具有包覆层的导线的半导体元件制造技术

一种具有包覆层的导线的半导体元件，包含芯片单元、导线单元，及多个包覆单元。该芯片单元包括具有线路结构的承载基板，及至少一设置于该承载基板上的芯片，该导线单元具有多条用于电连接该芯片与该线路结构的导线，所述包覆单元分别包覆所述导线，每一包覆单元具有以原子层沉积方式形成且位于该导线最外层的绝缘层，通过原子层沉积的方式，能避免所述导线在制程中因机械支撑力不足而塌陷，且即使所述导线在制程中因位移而彼此接触，仍能通过包覆在最外层的该绝缘层来避免短路发生。

【技术实现步骤摘要】
具有包覆层的导线的半导体元件
本技术涉及一种半导体元件，特别是涉及一种导线具有包覆层的半导体元件。
技术介绍
打线接合技术(WireBonding)是通过在半导体芯片设置多条金属导线(例如：金线、铜线等)，以供该半导体芯片对外电连接，而广泛的应用于半导体元件的封装产业中。此外，业界还经常利用喷涂的方式将各种不同性质的材料包覆于每一金属导线而形成功能性涂层，以增强所述金属导线各种性质，例如：通过喷涂的方式将绝缘材料，或是具有高散热性的材料于所述导线表面形成绝缘层或是具散热性的散热层，或是以不同于导线的金属材料形成防电磁干扰层或抗氧化层，例如：该具有高散热性的材料选自氮化铝，或可选自石墨烯、二硫化钼，或硒化钨等具有散热性的二维材料，该防电磁干扰层选自铜、铝，或可选自石墨烯、二硫化钼，或硒化钨等具有电磁遮蔽特性的二维材料，该绝缘材料选自氧化铝。然而，在以喷涂方式形成所述功能性涂层的过程中，所述金属导线容易因机械强度不足而产生塌陷，且在后续以绝缘胶材进行模注封装时，除了有前述塌陷的情况外，所述金属导线还容易因位置偏移而令导线间彼此接触而短路的情形发生，使所制得的半导体元件的电性失效，而有产品良率不佳的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有包覆层的导线的半导体元件，以避免该半导体元件在封装过程中失去电性。本技术具有包覆层的导线的半导体元件，包含芯片单元、导线单元，及多个包覆单元。该芯片单元包括具有线路结构的承载基板，及设置于该承载基板上的至少一芯片。该导线单元具有多条用于供该至少一芯片与该线路结构电连接的导线。所述包覆单元分别对应包覆所述导线，每一包覆单元具有以原子层沉积方式形成，包覆该导线并位于最外层的绝缘层，该绝缘层的沉积原子为有序地积层排列，且厚度不大于1μm。较佳地，本技术所述具有包覆层的导线的半导体元件，其中，该包覆单元还具有至少一功能层，该至少一功能层介于该导线与该绝缘层间，且该绝缘层完全包覆于该至少一功能层。较佳地，本技术所述具有包覆层的导线的半导体元件，其中，该至少一功能层是以原子层沉积方式形成，且厚度不大于1μm。较佳地，本技术所述具有包覆层的导线的半导体元件，还包含封装胶层，该封装胶层覆盖于该芯片单元、该导线单元，及所述包覆单元。较佳地，本技术所述具有包覆层的导线的半导体元件，其中，该至少一功能层的构成材料选自导热散热材料、电磁遮蔽材料，该导热散热材料选自氮化铝、石墨烯、二硫化钼，或硒化钨，该电磁遮蔽材料选自铜、铝、石墨烯、二硫化钼，或硒化钨，构成该绝缘层的绝缘材料选自氧化铝。较佳地，本技术所述具有包覆层的导线的半导体元件，其中，该绝缘层具有绝缘本体及形成于该绝缘本体表面的粗化结构。较佳地，本技术所述具有包覆层的导线的半导体元件，其中，该绝缘层与该至少一功能层的总厚度为所包覆的该导线的线径的0.01至0.1倍。本技术的有益效果在于：通过原子层沉积方式形成包覆每一导线并至少具有位于最外层的绝缘层的包覆单元，通过该绝缘层可避免所述导线在后续封装制程中因封装胶材的推移而彼此接触短路的问题发生，此外，因为该包覆单元是利用原子层沉积方式形成，因此厚度不大于1μm，还能避免所述导线因机械支撑力不足而塌陷变形或位移的问题。附图说明图1是一示意图，说明本技术具有包覆层的导线的半导体元件的实施例；图2是一流程图，说明该实施例的制作方法；图3是一剖视图，说明该实施例的导线及包覆单元；及图4是一侧视剖视图，说明该导线及该包覆单元的另一态样。具体实施方式在本技术被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图1与图3，本技术具有包覆层的导线的半导体元件的一实施例，该半导体元件100包含芯片单元2、导线单元3、多个包覆单元4，及封装胶层5。该芯片单元2包括承载基板21，及设置于该承载基板21上的芯片22。该承载基板21可以是硅基板、蓝宝石基板、石英基板，或电路板等，并具有用于与该芯片22电连接的线路结构211，该芯片22可以是不同功能的半导体元件，本实施例是以单一个芯片22为例说明，然而，在一些实施例中，该芯片单元2也可以包括多个具有不同功能，成阵列排列或上下叠置的芯片22，设置于该承载基板21上并与该线路结构211电连接，而不以前述单一个芯片22为限。该导线单元3具有多条用于供该芯片22与该承载基板21的线路结构211电连接的导线31。在本实施例中，所述导线31可由铜、铝或金等材料构成，且两端分别电连接该芯片22与该承载基板21的线路结构211。所述包覆单元4分别对应包覆所述导线31，每一包覆单元4具有自相应的导线31的表面依序向外形成的多层功能层41，及绝缘层42。所述功能层41可依据需求的功能选择相应的材料，并利用材料的特性选择相应的形成方法，例如，利用沉积或喷涂的方式依序形成于所述导线31的表面。较佳地，所述功能层41是以原子层沉积(AtomicLayerDeposition，ALD)的方式形成，且厚度不大于1μm。详细的说，所述功能层41的构成材料依据需求的功能特性可分别选自导热散热材料、电磁遮蔽材料。该导热散热材料选自氮化铝，或具有导热散热性的二维材料，该具有导热散热性的二维材料可选自含碳的二维材料(例如：石墨烯)、二硫化钼，或硒化钨，该电磁遮蔽材料选自铜、铝，或具有电磁遮蔽特性的二维材料，该具有电磁遮蔽特性的二维材料可选自含碳的二维材料(例如：石墨烯)、二硫化钼，或硒化钨。在本实施例中，所述功能层41是以分别为一层由氮化铝构成的散热层411，及一层由铝构成的电磁遮蔽层412为例，但并不以此为限。该绝缘层42的材料选自氧化铝，是通过原子层沉积的方式形成，包覆所述功能层41并位于最外层。由于原子层沉积的特性，因此，该绝缘层42的沉积原子为致密且有序地积层排列，且该绝缘层42的厚度可被控制在极薄。具体的说，该绝缘层42的厚度是控制在不大于1μm。较佳地，该绝缘层42的厚度不大于0.5μm。于本实施例中，该绝缘层42是以氧化铝，且厚度约为0.5μm为例，然实际实施时，并不以此为限。要说明的是，该包覆单元4的功能层41也可以仅为一层散热层411，或仅为一电磁遮蔽层412，或者可视需求而无须配置该功能层41，只要在每一导线31形成该绝缘层42，即可令所述导线31在后续的封装制程中，即使因位移而彼此接触时，能通过该绝缘层42的保护来避免短路发生。较佳地，该包覆单元4的厚度，也就是该绝缘层42与所述功能层41的总厚度为所包覆的该导线31的线径的0.01至0.1倍，更佳地，该绝缘层42厚度为该包覆单元4厚度的0.001至0.05倍，以减少所述导线31塌陷的情形产生。值得一提的是，该绝缘层42表面可以是如图3所示，表面平坦且致密。然而，于一些实施例中，该绝缘层42也可以视需求而有不同的表面态样，参阅图4，在一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有包覆层的导线的半导体元件，其特征在于：该半导体元件包含：/n芯片单元，包括具有线路结构的承载基板，及设置于该承载基板上的至少一芯片；/n导线单元，具有多条用于供该至少一芯片与该线路结构电连接的导线；及/n多个包覆单元，分别对应包覆所述导线，每一包覆单元具有以原子层沉积方式形成，包覆该导线并位于最外层的绝缘层，该绝缘层的沉积原子为有序地积层排列，且厚度不大于1μm。/n

【技术特征摘要】
20201228 US 63/1310301.一种具有包覆层的导线的半导体元件，其特征在于：该半导体元件包含：
芯片单元，包括具有线路结构的承载基板，及设置于该承载基板上的至少一芯片；
导线单元，具有多条用于供该至少一芯片与该线路结构电连接的导线；及
多个包覆单元，分别对应包覆所述导线，每一包覆单元具有以原子层沉积方式形成，包覆该导线并位于最外层的绝缘层，该绝缘层的沉积原子为有序地积层排列，且厚度不大于1μm。


2.根据权利要求1所述的具有包覆层的导线的半导体元件，其特征在于：该包覆单元还具有至少一功能层，该至少一功能层介于该导线与该绝缘层间，且该绝缘层完全包覆于该至少一功能层。


3.根据权利要求2所述的具有包覆层的导线的半导体元件，其特征在于：该至少一功能层是以原子层沉积方式形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁肇诚，
申请(专利权)人：丁肇诚，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71