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一文淺析:華天科技銅線車載芯片封裝技術緣何大放異彩

2024-10-17財經

黃金市場再度吸引全球投資者的目光。今年前三季度,黃金價格震蕩上行,有關數據顯示,國際金價上漲超27%,國內金價上漲超23%!有趣的是,在全球經濟中扮演關鍵角色的黃金,其價格的波動不僅反映了市場供需關系的變化,甚至影響了半導體產業某項關鍵技術的變革——銅線車載芯片封裝技術。

2010年左右,半導體行業主要使用金布線進行引線鍵合封裝。然而,隨著金價的飆升,芯片制造商開始尋找更經濟實惠的替代品。銅布線因其成本較低而成為首選。汽車制造商最初不願意改用銅,擔心其在惡劣環境下的效能和長期可靠性,但隨著時間的推移,銅布線在高溫和高振動套用中的表現證明了其優越性。

華天科技介紹,銅線封裝技術因其成本效益和效能優勢,在車載芯片封裝中逐漸受到青睞。 與傳統的金線封裝相比,銅線封裝可以顯著降低成本 同時 銅線具有比金線更高的導電性和導熱性,有助於提高芯片的效能和散熱效率

金線在高溫儲存壽命測試 (HTST) 後顯示出可靠性問題。具體而言,金線在導線和鋁焊盤之間的接合處出現Kirkendall空洞(圖左),而銅線則表現完好,無空洞不良現象(圖右)。

銅布線的主要優勢在於其較低的電阻率和更好的熱導性,這使得它在高功率和高頻套用中表現出色。此外,銅布線的機械強度也較高,能夠承受更大的應力和振動,這對於汽車和其他要求嚴格的套用來說是非常重要的。

然而,銅布線也存在一些局限性。銅線容易氧化,尤其在高溫環境下,可能會影響其長期可靠性。為克服這一挑戰,業界積極開發和采用新型的銅線材料,如鍍金鈀銅線(AuPdCu),以及合金銅線和混合銅線。這些新型材料旨在提高銅線的可靠性,尤其是在汽車電子的高溫儲存壽命測試(HTST)中的表現。

總體而言,由於成本更低、導電性更好、HTST效能以及現在成熟的裝置/工藝能力,銅線已被大量汽車電子芯片封裝所套用。銅線車載芯片封裝技術在提高效能和降低成本方面展現的巨大潛力,隨著技術的進步和新材料的開發,銅線封裝將在汽車電子領域得到更廣泛的套用。

華天科技作為中國領先的積體電路封裝測試企業之一,汽車電子封裝產能持續擴張,在車載銅線封裝技術方面處於國內領先地位,已與多家Tier1廠商如博世、大陸、采埃孚,以及汽車主機廠如小鵬、吉利等建立了密切的合作與聯系,就銅線車載芯片封裝技術積累了豐富的理論知識和實踐經驗。

當前,隨著汽車電子化加速發展,車規級芯片已成為關鍵支撐技術,對於車載芯片封裝技術也提出了更高的可靠性要求。包括高耐溫性、耐震性、長壽命等,這些效能指標通常需透過AEC-Q100嚴格的品質標準認證。2016年,汽車電子委員會(AEC)還針對銅線鍵合器件釋出AEC-Q006標準——與套用於金線鍵合器件的AEC-Q100和AEC-Q101標準相比,AEC-Q006對銅線器件的可靠性試驗要求更為嚴苛。

華天科技聚焦於汽車電子積體電路產品封裝,打造成為全國及全球汽車電子產品最大的制造基地。據了解,在華天科技汽車電子產品的出貨量中,銅線產品占比已過半,銅線車載芯片封裝技術在汽車電子領域中越來越受到重視。目前,華天科技積體電路封裝產品中,QFN、BGA/LGA 類封裝產品主要用於車燈、雨刷、門鎖控制等,滿足Grade1的可靠性考核等級要求;LQFP 類封裝產品主要用於座艙、車身控制等,滿足Grade1的可靠性考核等級要求;SOP、SOT類封裝產品主要用於資訊處理和影音系統功能等,滿足Grade1/2的可靠性等級要求。