0.35微米，金0.02至0.05微米。引线框架5的材质为金或铝或铜。铜柱11厚度为铜柱1是以电化学镀铜工艺形成。晶圆基板2上还连接有氮化硅层3，氮化硅层3的厚度大于该铜柱元件是低电阻高导电及高散热性的元件。以铜柱结构取代现有技术中嵌入型铜或铝垫面，取得较佳的导电及散热性功率元件，以铜柱结构取代现有技术中嵌入型垫面，提高接触长期导通的可靠性。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于晶圆生产中铜柱元件，包括铜柱(1)、钨柱(6)、晶圆基板(2)和引线框架(5)，其特征在于：所述铜柱(1)下端固定连接在晶圆基板(2)上，所述钨柱(6)的上端固定连接在铜柱(1)的下端，所述铜柱(1)的侧面和顶面包覆有贵金属外壳包覆层(4)，所述引线框架(5)焊接在贵金属外壳包覆层(4)上，所述引线框架(5)和贵金属外壳包覆层(4)的焊接接触面形成共熔合金接触层。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆生产中铜柱元件，包括铜柱(1)、钨柱(6)、晶圆基板(2)和引线框架(5)，其特征在于：所述铜柱(1)下端固定连接在晶圆基板(2)上，所述钨柱(6)的上端固定连接在铜柱(1)的下端，所述铜柱(1)的侧面和顶面包覆有贵金属外壳包覆层(4)，所述引线框架(5)焊接在贵金属外壳包覆层(4)上，所述引线框架(5)和贵金属外壳包覆层(4)的焊接接触面形成共熔合金接触层。


2.根据权利要求1的一种用于晶圆生产中铜柱元件，其特征在于：所述贵金属外壳包覆层(4)的材质为镍、钯和金的组合。


3.根据权利要求2的一种用于晶圆生产中铜柱元件，其特征在于：所述贵金...

【专利技术属性】
技术研发人员：严立巍，李景贤，陈政勋，
申请(专利权)人：绍兴同芯成集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33