Медная фольгастановится все более важным в упаковке чипов из-за его электропроводности, теплопроводности, технологичности и экономической эффективности. Вот подробный анализ его конкретного применения в упаковке чипов:
1. Соединение медной проволоки
- Замена золотой или алюминиевой проволоки: Традиционно в корпусе чипа использовались золотые или алюминиевые провода для электрического соединения внутренней схемы чипа с внешними выводами. Однако с развитием технологий обработки меди и соображениями 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 обеспечения высокой производительности и экономической эффективности.
- Улучшенные электрические характеристики: Соединение медными проводами обеспечивает более низкое сопротивление и лучшую теплопроводность в высокочастотных и сильноточных приложениях, эффективно снижая потери мощности в соединениях микросхем и улучшая общие электрические характеристики. Таким образом, использование медной фольги в качестве проводящего материала в процессах склеивания может повысить эффективность и надежность упаковки без увеличения затрат.
- Используется в электродах и микроударах.: В упаковке с флип-чипом чип переворачивается так, что площадки ввода-вывода (I/O) на его поверхности напрямую подключаются к схеме на подложке корпуса. Медная фольга используется для изготовления электродов и микровыступов, которые припаиваются непосредственно к подложке. Низкое термическое сопротивление и высокая проводимость меди обеспечивают эффективную передачу сигналов и мощности.
- Надежность и управление температурным режимом: Благодаря хорошей устойчивости к электромиграции и механической прочности медь обеспечивает лучшую долговременную надежность при различных термических циклах и плотностях тока. Кроме того, высокая теплопроводность меди помогает быстро рассеивать тепло, выделяемое во время работы чипа, на подложку или радиатор, улучшая возможности терморегулирования корпуса.
- Материал свинцовой рамы: Медная фольгашироко используется в упаковке свинцовой рамки, особенно для упаковки силовых устройств. Выводная рамка обеспечивает структурную поддержку и электрическое соединение чипа, требуя материалов с высокой проводимостью и хорошей теплопроводностью. Медная фольга отвечает этим требованиям, эффективно снижая затраты на упаковку, одновременно улучшая рассеивание тепла и электрические характеристики.
- Методы обработки поверхности: В практическом применении медная фольга часто подвергается поверхностной обработке, такой как никелирование, олово или серебро, чтобы предотвратить окисление и улучшить паяемость. Эти обработки еще больше повышают долговечность и надежность медной фольги в упаковке со свинцовой рамкой.
- Проводящий материал в многочиповых модулях: Технология «система в корпусе» объединяет несколько микросхем и пассивных компонентов в единый корпус для достижения более высокой интеграции и функциональной плотности. Медная фольга используется для изготовления внутренних соединительных цепей и служит в качестве пути проведения тока. Для этого применения требуется, чтобы медная фольга имела высокую проводимость и ультратонкие характеристики для достижения более высоких характеристик в ограниченном пространстве упаковки.
- Радиочастотные и миллиметровые волны: Медная фольга также играет решающую роль в схемах передачи высокочастотных сигналов в SiP, особенно в радиочастотных (РЧ) и миллиметровых волнах. Его характеристики с низкими потерями и превосходной проводимостью позволяют эффективно снижать затухание сигнала и повышать эффективность передачи в этих высокочастотных приложениях.
- Используется на уровнях перераспределения (RDL): В разветвленной упаковке 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 микросхем.
- Уменьшение размера и целостность сигнала: Применение медной фольги в слоях перераспределения помогает уменьшить размер корпуса, одновременно улучшая целостность и скорость передачи сигнала, что особенно важно в мобильных устройствах и высокопроизводительных вычислительных приложениях, которые требуют меньших размеров упаковки и более высокой производительности.
- Медные фольговые радиаторы и тепловые каналы: Благодаря своей превосходной теплопроводности медная фольга часто используется в радиаторах, тепловых каналах и материалах термоинтерфейса внутри упаковки чипа, чтобы помочь быстро передавать тепло, выделяемое чипом, к внешним охлаждающим конструкциям. Это приложение особенно важно для мощных чипов и корпусов, требующих точного контроля температуры, таких как процессоры, графические процессоры и микросхемы управления питанием.
- Используется в технологии сквозного кремниевого соединения (TSV).: В технологиях упаковки чипов 2.5D и 3D медная фольга используется для создания проводящего материала для сквозных кремниевых переходов, обеспечивая вертикальное соединение между чипами. Высокая проводимость и технологичность медной фольги делают ее предпочтительным материалом в этих передовых технологиях упаковки, обеспечивая более высокую плотность интеграции и более короткие пути прохождения сигнала, тем самым повышая общую производительность системы.
2. Упаковка с флип-чипом
3. Упаковка свинцовой рамы
4. Система в корпусе (SiP)
5. Разветвленная упаковка
6. Приложения для управления температурным режимом и рассеивания тепла
7. Передовые технологии упаковки (например, 2.5D и 3D упаковка)
В целом, применение медной фольги в упаковке чипов не ограничивается традиционными проводящими соединениями и управлением температурой, но распространяется и на новые технологии упаковки, такие как флип-чип, упаковка «система в корпусе», упаковка с разветвлением и 3D-упаковка. Многофункциональные свойства и превосходные характеристики медной фольги играют ключевую роль в повышении надежности, производительности и экономической эффективности упаковки микросхем.
Время публикации: 20 сентября 2024 г.