Lámina de cobreé cada vez máis importante no envasado de chips debido á súa condutividade eléctrica, condutividade térmica, procesabilidade e rendibilidade. Aquí tes unha análise detallada das súas aplicacións específicas no envasado de chips:
1. Unión de fíos de cobre
- Substitución de cables de ouro ou de aluminio: Tradicionalmente, os fíos de ouro ou de aluminio utilizáronse na embalaxe de chips 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 custo, a folla de cobre e o fío de cobre están a converterse gradualmente en opcións principais. A condutividade eléctrica do cobre é de aproximadamente un 85-95% da do ouro, pero o seu custo é de aproximadamente unha décima parte, polo que é unha opción ideal para un alto rendemento e unha eficiencia económica.
- Rendemento eléctrico mellorado: A unión de fío de cobre ofrece unha menor resistencia e unha mellor condutividade térmica en aplicacións de alta frecuencia e alta corrente, reducindo eficazmente a perda de enerxía nas interconexións de chips e mellorando o rendemento eléctrico xeral. Así, o uso de follas de cobre como material condutor nos procesos de unión pode mellorar a eficiencia e fiabilidade dos envases sen aumentar os custos.
- Usado en electrodos e micro-golpes: No envase flip-chip, o chip invítase para que as almofadas de entrada/saída (I/O) da súa superficie estean directamente conectadas ao circuíto do substrato do paquete. A folla de cobre utilízase para facer electrodos e micro-golpes, que se sueldan directamente ao substrato. A baixa resistencia térmica e a alta condutividade do cobre garanten unha transmisión eficiente de sinais e potencia.
- Fiabilidade e Xestión Térmica: Debido á súa boa resistencia á electromigración e á súa resistencia mecánica, o cobre proporciona unha mellor fiabilidade a longo prazo baixo diferentes ciclos térmicos e densidades de corrente. Ademais, a alta condutividade térmica do cobre axuda a disipar rapidamente a calor xerada durante a operación do chip ao substrato ou ao disipador de calor, mellorando as capacidades de xestión térmica do paquete.
- Material do marco de chumbo: Lámina de cobreúsase amplamente na embalaxe de cadros de chumbo, especialmente para a embalaxe de dispositivos de enerxía. O cadro de chumbo 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 mesmo tempo que mellora a disipación térmica e o rendemento eléctrico.
- Técnicas de tratamento de superficies: En aplicacións prácticas, a folla de cobre adoita someterse a tratamentos de superficie como níquel, estaño ou prata para evitar a oxidación e mellorar a soldabilidade. Estes tratamentos melloran aínda máis a durabilidade e fiabilidade da folla de cobre nos envases de cadros de chumbo.
- Material condutor en módulos multichip: A tecnoloxía System-in-package integra múltiples chips e compoñentes pasivos nun único paquete para lograr unha maior integración e densidade funcional. A folla de cobre úsase para fabricar circuítos de interconexión internos e serve como camiño de condución de corrente. Esta aplicación require que a folla de cobre teña unha alta condutividade e características ultrafinas para conseguir un maior rendemento nun espazo limitado de embalaxe.
- Aplicacións de RF e ondas milimétricas: A folla de cobre tamén xoga un papel crucial nos circuítos de transmisión de sinal 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): No envasado en abanico, utilízase a folla de cobre para construír a capa de redistribución, unha tecnoloxía que redistribue a E/S do chip a unha área máis grande. A alta condutividade e a boa adhesión da folla de cobre fan que sexa un material ideal para construír capas de redistribución, aumentando a densidade de E/S e apoiando a integración de múltiples chips.
- Redución do tamaño e integridade do sinal: A aplicación de follas de cobre nas capas de redistribución axuda a reducir o tamaño do paquete á vez que mellora a integridade e a velocidade da transmisión do sinal, o que é especialmente importante en dispositivos móbiles e aplicacións informáticas de alto rendemento que requiren tamaños de embalaxe máis pequenos e maior rendemento.
- Disipadores de calor e canles térmicos de folla de cobre: Debido á súa excelente condutividade térmica, a folla de cobre utilízase a miúdo en disipadores de calor, canles térmicos 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 de alta potencia e paquetes que requiren un control preciso da temperatura, como CPUs, GPU e chips de xestión de enerxía.
- Usado na tecnoloxía Through-Silicon Via (TSV).: Nas tecnoloxías de envasado de chips 2.5D e 3D, a folla de cobre úsase para crear material de recheo condutor para vías de silicio, proporcionando interconexión vertical entre chips. A alta condutividade e procesabilidade da folla de cobre convértena nun material preferido nestas tecnoloxías de envasado avanzadas, que admiten unha integración de maior densidade e camiños de sinal máis curtos, mellorando así o rendemento xeral do sistema.
2. Embalaxe Flip-Chip
3. Embalaxe de marco de chumbo
4. Sistema en paquete (SiP)
5. Embalaxe Fan-Out
6. Aplicacións de xestión térmica e disipación de calor
7. Tecnoloxías de embalaxe avanzadas (como envases 2.5D e 3D)
En xeral, a aplicación de follas de cobre nos envases de chips non se limita ás conexións condutoras tradicionais e á xestión térmica, senón que se estende ás tecnoloxías de envasado emerxentes como o flip-chip, o sistema en paquete, o envasado en fan-out e o envasado 3D. As propiedades multifuncionais e o excelente rendemento da folla de cobre xogan un papel fundamental na mellora da fiabilidade, o rendemento e a rendibilidade dos envases de chip.
Hora de publicación: 20-09-2024