Lámina de cobreestá a gañar cada vez máis importancia no empaquetado de chips debido á súa condutividade eléctrica, condutividade térmica, procesabilidade e rendibilidade. Aquí tes unha análise detallada das súas aplicacións específicas no empaquetado de chips:
1. Unión de fíos de cobre
- Substitución para fío de ouro ou aluminioTradicionalmente, os fíos de ouro ou aluminio empregáronse nos encapsulados de chips para conectar electricamente os circuítos internos do chip aos condutores externos. Non obstante, cos avances na tecnoloxía de procesamento do cobre e as consideracións de custo, a lámina de cobre e o fío de cobre están a converterse gradualmente en opcións comúns. A condutividade eléctrica do cobre é aproximadamente do 85 ao 95 % a do ouro, pero o seu custo é de aproximadamente unha décima parte, o que o converte nunha opción ideal para un alto rendemento e unha eficiencia económica.
- Rendemento eléctrico melloradoA unión con fíos de cobre ofrece unha menor resistencia e unha mellor condutividade térmica en aplicacións de alta frecuencia e alta corrente, o que reduce eficazmente a perda de potencia nas interconexións de chips e mellora o rendemento eléctrico xeral. Polo tanto, o uso de lámina de cobre como material condutor nos procesos de unión pode mellorar a eficiencia e a fiabilidade do empaquetado sen aumentar os custos.
- Usado en electrodos e microprotuberanciasNos encapsulados flip-chip, o chip invértese de xeito que as almofadas de entrada/saída (E/S) da súa superficie estean conectadas directamente ao circuíto do substrato do encapsulado. A lámina de cobre utilízase para fabricar eléctrodos e microprotuberancias, que se soldan directamente ao substrato. A baixa resistencia térmica e a alta condutividade do cobre garanten unha transmisión eficiente de sinais e enerxía.
- Fiabilidade e xestión térmicaDebido á súa boa resistencia á electromigración e á súa resistencia mecánica, o cobre proporciona unha mellor fiabilidade a longo prazo en ciclos térmicos e densidades de corrente variables. Ademais, a alta condutividade térmica do cobre axuda a disipar rapidamente a calor xerada durante o funcionamento do chip no substrato ou no disipador de calor, o que mellora as capacidades de xestión térmica do encapsulado.
- Material do marco de chumbo: Lámina de cobreúsase amplamente no empaquetado de marcos de chumbo, especialmente para o empaquetado de dispositivos de alimentación. O marco de chumbo proporciona soporte estrutural e conexión eléctrica para o chip, o que require materiais con alta condutividade e boa condutividade térmica. A lámina de cobre cumpre estes requisitos, reducindo eficazmente os custos de empaquetado e mellorando a disipación térmica e o rendemento eléctrico.
- Técnicas de tratamento de superficiesEn aplicacións prácticas, a lámina de cobre adoita someterse a tratamentos superficiais como o revestimento de níquel, estaño ou prata para evitar a oxidación e mellorar a soldabilidade. Estes tratamentos melloran aínda máis a durabilidade e a fiabilidade da lámina de cobre nos envases con marco de chumbo.
- Material condutor en módulos multichipA tecnoloxía de sistema dentro do paquete integra varios chips e compoñentes pasivos nun único paquete para lograr unha maior integración e densidade funcional. A lámina de cobre utilízase para fabricar circuítos de interconexión internos e serve como vía de condución de corrente. Esta aplicación require que a lámina de cobre teña unha alta condutividade e características ultrafinas para lograr un maior rendemento nun espazo de empaquetado limitado.
- Aplicacións de RF e ondas milimétricasA lámina de cobre tamén xoga un papel crucial nos circuítos de transmisión de sinais de alta frecuencia en SiP, especialmente en aplicacións de radiofrecuencia (RF) e ondas milimétricas. As súas características de baixa perda e a súa excelente condutividade permítenlle reducir a atenuación do sinal de forma eficaz e mellorar a eficiencia de transmisión nestas aplicacións de alta frecuencia.
- Usado en capas de redistribución (RDL)Nos encapsulados en abano, utilízase lámina de cobre para construír a capa de redistribución, unha tecnoloxía que redistribúe as E/S do chip a unha área máis grande. A alta condutividade e a boa adhesión da lámina de cobre convértena nun material ideal para construír capas de redistribución, aumentar a densidade de E/S e permitir a integración de varios chips.
- Redución de tamaño e integridade do sinalA aplicación de lámina de cobre en capas de redistribución axuda a reducir o tamaño do envase e mellora a integridade e a velocidade de transmisión do sinal, o que é especialmente importante en dispositivos móbiles e aplicacións de computación de alto rendemento que requiren tamaños de envase máis pequenos e un maior rendemento.
- Disipadores de calor e canles térmicas de lámina de cobreDebido á súa excelente condutividade térmica, a lámina de cobre úsase a miúdo en disipadores de calor, canles térmicas e materiais de interface térmica dentro do empaquetado de chips para axudar a transferir rapidamente a calor xerada polo chip a estruturas de refrixeración externas. Esta aplicación é especialmente importante en chips e paquetes de alta potencia que requiren un control preciso da temperatura, como CPU, GPU e chips de xestión de enerxía.
- Usado na tecnoloxía de vía a través do silicio (TSV)Nas tecnoloxías de empaquetado de chips 2.5D e 3D, a lámina de cobre úsase para crear material de recheo condutor para vías de silicio, proporcionando interconexión vertical entre os chips. A alta condutividade e procesabilidade da lámina de cobre convértena nun material preferido nestas tecnoloxías de empaquetado avanzadas, o que permite unha integración de maior densidade e rutas de sinal máis curtas, mellorando así o rendemento xeral do sistema.
2. Envasado con chip abatible
3. Envasado de marco de chumbo
4. Sistema en paquete (SiP)
5. Envasado en abano
6. Aplicacións de xestión térmica e disipación de calor
7. Tecnoloxías avanzadas de envasado (como envasado 2.5D e 3D)
En xeral, a aplicación da lámina de cobre no empaquetado de chips non se limita ás conexións condutivas tradicionais e á xestión térmica, senón que se estende a tecnoloxías de empaquetado emerxentes como o chip flip-chip, o sistema dentro do empaquetado, o empaquetado en fan-out e o empaquetado en 3D. As propiedades multifuncionais e o excelente rendemento da lámina de cobre desempeñan un papel fundamental na mellora da fiabilidade, o rendemento e a rendibilidade do empaquetado de chips.
Data de publicación: 20 de setembro de 2024