Применение медной фольги в упаковке микросхем

медная фольгаБлагодаря своей электропроводности, теплопроводности, технологичности и экономичности, этот материал приобретает все большее значение в упаковке микросхем. Ниже представлен подробный анализ его конкретных применений в упаковке микросхем:

1. Соединение медной проволоки

• Замена для золотой или алюминиевой проволокиТрадиционно в корпусе микросхем для электрического соединения внутренней схемы с внешними выводами использовались золотые или алюминиевые проволоки. Однако с развитием технологий обработки меди и с учетом стоимости, медная фольга и медная проволока постепенно становятся все более распространенными вариантами. Электропроводность меди составляет примерно 85-95% от проводимости золота, но ее стоимость примерно в десять раз ниже, что делает ее идеальным выбором для высокопроизводительных и экономичных решений.
• Улучшенные электрические характеристикиСоединение медной проволокой обеспечивает более низкое сопротивление и лучшую теплопроводность в высокочастотных и сильноточных приложениях, эффективно снижая потери мощности в межсоединениях микросхем и улучшая общие электрические характеристики. Таким образом, использование медной фольги в качестве проводящего материала в процессах соединения может повысить эффективность и надежность упаковки без увеличения затрат.
• Используется в электродах и микроконтактах.В корпусе типа flip-chip микросхема переворачивается таким образом, что входные/выходные (I/O) контакты на её поверхности напрямую соединяются со схемой на подложке корпуса. Медная фольга используется для изготовления электродов и микроконтактов, которые непосредственно припаиваются к подложке. Низкое тепловое сопротивление и высокая проводимость меди обеспечивают эффективную передачу сигналов и питания.
• Надежность и терморегулированиеБлагодаря хорошей устойчивости к электромиграции и механической прочности, медь обеспечивает более высокую долговременную надежность при различных температурных циклах и плотностях тока. Кроме того, высокая теплопроводность меди способствует быстрому рассеиванию тепла, выделяемого во время работы чипа, на подложку или радиатор, улучшая возможности управления тепловым режимом корпуса.
• Материал свинцовой рамки: медная фольгаМедная фольга широко используется в корпусировании выводных рамок, особенно в корпусировании силовых устройств. Выводная рамка обеспечивает структурную поддержку и электрическое соединение для микросхемы, что требует использования материалов с высокой проводимостью и хорошей теплопроводностью. Медная фольга отвечает этим требованиям, эффективно снижая затраты на упаковку, одновременно улучшая теплоотвод и электрические характеристики.
• Методы обработки поверхностиВ практических применениях медная фольга часто подвергается поверхностной обработке, такой как никелирование, олово или серебрение, для предотвращения окисления и улучшения паяемости. Эти виды обработки дополнительно повышают долговечность и надежность медной фольги в корпусе с выводами.
• Проводящий материал в многокристальных модуляхТехнология «система в корпусе» (System-in-package) объединяет несколько микросхем и пассивных компонентов в одном корпусе для достижения более высокой степени интеграции и функциональной плотности. Медная фольга используется для изготовления внутренних межсоединительных цепей и служит путем проведения тока. В данном применении медная фольга должна обладать высокой проводимостью и сверхтонкими характеристиками для достижения более высокой производительности в ограниченном пространстве корпуса.
• Применение в радиочастотном и миллиметровом диапазонахМедная фольга также играет решающую роль в цепях передачи высокочастотных сигналов в SiP, особенно в радиочастотных (РЧ) и миллиметровых (МЧ) приложениях. Ее низкие потери и превосходная проводимость позволяют эффективно снижать затухание сигнала и повышать эффективность передачи в этих высокочастотных приложениях.
• Используется в слоях перераспределения (RDL).В технологии корпусирования с разветвлением (fan-out packaging) медная фольга используется для создания перераспределительного слоя, который перераспределяет ввод-вывод микросхемы на большую площадь. Высокая проводимость и хорошая адгезия медной фольги делают ее идеальным материалом для создания перераспределительных слоев, повышения плотности ввода-вывода и поддержки многокристальной интеграции.
• Уменьшение размера и целостность сигналаПрименение медной фольги в слоях перераспределения помогает уменьшить габариты корпуса, одновременно улучшая целостность и скорость передачи сигнала, что особенно важно для мобильных устройств и высокопроизводительных вычислительных приложений, требующих меньших габаритов корпуса и более высокой производительности.
• Радиаторы и тепловые каналы из медной фольгиБлагодаря своей превосходной теплопроводности медная фольга часто используется в радиаторах, тепловых каналах и теплопроводящих материалах внутри корпусов микросхем для быстрой передачи тепла, выделяемого микросхемой, к внешним охлаждающим структурам. Это применение особенно важно для мощных микросхем и корпусов, требующих точного контроля температуры, таких как процессоры, графические процессоры и микросхемы управления питанием.
• Используется в технологии сквозных кремниевых соединений (TSV).В технологиях 2.5D и 3D упаковки микросхем медная фольга используется для создания проводящего заполняющего материала для сквозных кремниевых переходных отверстий, обеспечивая вертикальное соединение между микросхемами. Высокая проводимость и технологичность медной фольги делают ее предпочтительным материалом в этих передовых технологиях упаковки, поддерживая более высокую плотность интеграции и более короткие сигнальные пути, тем самым повышая общую производительность системы.

2. Упаковка типа «флип-чип»

3. Упаковка свинцовой рамы

4. Система в корпусе (SiP)

5. Веерообразная упаковка

6. Применение в системах терморегулирования и теплоотвода

7. Передовые технологии упаковки (такие как 2.5D и 3D упаковка)

В целом, применение медной фольги в упаковке микросхем не ограничивается традиционными проводящими соединениями и тепловым менеджментом, а распространяется на новые технологии упаковки, такие как флип-чип, система в корпусе, фанерная упаковка и 3D-упаковка. Многофункциональные свойства и превосходные характеристики медной фольги играют ключевую роль в повышении надежности, производительности и экономической эффективности упаковки микросхем.