Folie de cuprudevine din ce în ce mai important în ambalarea cipurilor datorită conductivității sale electrice, conductivității termice, procesabilității și rentabilității. Iată o analiză detaliată a aplicațiilor sale specifice în ambalarea cipurilor:
1. Legătura cu sârmă de cupru
- Înlocuitor pentru sârmă de aur sau aluminiuÎn mod tradițional, în ambalajele cipurilor s-au folosit firele de aur sau aluminiu pentru a conecta electric circuitele interne ale cipului la firele externe. Cu toate acestea, odată cu progresele în tehnologia de procesare a cuprului și cu considerațiile legate de costuri, folia și firul de cupru devin treptat alegeri obișnuite. Conductivitatea electrică a cuprului este de aproximativ 85-95% din cea a aurului, dar costul său este de aproximativ o zecime, ceea ce îl face o alegere ideală pentru performanțe ridicate și eficiență economică.
- Performanță electrică îmbunătățităLipirea cu fir de cupru oferă o rezistență mai mică și o conductivitate termică mai bună în aplicații de înaltă frecvență și curent mare, reducând eficient pierderile de putere în interconexiunile cipurilor și îmbunătățind performanța electrică generală. Astfel, utilizarea foliei de cupru ca material conductiv în procesele de lipire poate spori eficiența și fiabilitatea ambalajelor fără a crește costurile.
- Utilizat în electrozi și micro-umflăturiÎn cazul ambalajelor flip-chip, cipul este inversat astfel încât plăcuțele de intrare/ieșire (I/O) de pe suprafața sa să fie conectate direct la circuitul de pe substratul ambalajului. Folia de cupru este utilizată pentru a realiza electrozi și micro-protuberanțe, care sunt lipite direct pe substrat. Rezistența termică scăzută și conductivitatea ridicată a cuprului asigură o transmitere eficientă a semnalelor și a puterii.
- Fiabilitate și management termicDatorită rezistenței sale bune la electromigrare și rezistenței mecanice, cuprul oferă o fiabilitate pe termen lung mai bună în condiții de cicluri termice și densități de curent variabile. În plus, conductivitatea termică ridicată a cuprului ajută la disiparea rapidă a căldurii generate în timpul funcționării cipului către substrat sau radiator, îmbunătățind capacitățile de gestionare termică ale capsularei.
- Materialul cadrului de plumb: Folie de cuprueste utilizat pe scară largă în ambalarea cu cadre de plumb, în special pentru ambalarea dispozitivelor de alimentare. Cadrul de plumb oferă suport structural și conexiune electrică pentru cip, necesitând materiale cu conductivitate ridicată și conductivitate termică bună. Folia de cupru îndeplinește aceste cerințe, reducând eficient costurile de ambalare, îmbunătățind în același timp disiparea termică și performanța electrică.
- Tehnici de tratare a suprafețelorÎn aplicațiile practice, folia de cupru este adesea supusă unor tratamente de suprafață, cum ar fi placarea cu nichel, staniu sau argint, pentru a preveni oxidarea și a îmbunătăți lipirea. Aceste tratamente sporesc și mai mult durabilitatea și fiabilitatea foliei de cupru în ambalajele cu ramă de plumb.
- Material conductiv în module multi-cipTehnologia „sistem în pachet” integrează mai multe cipuri și componente pasive într-un singur pachet pentru a obține o integrare și o densitate funcțională mai mari. Folia de cupru este utilizată pentru fabricarea circuitelor de interconectare interne și servește drept cale de conducere a curentului. Această aplicație necesită ca folia de cupru să aibă o conductivitate ridicată și caracteristici ultra-subțiri pentru a obține performanțe superioare în spațiul limitat de ambalare.
- Aplicații RF și unde milimetriceFolia de cupru joacă, de asemenea, un rol crucial în circuitele de transmisie a semnalelor de înaltă frecvență din SiP, în special în aplicațiile de radiofrecvență (RF) și unde milimetrice. Caracteristicile sale de pierderi reduse și conductivitatea excelentă îi permit să reducă eficient atenuarea semnalului și să îmbunătățească eficiența transmisiei în aceste aplicații de înaltă frecvență.
- Utilizat în straturile de redistribuire (RDL)În cazul ambalajelor tip fan-out, folia de cupru este utilizată pentru a construi stratul de redistribuire, o tehnologie care redistribuie I/O-urile cipului pe o suprafață mai mare. Conductivitatea ridicată și aderența bună a foliei de cupru o fac un material ideal pentru construirea straturilor de redistribuire, creșterea densității I/O și susținerea integrării multi-cip.
- Reducerea dimensiunii și integritatea semnaluluiAplicarea foliei de cupru în straturile de redistribuire ajută la reducerea dimensiunii pachetului, îmbunătățind în același timp integritatea și viteza de transmisie a semnalului, ceea ce este deosebit de important în dispozitivele mobile și aplicațiile de calcul de înaltă performanță care necesită dimensiuni de pachet mai mici și performanțe mai mari.
- Radiatoare și canale termice din folie de cupruDatorită conductivității sale termice excelente, folia de cupru este adesea utilizată în radiatoare, canale termice și materiale de interfață termică în cadrul ambalajelor cipurilor pentru a ajuta la transferul rapid al căldurii generate de cip către structurile externe de răcire. Această aplicație este deosebit de importantă în cazul cipurilor și pachetelor de mare putere care necesită un control precis al temperaturii, cum ar fi procesoarele, GPU-urile și cipurile de gestionare a energiei.
- Utilizat în tehnologia Through-Silicon Via (TSV)În tehnologiile de ambalare a cipurilor 2.5D și 3D, folia de cupru este utilizată pentru a crea material de umplutură conductiv pentru via-urile de siliciu, asigurând interconectarea verticală între cipuri. Conductivitatea ridicată și procesabilitatea foliei de cupru o fac un material preferat în aceste tehnologii avansate de ambalare, susținând integrarea cu densitate mai mare și căi de semnal mai scurte, îmbunătățind astfel performanța generală a sistemului.
2. Ambalaj Flip-Chip
3. Ambalaj cu cadru de plumb
4. Sistem în pachet (SiP)
5. Ambalare tip fan-out
6. Aplicații de gestionare termică și disipare a căldurii
7. Tehnologii avansate de ambalare (cum ar fi ambalarea 2.5D și 3D)
Per ansamblu, aplicarea foliei de cupru în ambalajele pentru cipuri nu se limitează la conexiunile conductive tradiționale și la managementul termic, ci se extinde la tehnologiile de ambalare emergente, cum ar fi flip-chip, system-in-package, fan-out packaging și 3D packaging. Proprietățile multifuncționale și performanța excelentă a foliei de cupru joacă un rol cheie în îmbunătățirea fiabilității, performanței și rentabilității ambalajelor pentru cipuri.
Data publicării: 20 septembrie 2024