TW201214469A - Polymer core wire - Google Patents

Description

201214469 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本各明般係關於傳導電流之線，且更明確而言係關於 傳導電流之聚合物芯線。 【先前技術】 • 於傳導電流（諸如電信號、功率及接地電位）之線已廣 為人知。在半導體工業中，一般使用由鋼或金製成之線， 將一半導體晶粒上之接合墊連接至一引線框之引線指。此 等金屬很昂貴且因此該線之成本使得封裝製程之成本大大 增加。 此外，隨著半導體之大小減小但處理能力增強，需要更 多輸入端及輸出端來與積體電路通信。因此，接合墊經放 置得更接近一起（間距），所以需要使用較薄之線。然而， 此等薄線亦必須具備抵抗由外力（例如，在囊封期間當一 模製化合物流過該等線時）造成之彎曲及斷裂之強度。廣 為人知的是，由該模製化合物施加於該等線上之力可能造 成該等線相互接觸。此被稱為線偏移（wire sweep)。該模 製化合物亦可.能使得易碎之線或脆弱之接合斷裂。 • 因此，有利的是具有一極其薄但仍堅固之線。同樣有利 , 的是具有一種較為便宜之線，自形成該等線所需要之銅及 金之金屬之量角度衡量，成本較低。 【發明内容】 在一實施例中，本發明提供一種用於傳導電流之線，其 包含一非導電芯及形成於該非導電芯之上之一塗層。該塗 157783.doc 201214469 層係由傳導電流之一材料（例如，銅、金、銘或焊料）製 成。該非導電芯包括呈長形且由該塗層所覆蓋之一材料。 在本發明之較佳實施例中，該芯包括聚合物、碳奈米管或 毛髮。 在另一實施例中，本發明提供一種製作一線之方法，該 方法包括下列步驟：提供一長度之非導電材料且將一導電 金屬電鍍於該非導電材料上。在一實施例中，可在執行該 電鍍步驟之前’將—預電鍍金屬電賴該非導電材料之 上。該預電鑛材料較佳為錦或麵，而該導電金屬電鑛材料 為金、銅、鋁或焊料中之一者。 [實施方式】 連同附圖參考下文對當前較佳實關之描述，可最佳地 瞭解到本發明及本發明之目的及優點。在圖中，自始至終 類似之數字用於指示類似之元件。 熟悉此項技術者將理解，圖中之元件係以簡潔明瞭之方 式圖解且不-疋按照比例緣製。例如，該等圖中之一些元 件之尺寸可能相對於其他元件而放大，以有助於理解本發 明之實施例。 本發明係藉由舉例之方式闡明且不受限於附圖，在附圖 中，類似之參考數字指示類似之元件。 '現參考圖1，顯示根據本發明之—實施例之-線H)之透 視圖該線1〇之^係經切割，使得可看到該線丨。之一截 面圖。該線1〇包含—非導電芯U及形成於該非導電幻2之 上之塗層14。該非導電芯12對該㈣提供物理強度’而該 157783.doc 201214469 塗層14傳導電流。 該線尤其適合於在-積體電路與❹該積體電路之外 部連接終端之間傳導電流。例如，該線1〇之—端係可接合 . i該積體電路之—接合墊且該㈣之另-端係可接合至__ .;丨線框之？um基板之-接合塾。為了此類用途，該 線H)係使用可市購的線接合設備而連接至該積體電路接合 塾及該引線框或基板。來自線接合機之熱或火焰溶融該塗 層，使得視情況，該塗層將接合至該IC接合墊、該引線指 或該基板接觸墊。 根據本發明之一實施例，該非導電芯12包括一聚合物， 諸如’二乙晞苯交聯共聚物或其他非導電材料。在本發明 之另-實施例中’該非導電芯12包括一堅固又可撓之材 料，諸如，碳奈米管、毛髮或合成毛髮，該等材料雖薄但 是強度足以對該線1 〇提供強度。 碳奈米官係由碳原子所製成極薄之中空圓柱體。碳奈米 管之直徑可為約若干奈米，這比人髮小1{)，咖倍。然而， 碳奈米管極其堅固。#料之硬度係以其揚氏模數（應力隨 所施加之應變變化之比率）測量。一奈米管之揚氏模數可 •高達1000 GPa，其大約比鋼高5倍。奈米管之拉張強度或 * 斷裂應變可達63 GPa ’大約比鋼高5〇倍。奈#管之此等性 質，連同其輕質使得奈米管成為該非導電芯12之良好選 擇。此外，奈米管可經構造使得其等不導電。當前，碳奈 米官僅被生長至約18 cm之長度。然而，隨著需求（應用及 經濟上）及科學發展，預期此長度將隨著時間增加，使得 I57783.doc 201214469 奈米管可取代聚合物 生長更長之奈米管在經濟上才行時 材料。 +,如在圖中可見，該芯12具有-實質上均句之圓形組態。 芯^之特定直徑將取決於構造該芯12之材料而有所變化， 但芯12之直徑可介於約1〇 μηι至約25〇 μ〇ι之間。該塗層μ 之厚度為約10 4„1且若該芯係經金屬化或預電鍍，則該預 電鍍金屬之厚度為約丨μίη，從而使得該線之總直徑在約h μηι至 261 μηι之間。 忒塗層1 4包括一導電材料，使得電信號（資料、功率、 接地電位）可傳送至該積體電路與該等線連接之接合墊且 自該等接合墊傳送。當前用於傳導信號且適用於本發明之 金屬包含但不限於：金、銅、鋁及焊料；且若使用焊料， 則無鉛焊料較佳。此等金屬可電鍍於該非導電芯12之上。 現在參考圖2 ’顯示根據本發明之一線20之另一實施 例。該線20包含該非導電芯12及該塗層14。然而，在用該 塗層14之導電金屬塗佈該芯12之前，該芯12係用一導電金 屬22預電鍍。該預電鍍金屬22係設置於該非導電芯η與該 塗層14之間且經提供以改良該塗層14與該芯12之間之介面 黏著性，且防止電子遷移。該預電鍍金屬22較佳係由一導 電金屬（諸如，錄或|巴）形成。 在本發明之一較佳實施例中，該線丨〇係一接合線；其係 可用於使一半導體積體電路之一接合塾與一引線框之一引 線指或一基板（印刷電路板）之一接合墊連接之類型之線。 一般而言，此等線係用於將信號傳送至該積體電路及自該 157783.doc 201214469 積體電路傳送信號。此等信號可為資料信號或功率及接地 電位。此等信號之電壓位準相對低，例如，在〇¥至5乂之 間。然而，如此項技術中所已知，由於現在製作較低電虔 之積體電路’該電壓位準可低很多。 現參考圖3,圖解製作該線2〇之一製程。在一第一步驟 3〇，提供形成该芯12之一長度之非導電材料。如上文所 述，忒芯12可包括一聚合物、毛髮、碳奈米管或其類似 物。在本發明之一實施例中，在步驟32，該芯以係放置於 谷納水/谷液3 6之一容器34中且用一導電金屬經由一無電電 鑛製程而金屬化。例如，該芯12可經由一無電預電鍵製程 而塗佈有一層錦或1巴。若該芯12包括碳奈米f，則不採用 無電預電鍍，而是可使用薄膜沈積而使該碳奈米管塗佈有 薄金屬層。該芯12係用該預電鍍金屬而塗佈，以允許塗 佈至该芯12之導電金屬14在下一步驟中更好的黏著性。 接著，將該導電金屬14電鍍於該芯（或視情形，經金屬 化芯）12之上。可使用％處所圖解之無電電鍍製程或川處 所圖解之電解電鍍製程而用該導電金屬14塗佈該芯12。在 °亥無電電鐘製程中，該金屬化怎12係經放置於水溶液44之 桶42中且用該導電金屬i4(諸如，銅）電鐘。在該電 錢製耘40中’在該芯12(或金屬化芯）上沈積一薄金屬 六更月確而§ ’該芯12(或金屬化芯）係放置於裝滿電解 奋液5〇(例如，硫酸銅）之一桶46中且待電鍍之金屬14(在此 為銅）係用作陽極。在其他實施例令，該金屬化 4系用 σ 、皆 力—導電金屬（諸如，金、鋁或焊料）電鍍。現經電 I57783.doc 201214469 鍍之金屬化芯包括該線2〇。

在該芯12用該導電金屬】4雷蚀+ μ L 隹屬14電鍍之後，在步驟52，將該線 20纏繞至-線轴54。在步驟56，執行一退火製程，在該退 火製程中，該線20係經加熱且接著冷卻，以加強該線⑼之 強度及硬度。如熟悉此項技術者所知，若該塗心包括 銅，則冷卻可在空氣中，障,降；隹t + e , 陵進仃或輅由在液體中淬滅而快 速進行。 在步驟58,將退火的線2〇重新纏繞至線軸上，然後在步 驟60,檢驗線20的線軸是否有缺陷。此時，線2〇可準備用 於可市購的線接合機器。 上述之製步驟一般係廣為人知之步驟且因此僅在認為 有助於熟悉此項技術者瞭解製造該線1〇之一合適方法之程 j上予以詳盡描述。因此，雖然已經描述且圖解本發明之 實施例，熟悉相關技術者可理解，在本發明之範疇内仍可 做出許多設計細節或構造細節上之改變或修改。同樣地， 由於實施本發明之工具多數廣為人知，如用於製造根據本 發明之器件之電路、封裝結構及組合物廣為人知，僅在認 為必要之耘度上洋盡地描述本發明，以瞭解且理解本發明 之基本概念且不使本發明之教示變得模糊或混亂。 在上述說明書中，已經參考特定實施例描述了本發明。 然而，一般熟悉此項技術者可理解，在不脫離下文申請專 利範圍所界定之本發明範疇之基礎上，可做出各種修改及 改變。例如，熟悉此項技術者可瞭解，儘管本發明尤其適 合作為一接合線，本文所論述之原理可應用至直徑較大之 157783.doc 201214469 線，以運載更大之電流》因此，應理解該說明書及圖式具 有闡釋意義而非限制意義，且所有此等修改意在包含於本 發明之範嘴内。 此外，描述及申請專利範圍中之相對術語諸如，「前」 (front)、「後」（back)、「頂」（t〇p)、「底」（b〇tt〇m)、「上 方j (over)、「下方」（under)及類似物（若存在），係用於描 述目的且不一定描述永久相對位置。應理解，在合適之情 形下，所使用之該等術語係可互換，使得本文所描述之該 等實施例例如能夠在本文圖解或描述之定向外之其他定向 中操作。用於本文中時，術語「包括」（⑶叫出“、 compnsing)或其任何其他同義詞意在涵蓋非排他性包含， 使得包括一元件清單之製程、方法、物件或裝置不僅包含 此等元件，而是可包含未經明確羅列或爲此製程、方法、 物件或裝置利有之其他元f術語「_」㈣叫用在本 文中係界定為一個或一個以上。術語「複數個」 (「Plurality)用於本文中係界定為兩個或兩個以上。術語 「另一」（another)係界定為至少一個第二個或更多。 上文已經針對特定實施例描述了益處、其他優點及問題 之解決方案。然而，該等益處、優點、問題之解決方案及 可能導致任何益處、優點或解決方案發生或變得更明顯之 任何-個（-個以上）元件不應被解讀為任何或所有申清專 利範圍之至《要，所必需或重要之特徵或元件。 【圖式簡單說明】 圖 1係根據本發明之一第 一實施例之一線之高倍放大透 i57783.doc 201214469 視圖，且該線之一端係以截面圖顯示； 圖2係根據本發明之另一實施例之一線之高倍放大透視 圖，且該線之一端係以截面圖顯示； 圖3係圖解根據本發明之一實施例之形成一線之方法之 流程圖。 【主要元件符號說明】 10 線 12 非導電芯 14 塗層 20 線 22 導電金屬 34 容器 36 水溶液 42 第二桶 44 水溶液 46 桶 50 電解溶液 54 線軸 157783.doc

Claims (1)

1. 201214469 七、申請專利範圍： K 一種用於傳導電流之線（10、20)，其包括： 一非導電芯（12);及 塗層（14) ’其形成於該非導電芯之上，其中兮洛 • (14)傳導電流。 '、V層 • 2.如請求項丨之線，其令該非導電芯（12)包括一聚合物。 3·如請求項2之線，其中該聚合物包括二乙烯苯。 4.如請求項！之線，其中該非導電芯（12)包括毛髮。 5·如請求们之線’其中該非導電芯（12)包括碳奈米管。 6.如請求項1之線，其中該塗層（14)包括電鐘於該非導 上之—導電金屬。 心 7·如請求項6之線，其中該導電金屬包括金、銅、 料t之一者。 & 8.如請求項6之線，其中該非導電怎（12)係預電鐘有—導電 金屬（22)，其中該預電鍍金屬（22)係經設置於該非導電 芯（12)與該塗層（14)之間。 9·如請求項8之線，其中該預電鍍金屬（22)包括錄或鈀。 1〇· 一種用於傳導電流之線（20)，其包括： " 一非導電芯（12); • 一經預電鍍於該芯上之第一金屬層（22);及 一電鍍於該經預電鍍層（22)上之第二金屬層（14)，其 中該第一金屬層及第二金屬層傳導電流。 11·如π求項10之線，其中該線（20)具有介於約至275 μπι之間之總厚度。 157783.doc 201214469 12· —種製作能夠傳導電流之線（10、20)之方法，該方法包 括下列步驟： 提供一長度之非導電材料（30);及 將一第一導電金屬電鍵於該非導電材料（38、40)上。 13.如請求項12之製作一線之方法，其進一步包括在執行該 電鍍步驟之前用一第二導電金屬預電鍍該非導電材料之 步驟》 14.如請求項13之製作一線之方法，其中該第二導電金屬包 括錦及把中之一者。 I5·如請求項I4之製作一線之方法，其中該第一導電金屬包 括金、銅、紹及焊料中之一者。 16.如請求項12之製作一線之方法，其中該非導電材料 一聚合物。 其中該非導電材料包括 17·如請求項I2之製作一線之方法， 毛髮。 18·如請求項12之製作一線之方法，其中該非導電 碳奈米管。 # 19·如請求項12之製作—線之Μ，其巾該讀步驟包括以 =電鍍及電解電狀-者將銅電鍍於該料電芯材料 I:請求項12之製作一線之方法’其進-步包括下列步 將該經電鍍非導電材料捲繞至一線軸. 展開且退火該經電鍍非導電材料。 157783.doc