一文浅析:华天科技铜线车载芯片封装技术缘何大放异彩

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黄金市场再度吸引全球投资者的目光。今年前三季度,黄金价格震荡上行,有关数据显示,国际金价上涨超27%,国内金价上涨超23%!有趣的是,在全球经济中扮演关键角色的黄金,其价格的波动不仅反映了市场供需关系的变化,甚至影响了半导体产业某项关键技术的变革——铜线车载芯片封装技术。

2010年左右,半导体行业主要使用金布线进行引线键合封装。然而,随着金价的飙升,芯片制造商开始寻找更经济实惠的替代品。铜布线因其成本较低而成为首选。汽车制造商最初不愿意改用铜,担心其在恶劣环境下的性能和长期可靠性,但随着时间的推移,铜布线在高温和高振动应用中的表现证明了其优越性。

华天科技介绍,铜线封装技术因其成本效益和性能优势,在车载芯片封装中逐渐受到青睐。与传统的金线封装相比,铜线封装可以显著降低成本同时铜线具有比金线更高的导电性和导热性,有助于提高芯片的性能和散热效率

金线在高温储存寿命测试 (HTST) 后显示出可靠性问题。具体而言,金线在导线和铝焊盘之间的接合处出现Kirkendall空洞(图左),而铜线则表现完好,无空洞不良现象(图右)。

铜布线的主要优势在于其较低的电阻率和更好的热导性,这使得它在高功率和高频应用中表现出色。此外,铜布线的机械强度也较高,能够承受更大的应力和振动,这对于汽车和其他要求严格的应用来说是非常重要的。

然而,铜布线也存在一些局限性。铜线容易氧化,尤其在高温环境下,可能会影响其长期可靠性。为克服这一挑战,业界积极开发和采用新型的铜线材料,如镀金钯铜线(AuPdCu),以及合金铜线和混合铜线。这些新型材料旨在提高铜线的可靠性,尤其是在汽车电子的高温储存寿命测试(HTST)中的表现。

总体而言,由于成本更低、导电性更好、HTST性能以及现在成熟的设备/工艺能力,铜线已被大量汽车电子芯片封装所应用。铜线车载芯片封装技术在提高性能和降低成本方面展现的巨大潜力,随着技术的进步和新材料的开发,铜线封装将在汽车电子领域得到更广泛的应用。


华天科技作为我国领先的集成电路封装测试企业之一,汽车电子封装产能持续扩张,在车载铜线封装技术方面处于国内领先地位,已与多家Tier1厂商如博世、大陆、采埃孚,以及汽车主机厂如小鹏、吉利等建立了密切的合作与联系,就铜线车载芯片封装技术积累了丰富的理论知识和实践经验。

当前,随着汽车电子化加速发展,车规级芯片已成为关键支撑技术,对于车载芯片封装技术也提出了更高的可靠性要求。包括高耐温性、耐震性、长寿命等,这些性能指标通常需通过AEC-Q100严格的质量标准认证。2016年,汽车电子委员会(AEC)还针对铜线键合器件发布AEC-Q006标准——与应用于金线键合器件的AEC-Q100和AEC-Q101标准相比,AEC-Q006对铜线器件的可靠性试验要求更为严苛。

华天科技聚焦于汽车电子集成电路产品封装,打造成为全国及全球汽车电子产品最大的制造基地。据了解,在华天科技汽车电子产品的出货量中,铜线产品占比已过半,铜线车载芯片封装技术在汽车电子领域中越来越受到重视。目前,华天科技集成电路封装产品中,QFN、BGA/LGA 类封装产品主要用于车灯、雨刷、门锁控制等,满足Grade1的可靠性考核等级要求;LQFP 类封装产品主要用于座舱、车身控制等,满足Grade1的可靠性考核等级要求;SOP、SOT类封装产品主要用于信息处理和影音系统功能等,满足Grade1/2的可靠性等级要求。

责编: 张轶群
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