** Abstract:** Als een cruciale stap in de productie van geïntegreerde schakelingen stelt halfgeleiderverpakking strikte prestatievereisten aan verpakkingsmaterialen.Dankzij de uitzonderlijke algemene eigenschappenHet is een van de belangrijkste elementen van de verpakkingstechniek.In dit artikel wordt een grondige analyse gedaan van de moleculaire structuur en de prestatie-eigenschappen van polyimidefolie, geeft een gedetailleerde beschrijving van de toepassingsvoordelen in verschillende fasen van de verpakking van halfgeleiders,en maakt gebruik van industriedata en real-world cases om de cruciale rol te onthullen bij het verbeteren van de betrouwbaarheid van de chip en het vergemakkelijken van technologische vooruitgang binnen de halfgeleiderindustrieHet biedt ook een theoretische basis voor de selectie en innovatie van halfgeleiderverpakkingsmaterialen.
**I. Halfgeleiderverpakking: het "beschermende harnas" en de prestatiecentrale van geïntegreerde schakelingen**
Een halfgeleiderverpakking is veel meer dan een eenvoudige fysieke inkapseling.Als de wet van Moore haar fysieke grenzen nadertDe huidige geavanceerde procesnodes hebben 3nm of zelfs verder bereikt.wat leidt tot een significante toename van de interne chip warmteopwekking en het duwen van signaaltransmissie snelheden in het THz bereikIn dit verband moeten verpakkingsmaterialen in extreem beperkte ruimten precies bestand zijn tegen extreme bedrijfsomstandigheden, zoals hoge temperatuur, hoge frequentie en hoge luchtvochtigheid.de vermogenversterkerchips in 5G-basisstations kunnen tijdens de werking oppervlaktetemperaturen van meer dan 150 °C ondervinden;De traditionele verpakkingsmaterialen hebben vaak moeite om aan zulke veeleisende uitdagingen te voldoen.
**II. Polyimidefilm: de 'all-round kampioen' van materialen**
**2.1 Unieke moleculaire structuur bevordert uitzonderlijke eigenschappen**
Polyimide film wordt gesynthetiseerd door middel van een polycondensatie reactie van aromatische dianhydriden en diamines.Deze unieke moleculaire architectuur geeft de film een reeks buitengewone eigenschappen:
• **Thermische stabiliteit: de "IJzeren Man" van hoge temperatuurweerstand:** Het geconjugeerde aromatische ringskelet in het molecuul heeft een bindingsenergie van maximaal 520 kJ/mol.Dit maakt het mogelijk dat de polyimidefilm bij 500°C slechts 1% massaverlies vertoont en, voor korte duur, zelfs bestand tegen extreme temperaturen tot 1000°C zonder structurele storing, ver boven de meeste traditionele verpakkingsmaterialen.
• **Mechanische eigenschappen: De "Strongman" combineert stijfheid en flexibiliteit:** De dicht verpakte, ladderachtige moleculaire regeling in de film, met een vrij volume van slechts 0,08 nm3,geeft het een uitstekende treksterkteHet heeft tegelijkertijd een goede flexibiliteit en is bestand tegen meerdere buigingen zonder breuk, met een buigradius van minder dan 1 mm.
• **Dielectrische eigenschappen: de "High-Speed Lane" voor signaaloverdracht:** Dankzij π-π-conjugatie-effectenpolyimidefilm heeft een volumeresistiviteit van ≥ 1016 Ω·cm en een dielectrische constante van ongeveer 3.2Zelfs bij 200°C overschrijdt het isolatieverhoudingspercentage 95%.
**2.2 Vergelijking van de belangrijkste prestatieparameters**
In vergelijking met andere materialen die gewoonlijk worden gebruikt in halfgeleiderverpakkingen, zijn de prestatievoordelen van polyimidefolie onmiddellijk zichtbaar: [Verwijz naar ingebedde afbeelding `media/image1.png` voor vergelijkingsgrafiek.]
**III. De verschillende toepassingen van polyimidefolie in halfgeleiderverpakkingen**
**3.1 Chip-scale verpakkingen: het bouwen van een "sluitend beschermend net"**
In chip-scale verpakkingen (CSP) dient polyimidefilm voornamelijk de kritieke rol van chipoppervlakpassivatie en spanningsbuffering.05 mm dikke PI-film blokkeert effectief het binnendringen van externe verontreinigingen zoals vocht en ionenWanneer thermische spanningen worden gegenereerd tijdens de werking van de chip, kunnen de flexibiliteit en de hoge mechanische sterkte van de PI-film ervoor zorgen dat de spanningen gelijkmatig worden verdeeld.het voorkomen van scheuren in de chip veroorzaakt door spanningsconcentratieOnderzoek toont aan dat chips die zijn gepassiviseerd met PI-folie zelfs na 1000 uur opslag onder harde omstandigheden van 85°C en 85% RH een stabiele prestatie behouden.Overwegende dat onbeschermde chips een prestatievermindering van 30% vertonen.
**3.2 Verpakkingen op waferniveau: het creëren van een "efficiënte verbindingsbrug"**
In Wafer-Level Packaging (WLP) -processen vervult polyimidefolie, als sleutelmateriaal voor de Redistributielaag (RDL), de dubbele functie van elektrische interconnectie en isolatie/isolatie.De lage dielectrische constante en het lage dielectrische verlies van het signaal verminderen aanzienlijk de vertraging en het verlies van het signaal tijdens de transmissieIn het geval van geavanceerde 2,5D/3D-verpakkingen, bijvoorbeeld, is het mogelijk om de data van de chips te verwerken via een microchip.met behulp van PI-folie als RDL-materiaal kan de signaaloverdracht met meer dan 20% worden verhoogd en het energieverbruik met 15% worden verlaagd.
**3.3 System-in-Package: het smeden van een "sterk en veilig fort"**
Bij System-in-Package (SiP) wordt polyimidefolie gebruikt voor de totale inkapseling van de verpakking en voor isolatie tussen de interne lagen.De uitstekende chemische corrosiebestendigheid en thermische stabiliteit bieden betrouwbare bescherming voor verschillende soorten chips en onderdelenBijvoorbeeld een smartphone SiP-module: na het gebruik van PI-film voor inkapseling is de valweerstand van de module met 50% verbeterd.en de levensduur onder hoge temperatuur en hoge luchtvochtigheid werd verdrievoudigd.
**IV. Bedrijfspraktijken en gegevensondersteuning**
**4.1 De "keuze van PI-film" door toonaangevende ondernemingen**
Wereldwijde leiders in de halfgeleiderindustrie, zoals Intel, TSMC en Samsung, hebben polyimidefolie op grote schaal toegepast in hun geavanceerde verpakkingsprocessen.Intel gebruikt PI-film als een spanningsbufferlaag in chips die worden vervaardigd bij de 10nm-knoop en onderTSMC gebruikt PI-film om de RDL te construeren in zijn geavanceerde 2,5D/3D verpakkingstechnologie.succesvol de bandbreedte van de signaaloverdracht tussen de chips met 30% verhoogd.
**4.2 Kosten-batenanalyse: de "potentiële voorraad" met een lange termijnwaarde**
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 significantAan de ene kant verbetert het gebruik van PI-folie de betrouwbaarheid en levensduur van de chip aanzienlijk en vermindert het de reparatiekosten na verkoop als gevolg van storingen van de chip.zijn uitstekende prestaties helpen chips om hogere prestatiemeters te bereiken, het concurrentievermogen van de productmarkt te stimuleren en een hogere toegevoegde waarde voor ondernemingen te brengen.het gebruik van PI-folie kan de totale kosten van het product met 15% tot 20% verlagen.
**V. Uitdagingen en toekomstvooruitzichten**
**5.1 Industrialisatie knelpunten in afwachting van een doorbraak**
Ondanks de mooie vooruitzichten op het gebied van halfgeleiderverpakkingen wordt polyimidefolie momenteel geconfronteerd met een aantal industrialisatieproblemen.er blijft een kloof bestaan tussen de binnenlandse capaciteiten en de internationale geavanceerde niveaus op het gebied van de bereidingstechnologie voor ultradunne PI-folie (dikte < 12 μm)Bovendien zijn de recyclingtechnologieën voor PI-folie nog niet volwassen, waardoor grootschalige recycling in gesloten kringloop moeilijk is.die zijn duurzame ontwikkeling enigszins beperkt.
**5.2 Technologische innovatie als leidraad voor toekomstige ontwikkeling**
In de toekomst zal polyimidefolie in halfgeleiderverpakkingen evolueren naar een grotere functionaliteit en integratie.het is mogelijk de thermische geleidbaarheid van PI-folie verder te verbeterenHet is de bedoeling dat de huidige 1,2 W/m·K wordt verhoogd tot meer dan 200 W/m·K, waardoor de chipkoelbehoeften beter worden aangepakt.Het ontwikkelen van intelligente PI-films met zelfherstellende of zelfmonitorende functies zal een hoger niveau van betrouwbaarheid van halfgeleiderverpakkingen bieden..
**VI. Conclusie**
Dankzij zijn ongeëvenaarde thermische stabiliteit, mechanische eigenschappen en dielectrische prestaties,Polyimidefolie toont onvervangbare voordelen op het zeer complexe gebied van halfgeleiderverpakkingen, waarbij de eisen aan de materiële prestaties zeer hoog zijn.en algemene beveiliging op systeemniveauHet is een belangrijke kracht geworden die de halfgeleiderindustrie drijft naar een hogere integratie-dichtheid, snellere verwerkingssnelheden,en een grotere betrouwbaarheidMet de voortdurende technologische vooruitgang en het geleidelijk overwinnen van de knelpunten van de industrialisatie, is het mogelijk dat de industrialisatie van de industrie in de komende decennia tot stand zal komen.Polyimide film is bestemd om het legendarische hoofdstuk van een "goud standaard materiaal" in halfgeleider verpakkingen te blijven schrijven, waardoor een voortdurende stroom van innovatieve vitaliteit in de ontwikkeling van de wereldwijde halfgeleiderindustrie komt.
