铜在半导体领域的应用

铜在半导体领域的应用

半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等领域有着诸多应用，而材料是半导体行业的基石，在半导体工业中，铜因其出色的导电性和导热性而被广泛应用，如制造互联线路、用于电子封装、制造热管理器件、电导体、电镀材料等。

线路互联

铜具有较高的电导率和较好的抗电迁移特性，被广泛用于半导体芯片内部的金属线路，用于连接不同的电子元件，如晶体管、电容器和电阻器等。

在半导体行业的早期，是用铝材来填充制造，随着行业发展，线宽的缩小，铝作为导体的缺点变得明显。1997年，IBM率先从铝互连转向铜布线互连；1998年9月1日，IBM宣布出货世界上**个铜基微处理器；IBM PowerPC750 最初是采用铝设计的，其工作频率高达300MHz，采用铜互连之后，同一芯片的速度至少能达到400MHz，提高了33%。

电子封装

半导体封装技术的主要工序为晶圆划片切割、芯片贴装、引线键合以及后面的塑封、成型、测试等。其中，引线键合主要利用金、铝、铜、锡等金属导线建立引线与半导体内部芯片之间的联系，相对于金丝而言，键合铜丝具有更低的生产成本和良好的导电性能，使其在半导体封装以及集成电路、LED 等众多领域得到推广应用。

与银相比，铜熔点更高，烧结铜焊膏具有更好热循环能力。烧结后接头电气性能优良且抗电迁移性能高，原材料成本更低，将其用于功率芯片封装可大幅度降低制造成本，有利于大规模工业化生产，可以与Cu、Ag、Au、Ni等元素高强度接合，且不含对环境有害的物质。

图片：芯片封装
来源：PanYun

热管理

铜具有良好的导热性能，主要作用是将半导体模块热量向外传递，提高散热性能，并为模块提供机械支撑，因此在半导体器件中用于热传导和散热，例如用于制作散热片、热沉等。

图片：纯铜散热器
来源：HEYU TECH

电导体

铜是一种优良的电导体，是集成电路中使用的**导电材料之一，在半导体器件中用于制作导线、电极等。

图片：铜导热带
来源：bridgold

电镀材料

铜可以被用作半导体器件的电镀材料，用于在芯片制造过程中形成金属化层，填充电路中的空隙，以减小电阻并提高性能。铜化学性质稳定，具有一定的耐腐蚀性，铜电镀层可以保护容易受到腐蚀的基材。

结语

随着技术进步和市场需求扩大，半导体产业将持续发展，铜在半导体领域的广泛应用与不断扩展的使用方向展示了其在现代科技发展中的重要性与价值，凭借其出色的性能特点，已成为众多工艺应用的关键材料。期待在未来的发展中，铜能够与先进的半导体技术紧密结合，创造更美好的科技未来。