Aplicacións de folla de cobre nos envases de chip

Folla de cobreé cada vez máis importante nos envases de chip debido á súa condutividade eléctrica, condutividade térmica, procesabilidade e rendibilidade. Aquí tes unha análise detallada das súas aplicacións específicas nos envases de chip:

1. Conducción de fíos de cobre

• Substitución de fío de ouro ou aluminio: Tradicionalmente, utilizáronse fíos de ouro ou aluminio nos envases de chip para conectar eléctricamente os circuítos internos do chip a cables externos. Non obstante, cos avances na tecnoloxía de procesamento de cobre e as consideracións de custos, a folla de cobre e o fío de cobre están a converterse gradualmente en opcións principais. A condutividade eléctrica do cobre é aproximadamente do 85-95% que o de ouro, pero o seu custo é aproximadamente unha décima, o que o converte nunha elección ideal para o alto rendemento e a eficiencia económica.
• Rendemento eléctrico mellorado: A unión de fíos de cobre ofrece unha resistencia máis baixa e unha mellor condutividade térmica en aplicacións de alta frecuencia e de alta corrente, reducindo eficazmente a perda de enerxía nas interconexións do chip e mellorando o rendemento eléctrico global. Así, usar a folla de cobre como material condutor nos procesos de unión pode mellorar a eficiencia e a fiabilidade dos envases sen aumentar os custos.
• Usado en electrodos e micro-bumps: En envases de chip flip, o chip está flipado de xeito que as almofadas de entrada/saída (E/S) na súa superficie estean directamente conectadas ao circuíto do substrato do paquete. A folla de cobre úsase para fabricar electrodos e micro-bumps, que se soldan directamente ao substrato. A baixa resistencia térmica e a alta condutividade do cobre aseguran unha transmisión eficiente de sinais e potencia.
• Fiabilidade e xestión térmica: Debido á súa boa resistencia á electromigración e á resistencia mecánica, o cobre proporciona unha mellor fiabilidade a longo prazo en diferentes ciclos térmicos e densidades actuais. Ademais, a alta condutividade térmica de cobre axuda a disipar rapidamente a calor xerada durante o funcionamento do chip ao substrato ou o disipador de calor, aumentando as capacidades de xestión térmica do paquete.
• Material de cadros de chumbo: Folla de cobreé moi utilizado nos envases de cadros de chumbo, especialmente para envases de dispositivos de alimentación. O cadro principal proporciona soporte estrutural e conexión eléctrica para o chip, requirindo materiais con alta condutividade e boa condutividade térmica. A folla de cobre cumpre estes requisitos, reducindo eficazmente os custos de envasado ao tempo que melloran a disipación térmica e o rendemento eléctrico.
• Técnicas de tratamento de superficie: En aplicacións prácticas, a lámina de cobre adoita sufrir tratamentos superficiais como níquel, estaño ou chapa de prata para evitar a oxidación e mellorar a soldabilidade. Estes tratamentos aumentan aínda máis a durabilidade e a fiabilidade da lámina de cobre nos envases de cadros de chumbo.
• Material condutor en módulos de varios chip: A tecnoloxía do sistema-paquete integra múltiples chips e compoñentes pasivos nun único paquete para conseguir unha maior integración e densidade funcional. A folla de cobre úsase para fabricar circuítos interconectantes internos e servir como ruta de condución actual. Esta aplicación require que a folla de cobre teña unha alta condutividade e características ultra-finas para conseguir un maior rendemento no espazo de envasado limitado.
• Aplicacións de onda de RF e milímetro: A folla de cobre tamén xoga un papel crucial nos circuítos de transmisión de sinal de alta frecuencia no SIP, especialmente nas aplicacións de frecuencia de radio (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 da transmisión nestas aplicacións de alta frecuencia.
• Usado en capas de redistribución (RDL): En envases de ventilador, a folla de cobre úsase para construír a capa de redistribución, unha tecnoloxía que redistribúe o chip E/S a unha área máis grande. A alta condutividade e a boa adhesión da folla de cobre convérteno nun material ideal para construír capas de redistribución, aumento da densidade de E/S e apoiando a integración de varios chip.
• Redución do tamaño e integridade do sinal: A aplicación de papel de cobre nas capas de redistribución axuda a reducir o tamaño do paquete ao tempo que mellora a integridade e velocidade da transmisión do sinal, que é especialmente importante nos dispositivos móbiles e aplicacións de computación de alto rendemento que requiren tamaños de envasado máis pequenos e un maior rendemento.
• Disipadores de calor de cobre e canles térmicas: Debido á súa excelente condutividade térmica, a lámina de cobre úsase a miúdo en pía de calor, canles térmicas e materiais de interface térmica dentro dos envases de chip 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 de temperatura, como CPUs, GPUs e chips de xestión de enerxía.
• Usado na tecnoloxía a través de silicón vía (TSV): En tecnoloxías de envasado de chip 2.5D e 3D, a folla de cobre úsase para crear material de recheo condutor para vías de silicón, proporcionando interconexión vertical entre chips. A alta condutividade e procesabilidade da lámina de cobre convérteno nun material preferido nestas tecnoloxías avanzadas de envasado, apoiando a integración de maior densidade e rutas de sinal máis curtas, aumentando así o rendemento global do sistema.

2. Envases de chip flip

3. Envases de cadros de chumbo

4. System-in-Package (SIP)

5. Envases de ventilador

6. Aplicacións de xestión térmica e disipación de calor

7. Tecnoloxías avanzadas de envasado (como envases 2.5D e 3D)

En xeral, a aplicación de folla de cobre nos envases de chip non se limita ás conexións condutivas tradicionais e á xestión térmica, senón que se estende a tecnoloxías de envases emerxentes como flip-chip, sistema-paquete, envases de ventilador e envases 3D. As propiedades multifuncionais e o excelente rendemento da lámina de cobre xogan un papel clave na mellora da fiabilidade, o rendemento e o custo-eficacia dos envases de chip.