** Аннотация:** В качестве важнейшего этапа в производстве интегральных схем полупроводниковые упаковки предъявляют строгие требования к производительности упаковочных материалов.Благодаря исключительным свойствамПолиамидная пленка выделяется из пула материалов-кандидатов, заслуживая своего звания "золотого стандарта" в области упаковки полупроводников.В данной работе представлен углубленный анализ молекулярной структуры и характеристик полимидной пленки., подробно описывает его преимущества применения на различных этапах упаковки полупроводников,и использует отраслевые данные и реальные случаи, чтобы показать свою важнейшую роль в повышении надежности чипа и облегчении технологического прогресса в полупроводниковой промышленностиОн также предлагает теоретическую основу для выбора и инноваций полупроводниковых упаковочных материалов.
**I. Полупроводниковая упаковка: "защитная броня" и центр производительности интегральных схем**
Полупроводниковая упаковка - это нечто большее, чем простое физическое инкапсулирование. Она выполняет множество критических функций, включая механическую поддержку, электрическую взаимосвязь и изоляцию окружающей среды.Закон Мура приближается к своим физическим пределам., плотность интеграции чипов увеличилась экспоненциально.что приводит к значительному росту внутренней генерации тепла на чипе и увеличению скорости передачи сигнала в диапазон THzВ этом контексте упаковочные материалы должны точно выдерживать экстремальные условия работы, такие как высокая температура, высокая частота и высокая влажность, в предельно ограниченных помещениях.Чипы усилителей мощности в базовых станциях 5G могут испытывать температуру поверхности, превышающую 150 °C во время работыТрадиционные упаковочные материалы часто испытывают трудности с выполнением таких требований.
**II. Полиамидная пленка: "всесторонний чемпион" материалов**
**2.1 Уникальная молекулярная структура способствует исключительным свойствам**
Полимидная пленка синтезируется посредством поликонденсационной реакции ароматических диангидридов и диаминов.Эта уникальная молекулярная архитектура наделяет пленку рядом необычных свойств:
• **Термостабильность: "Железный человек" высокотемпературного сопротивления:** Конъюгированный ароматический кольцевой скелет в молекуле обладает энергией связи до 520 кДж/моль.Это позволяет полиамидной пленке демонстрировать только 1% потерю массы при 500 °C и, в течение коротких периодов, даже выдерживают экстремальные температуры до 1000°C без структурных сбоев, значительно превосходя большинство традиционных упаковочных материалов.
• **Механические свойства: "Сильный человек", сочетающий в себе жесткость и гибкость:** Тесно упакованный, похожий на лестницу молекулярный распорядок внутри пленки, с свободным объемом всего 0,08 нм3,дает ему отличную прочность на растяжениеВ то же время он сохраняет хорошую гибкость, способную выдерживать множество изгибов без ломания, с радиусом изгиба менее 1 мм.
• ** Диэлектрические свойства: "Высокоскоростная полоса" для передачи сигнала:** Благодаря эффектам π-π-конъюгации,Полимидная пленка обладает объемным сопротивлением ≥1016 Ω·cm и диэлектрической постоянной около 3.2Даже при температуре 200°C, его изоляционное свойство сохраняется более чем на 95%.
**2.2 Сравнение ключевых параметров производительности**
По сравнению с другими материалами, обычно используемыми в полупроводниковой упаковке, преимущества полиамидной пленки в производительности сразу же очевидны: [См. встроенное изображение `media/image1.png` для сравнительной диаграммы.]
**III. Различные применения полиамидной пленки в полупроводниковой упаковке**
**3.1 Опаковка в чип-масштабе: создание "близкой защитной сети"**
В упаковке на чип-масштабе (CSP) полиамидная пленка в основном выполняет критическую роль пассивации поверхности чипа и буферизации напряжения.05 мм толщины ПИ пленка эффективно блокирует проникновение внешних загрязнителей, таких как влага и ионыПри тепловом напряжении во время работы чипа гибкость и высокая механическая прочность ПИ-пленки позволяют равномерно распределить напряжение.предотвращение трещин в чипе, вызванных концентрацией напряженияИсследования показывают, что чипы, пассивированные ПИ пленкой, сохраняют стабильную производительность даже после 1000 часов хранения в суровых условиях 85°C и 85% RH.что чипы без защиты имеют уровень ухудшения производительности до 30%;.
**3.2 Упаковка на уровне пластин: создание "эффективного моста взаимосвязи"**
В процессах упаковки на уровне пластины (WLP) полимидная пленка, как ключевой материал для перераспределительного слоя (RDL), выполняет двойную функцию электрической взаимосвязи и изоляции / изоляции.Его низкая диэлектрическая постоянная и низкие диэлектрические потери характеристики значительно уменьшают задержку сигнала и потери во время передачи, обеспечивающий высокоскоростную передачу данных между микросхемами.использование пленки PI в качестве материала RDL может увеличить скорость передачи сигнала более чем на 20% при одновременном снижении расхода энергии на 15%.
**3.3 Комплексная система: создание "устойчивой и безопасной крепости"**
В системе в упаковке (SiP) полиамидная пленка используется для общей инкапсуляции упаковки и для изоляции между внутренними слоями.Его отличная устойчивость к химической коррозии и тепловая стабильность обеспечивают надежную защиту для различных типов микросхем и компонентовВ качестве примера, используя модуль SiP для смартфонов, после использования пленки PI для инкапсулирования, сопротивление падения модуля улучшилось на 50%.и его срок службы при высоких температурах и высокой влажности был увеличен в три раза.
**IV. Практика отрасли и поддержка данных**
**4.1 "Выбор ПИ-фильма" ведущими предприятиями**
Мировые лидеры в полупроводниковой промышленности, такие как Intel, TSMC и Samsung, широко применяют полимидную пленку в своих передовых процессах упаковки.Intel использует PI-пленку в качестве буферного слоя напряжения в чипах, изготовленных на 10 нм узла и нижеTSMC использует ПИ пленку для построения RDL в своей передовой технологии упаковки 2.5D/3D,успешно увеличить пропускную способность передачи сигнала между чипами на 30%.
**4.2 Анализ затрат и выгод: "Потенциальный запас" с долгосрочной стоимостью**
Although the initial procurement cost of polyimide film is relatively high—approximately 10 times that of traditional PET film—its comprehensive benefits over the entire lifecycle of semiconductor packaging are significantС одной стороны, использование ПИ пленки значительно повышает надежность и срок службы чипа, снижая затраты на послепродажное обслуживание из-за сбоев чипа.его выдающиеся характеристики помогают чипам достичь более высоких показателей производительности, повышая конкурентоспособность рынка продукции и приносящую более высокую добавленную стоимость для предприятий.Использование ПИ пленки может снизить общую стоимость продукта на 15% - 20%..
**V. Проблемы и перспективы**
**5.1 Узкие места индустриализации, ожидающие прорыва**
Несмотря на свои яркие перспективы в полупроводниковой упаковке, полиамидная пленка в настоящее время сталкивается с несколькими проблемами индустриализации.остается разрыв между отечественными возможностями и передовым международным уровнем в технологии приготовления сверхтонкой ПИ пленки (толщина < 12 мкм)Кроме того, технологии переработки ПИ-пленки еще не развиты, что затрудняет крупномасштабную переработку в замкнутом цикле.что несколько ограничивает его устойчивое развитие.
**5.2 Технологические инновации, направляющие будущее развитие**
В перспективе полиамидная пленка в полупроводниковых упаковках будет развиваться в сторону большей функциональности и интеграции.возможно дальнейшее повышение теплопроводности ПИ пленки, потенциально увеличивая его с текущих 1,2 Вт/мкк до более 200 Вт/мкк, тем самым лучше удовлетворяя требованиям к охлаждению чипов.Разработка интеллектуальных ПИ-пленок с функциями самовосстановления или самоконтроля обеспечит более высокий уровень надежности упаковки полупроводников..
**VI. Заключение**
Благодаря своей непревзойденной тепловой стабильности, механическим свойствам и диэлектрической производительности,Полимидная пленка демонстрирует незаменимые преимущества в очень сложной области упаковки полупроводниковОт тонкой защиты на уровне чипа до высокоскоростной взаимосвязи на уровне пластинки.и общая защита на уровне системы, ПИ пленка глубоко интегрирована на каждом этапе упаковки полупроводников.и более надежнаяС непрерывным технологическим прогрессом и постепенным преодолением узких мест индустриализацииПолиамидная пленка предназначена для продолжения написания легендарной главы "золотого стандарта материала" в полупроводниковой упаковке, вливая непрерывный поток инновационной жизненной силы в развитие мировой полупроводниковой промышленности.
