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%!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。
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。
华天科技作为行业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。
我们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。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。在我们的汽车电子产品中,QFN、BGA/LGA 类封装主要用于车灯、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。
原文始发于微信公众号(华天科技):一文浅析:华天科技铜线车载芯片封装技术缘何大放异彩