Применение медной фольги в упаковке чипов

Медная фольгастановится все более важным в упаковке чипов из-за его электропроводности, теплопроводности, технологичности и экономической эффективности. Ниже приведен подробный анализ его конкретных применений в упаковке чипов:

1. Склеивание медных проводов

• Замена золотого или алюминиевого провода: Традиционно золотые или алюминиевые провода использовались в корпусе чипа для электрического соединения внутренних цепей чипа с внешними выводами. Однако с развитием технологий обработки меди и по соображениям стоимости медная фольга и медная проволока постепенно становятся основным выбором. Электропроводность меди составляет примерно 85-95% от электропроводности золота, но ее стоимость составляет около одной десятой, что делает ее идеальным выбором для высокой производительности и экономической эффективности.
• Улучшенные электрические характеристики: Соединение медной проволокой обеспечивает более низкое сопротивление и лучшую теплопроводность в высокочастотных и сильноточных приложениях, эффективно снижая потери мощности в межсоединениях чипов 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 микрошишках: В корпусе с перевернутым кристаллом чип переворачивается так, что контактные площадки ввода/вывода (I/O) на его поверхности напрямую подключаются к схеме на подложке корпуса. Медная фольга используется для изготовления электродов и микровыступов, которые напрямую припаиваются к подложке. Низкое тепловое сопротивление и высокая проводимость меди обеспечивают эффективную передачу сигналов и мощности.
• Надежность и терморегулирование: Благодаря своей хорошей стойкости к электромиграции и механической прочности медь обеспечивает лучшую долговременную надежность при различных тепловых циклах и плотностях тока. Кроме того, высокая теплопроводность меди помогает быстро рассеивать тепло, выделяемое во время работы чипа, на подложке или радиаторе, улучшая возможности терморегулирования корпуса.
• Материал выводной рамки: Медная фольгашироко используется в корпусе выводной рамки, особенно для корпуса силовых устройств. Выводная рамка обеспечивает структурную поддержку и электрическое соединение для чипа, требуя материалов с высокой проводимостью и хорошей теплопроводностью. Медная фольга отвечает этим требованиям, эффективно снижая затраты на корпусирование, одновременно улучшая рассеивание тепла и электрические характеристики.
• Методы обработки поверхности: В практических применениях медная фольга часто подвергается поверхностной обработке, такой как никелирование, олово или серебрение, для предотвращения окисления и улучшения паяемости. Эти обработки дополнительно повышают долговечность и надежность медной фольги в упаковке выводных рамок.
• Проводящий материал в многокристальных модулях: Технология «система в корпусе» объединяет несколько чипов и пассивных компонентов в одном корпусе для достижения более высокой интеграции и функциональной плотности. Медная фольга используется для изготовления внутренних соединительных цепей и служит в качестве пути токопроводимости. Для этого применения требуется медная фольга с высокой проводимостью и сверхтонкими характеристиками для достижения более высокой производительности в ограниченном пространстве упаковки.
• Приложения в диапазоне радиочастот и миллиметровых волн: Медная фольга также играет важную роль в высокочастотных схемах передачи сигналов в SiP, особенно в радиочастотных (РЧ) и миллиметровых волнах. Ее низкие потери и превосходная проводимость позволяют ей эффективно снижать затухание сигнала и повышать эффективность передачи в этих высокочастотных приложениях.
• Используется в слоях перераспределения (RDL): В упаковке с разветвлением медная фольга используется для создания слоя перераспределения, технологии, которая перераспределяет ввод-вывод чипа на большую площадь. Высокая проводимость и хорошая адгезия медной фольги делают ее идеальным материалом для создания слоев перераспределения, увеличения плотности ввода-вывода и поддержки интеграции нескольких чипов.
• Уменьшение размера и целостность сигнала: Применение медной фольги в перераспределительных слоях помогает уменьшить размер корпуса, одновременно улучшая целостность и скорость передачи сигнала, что особенно важно в мобильных устройствах и высокопроизводительных вычислительных приложениях, требующих меньших размеров корпуса и более высокой производительности.
• Радиаторы и тепловые каналы из медной фольги: Благодаря своей превосходной теплопроводности медная фольга часто используется в радиаторах, тепловых каналах и материалах термоинтерфейса в корпусе чипа, чтобы помочь быстро передать тепло, вырабатываемое чипом, на внешние охлаждающие структуры. Это применение особенно важно в чипах высокой мощности и корпусах, требующих точного контроля температуры, таких как ЦП, ГП и чипы управления питанием.
• Используется в технологии сквозных кремниевых переходов (TSV): В технологиях упаковки чипов 2.5D и 3D медная фольга используется для создания проводящего заполняющего материала для сквозных кремниевых переходов, обеспечивая вертикальное соединение между чипами. Высокая проводимость и обрабатываемость медной фольги делают ее предпочтительным материалом в этих передовых технологиях упаковки, поддерживая более высокую плотность интеграции и более короткие пути сигнала, тем самым повышая общую производительность системы.

2. Упаковка Flip-Chip

3. Упаковка выводных рамок

4. Система в корпусе (SiP)

5. Упаковка-разветвитель

6. Приложения для управления тепловым режимом и рассеивания тепла

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

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