Folia miedzianastaje się coraz ważniejszy w pakowaniu chipów ze względu na przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne, przetwarzalność i opłacalność. Oto szczegółowa analiza jego konkretnych zastosowań w pakowaniu chipów:
1. Łączenie przewodów miedzianych
- Zamiennik dla drutu złotego lub aluminiowego: Tradycyjnie, złote lub aluminiowe przewody były używane w obudowach chipów do elektrycznego łączenia wewnętrznych obwodów chipów z zewnętrznymi przewodami. Jednak wraz z postępem technologii przetwarzania miedzi i rozważaniami dotyczącymi kosztów, folia miedziana i drut miedziany stopniowo stają się głównym wyborem. Przewodność elektryczna miedzi wynosi około 85-95% przewodnictwa złota, ale jej koszt wynosi około jednej dziesiątej, co czyni ją idealnym wyborem dla wysokiej wydajności i efektywności ekonomicznej.
- Ulepszona wydajność elektryczna: Wiązanie drutem miedzianym zapewnia niższy opór i lepszą przewodność cieplną w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości i wysokim natężeniu prądu, skutecznie redukując straty mocy w połączeniach chipów i poprawiając ogólną wydajność elektryczną. Tak więc stosowanie folii miedzianej jako materiału przewodzącego w procesach łączenia może zwiększyć wydajność pakowania i niezawodność bez zwiększania kosztów.
- Stosowany w elektrodach i mikroguzach: W przypadku obudowy typu flip-chip, chip jest odwracany tak, że pady wejścia/wyjścia (I/O) na jego powierzchni są bezpośrednio połączone z obwodem na podłożu obudowy. Folia miedziana jest używana do wykonywania elektrod i mikrowypustek, które są bezpośrednio lutowane do podłoża. Niska rezystancja cieplna i wysoka przewodność miedzi zapewniają wydajną transmisję sygnałów i mocy.
- Niezawodność i zarządzanie termiczne: Ze względu na dobrą odporność na elektromigrację i wytrzymałość mechaniczną miedź zapewnia lepszą długoterminową niezawodność przy zmiennych cyklach termicznych i gęstościach prądu. Ponadto wysoka przewodność cieplna miedzi pomaga szybko odprowadzać ciepło wytwarzane podczas pracy układu scalonego do podłoża lub radiatora, zwiększając możliwości zarządzania ciepłem w obudowie.
- Materiał ramki ołowianej: Folia miedzianajest szeroko stosowany w obudowach ramek wyprowadzeniowych, szczególnie w obudowach urządzeń zasilających. Rama wyprowadzeniowa zapewnia wsparcie strukturalne i połączenie elektryczne dla układu scalonego, wymagając materiałów o wysokiej przewodności i dobrej przewodności cieplnej. Folia miedziana spełnia te wymagania, skutecznie obniżając koszty pakowania, jednocześnie poprawiając rozpraszanie ciepła i wydajność elektryczną.
- Techniki obróbki powierzchni:W praktycznych zastosowaniach folia miedziana często poddawana jest obróbce powierzchniowej, takiej jak niklowanie, cyna lub srebrzenie, aby zapobiec utlenianiu i poprawić lutowalność. Obróbki te dodatkowo zwiększają trwałość i niezawodność folii miedzianej w opakowaniach z ramkami wyprowadzeń.
- Materiał przewodzący w modułach wieloprocesorowych:Technologia System-in-Package integruje wiele układów scalonych i komponentów pasywnych w jednym pakiecie, aby osiągnąć większą integrację i gęstość funkcjonalną. Folia miedziana jest używana do produkcji wewnętrznych obwodów połączeniowych i służy jako ścieżka przewodzenia prądu. Ta aplikacja wymaga, aby folia miedziana miała wysoką przewodność i ultracienkie właściwości, aby osiągnąć wyższą wydajność w ograniczonej przestrzeni opakowania.
- Zastosowania RF i fal milimetrowych:Folia miedziana odgrywa również kluczową rolę w obwodach transmisji sygnałów o wysokiej częstotliwości w SiP, szczególnie w zastosowaniach częstotliwości radiowej (RF) i fal milimetrowych. Jej niskie charakterystyki strat i doskonała przewodność pozwalają jej skutecznie zmniejszyć tłumienie sygnału i poprawić wydajność transmisji w tych zastosowaniach o wysokiej częstotliwości.
- Używane w warstwach redystrybucji (RDL):W opakowaniach typu fan-out folia miedziana jest używana do budowy warstwy redystrybucyjnej, technologii, która redystrybuuje I/O układu scalonego na większym obszarze. Wysoka przewodność i dobra przyczepność folii miedzianej sprawiają, że jest to idealny materiał do budowy warstw redystrybucyjnych, zwiększających gęstość I/O i obsługujących integrację wielu układów scalonych.
- Redukcja rozmiaru i integralność sygnału:Zastosowanie folii miedzianej w warstwach redystrybucyjnych pomaga zmniejszyć rozmiar obudowy, jednocześnie zwiększając integralność i szybkość transmisji sygnału, co jest szczególnie ważne w przypadku urządzeń mobilnych i zastosowań obliczeniowych o wysokiej wydajności, które wymagają mniejszych rozmiarów obudowy i wyższej wydajności.
- Radiatory z folii miedzianej i kanały termiczne: Ze względu na doskonałą przewodność cieplną, folia miedziana jest często stosowana w radiatorach, kanałach termicznych i materiałach interfejsu termicznego w obudowach chipów, aby pomóc w szybkim przenoszeniu ciepła generowanego przez chip do zewnętrznych struktur chłodzących. To zastosowanie jest szczególnie ważne w przypadku chipów i pakietów o dużej mocy wymagających precyzyjnej kontroli temperatury, takich jak procesory CPU, GPU i chipy zarządzania energią.
- Stosowany w technologii TSV (Through-Silicon Via): W technologiach pakowania chipów 2.5D i 3D folia miedziana jest używana do tworzenia przewodzącego materiału wypełniającego dla przelotek krzemowych, zapewniając pionowe połączenia między chipami. Wysoka przewodność i przetwarzalność folii miedzianej sprawiają, że jest to preferowany materiał w tych zaawansowanych technologiach pakowania, obsługujący integrację o większej gęstości i krótsze ścieżki sygnału, zwiększając tym samym ogólną wydajność systemu.
2. Opakowanie Flip-Chip
3. Opakowanie ramki ołowianej
4. System w pakiecie (SiP)
5. Opakowanie wachlarzowe
6. Zastosowania w zakresie zarządzania ciepłem i odprowadzania ciepła
7. Zaawansowane technologie pakowania (takie jak opakowania 2,5D i 3D)
Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie folii miedzianej w opakowaniach chipów nie ogranicza się do tradycyjnych połączeń przewodzących i zarządzania termicznego, ale obejmuje nowe technologie pakowania, takie jak flip-chip, system-in-package, pakowanie fan-out i pakowanie 3D. Wielofunkcyjne właściwości i doskonała wydajność folii miedzianej odgrywają kluczową rolę w poprawie niezawodności, wydajności i opłacalności pakowania chipów.
Czas publikacji: 20-09-2024