Приложения на медно фолио в опаковки на чипове

Медно фолиостава все по-важен при опаковането на чипове поради своята електрическа проводимост, топлопроводимост, възможност за обработка и рентабилност. Ето подробен анализ на неговите специфични приложения в пакетирането на чипове:

1. Залепване на медни проводници

• Замяна на златна или алуминиева тел: Традиционно златни или алуминиеви проводници са били използвани в опаковките на чипове за електрическо свързване на вътрешната верига на чипа с външни проводници. Въпреки това, с напредъка в технологията за обработка на мед и съображенията за разходите, медното фолио и медната тел постепенно се превръщат в масов избор. Електрическата проводимост на медта е приблизително 85-95% от тази на златото, но цената й е около една десета, което я прави идеален избор за висока производителност и икономическа ефективност.
• Подобрена електрическа производителност: Свързването с медни проводници предлага по-ниско съпротивление и по-добра топлопроводимост при приложения с висока честота и висок ток, като ефективно намалява загубата на мощност при свързването на чипове и подобрява цялостната електрическа ефективност. По този начин използването на медно фолио като проводящ материал в процесите на свързване може да подобри ефективността и надеждността на опаковката без увеличаване на разходите.
• Използва се в електроди и микро-удари: При опаковката с обръщащ се чип, чипът е обърнат така, че входно/изходните (I/O) подложки на неговата повърхност да са директно свързани към веригата на субстрата на опаковката. Медното фолио се използва за направата на електроди и микро-издатини, които се запояват директно към субстрата. Ниското термично съпротивление и високата проводимост на медта осигуряват ефективно предаване на сигнали и мощност.
• Надеждност и управление на топлината: Поради добрата си устойчивост на електромиграция и механична якост, медта осигурява по-добра дългосрочна надеждност при различни термични цикли и плътности на тока. В допълнение, високата топлопроводимост на медта помага за бързото разсейване на топлината, генерирана по време на работа на чипа, към субстрата или радиатора, подобрявайки възможностите за управление на топлината на пакета.
• Материал на оловната рамка: Медно фолиосе използва широко в опаковките на оловни рамки, особено за опаковки на захранващи устройства. Оловната рамка осигурява структурна опора и електрическа връзка за чипа, което изисква материали с висока проводимост и добра топлопроводимост. Медното фолио отговаря на тези изисквания, като ефективно намалява разходите за опаковане, като същевременно подобрява разсейването на топлината и електрическите характеристики.
• Техники за повърхностна обработка: При практически приложения медното фолио често се подлага на повърхностни обработки като никелиране, калайдисване или сребърно покритие, за да се предотврати окисляването и да се подобри способността за запояване. Тези обработки допълнително подобряват издръжливостта и надеждността на медното фолио в опаковките с оловна рамка.
• Проводим материал в многочипови модули: Технологията система в пакет интегрира множество чипове и пасивни компоненти в един пакет, за да постигне по-висока интеграция и функционална плътност. Медното фолио се използва за производство на вътрешни свързващи вериги и служи като проводник на тока. Това приложение изисква медното фолио да има висока проводимост и ултратънки характеристики, за да се постигне по-висока производителност в ограничено пространство за опаковане.
• RF и приложения с милиметрови вълни: Медното фолио също играе решаваща роля във високочестотните вериги за предаване на сигнал в SiP, особено в радиочестотни (RF) и приложения с милиметрови вълни. Неговите характеристики с ниски загуби и отлична проводимост му позволяват да намали ефективно затихването на сигнала и да подобри ефективността на предаване в тези високочестотни приложения.
• Използва се в слоевете за преразпределение (RDL): В опаковките с вентилатор се използва медно фолио за изграждане на слоя за преразпределение, технология, която преразпределя I/O на чипа към по-голяма площ. Високата проводимост и добрата адхезия на медното фолио го правят идеален материал за изграждане на слоеве за преразпределение, увеличаване на I/O плътността и поддържане на многочипова интеграция.
• Намаляване на размера и цялост на сигнала: Прилагането на медно фолио в слоевете за преразпределение помага за намаляване на размера на опаковката, като същевременно подобрява целостта и скоростта на предаване на сигнала, което е особено важно при мобилни устройства и високопроизводителни компютърни приложения, които изискват по-малки размери на опаковката и по-висока производителност.
• Радиатори и термични канали от медно фолио: Поради отличната си топлопроводимост, медното фолио често се използва в радиатори, термични канали и материали за термичен интерфейс в рамките на опаковката на чипа, за да помогне за бързото прехвърляне на топлината, генерирана от чипа, към външни охлаждащи структури. Това приложение е особено важно при чипове и пакети с висока мощност, изискващи прецизен контрол на температурата, като процесори, графични процесори и чипове за управление на захранването.
• Използва се в технологията Through-Silicon Via (TSV).: В 2.5D и 3D технологиите за опаковане на чипове медното фолио се използва за създаване на проводящ запълващ материал за проходни силициеви отвори, осигуряващи вертикална взаимосвързаност между чиповете. Високата проводимост и възможността за обработка на медното фолио го правят предпочитан материал в тези усъвършенствани технологии за опаковане, поддържайки интеграция с по-висока плътност и по-къси пътища на сигнала, като по този начин подобрява цялостната производителност на системата.

2. Flip-Chip опаковка

3. Опаковка на оловна рамка

4. Система в пакет (SiP)

5. Разгъваща се опаковка

6. Приложения за управление на топлината и разсейване на топлината

7. Усъвършенствани технологии за опаковане (като 2.5D и 3D опаковане)

Като цяло, приложението на медно фолио в опаковките на чипове не се ограничава до традиционни проводящи връзки и управление на топлината, но се простира до нововъзникващи технологии за опаковане като флип-чип, система в опаковка, разклонена опаковка и 3D опаковка. Многофункционалните свойства и отличното представяне на медното фолио играят ключова роля за подобряване на надеждността, производителността и рентабилността на опаковките на чиповете.