Kobberfolieblir stadig viktigere i chipemballasje på grunn av dens elektriske ledningsevne, termiske ledningsevne, bearbeidbarhet og kostnadseffektivitet. Her er en detaljert analyse av dens spesifikke anvendelser i chipemballasje:
1. Kobbertrådbinding
- Erstatning for gull- eller aluminiumstråd: Tradisjonelt har gull- eller aluminiumsledninger blitt brukt i brikkeemballasje for elektrisk å koble brikkens interne kretser til eksterne ledninger. Men med fremskritt innen kobberbehandlingsteknologi og kostnadshensyn, blir kobberfolie og kobbertråd gradvis mainstream-valg. Kobbers elektriske ledningsevne er omtrent 85-95 % av gull, men prisen er omtrent en tiendedel, noe som gjør det til et ideelt valg for høy ytelse og økonomisk effektivitet.
- Forbedret elektrisk ytelse: Kobbertrådbinding gir lavere motstand og bedre termisk ledningsevne i høyfrekvente og høystrømapplikasjoner, reduserer effektivt strømtap i brikkeforbindelser og forbedrer den generelle elektriske ytelsen. Dermed kan bruk av kobberfolie som et ledende materiale i bindeprosesser øke emballasjeeffektiviteten og påliteligheten uten å øke kostnadene.
- Brukes i elektroder og mikrostøt: I flip-chip-emballasje snus brikken slik at input/output (I/O)-putene på overflaten er direkte koblet til kretsen på pakkesubstratet. Kobberfolie brukes til å lage elektroder og mikrostøt, som er direkte loddet til underlaget. Den lave termiske motstanden og høye ledningsevnen til kobber sikrer effektiv overføring av signaler og kraft.
- Pålitelighet og termisk styring: På grunn av sin gode motstand mot elektromigrering og mekanisk styrke, gir kobber bedre langsiktig pålitelighet under varierende termiske sykluser og strømtettheter. I tillegg hjelper kobbers høye termiske ledningsevne raskt å spre varme som genereres under brikkedrift til underlaget eller kjøleribben, og forbedrer pakkens termiske styringsevne.
- Blyrammemateriale: Kobberfolieer mye brukt i blyrammeemballasje, spesielt for emballering av kraftenheter. Blyrammen gir strukturell støtte og elektrisk tilkobling for brikken, og krever materialer med høy ledningsevne og god varmeledningsevne. Kobberfolie oppfyller disse kravene, og reduserer effektivt emballasjekostnadene samtidig som den forbedrer termisk spredning og elektrisk ytelse.
- Overflatebehandlingsteknikker: I praktiske applikasjoner gjennomgår kobberfolie ofte overflatebehandlinger som nikkel, tinn eller sølvplettering for å forhindre oksidasjon og forbedre loddeevnen. Disse behandlingene forbedrer holdbarheten og påliteligheten til kobberfolie i blyrammeemballasje ytterligere.
- Ledende materiale i multi-chip-moduler: System-in-package-teknologi integrerer flere brikker og passive komponenter i en enkelt pakke for å oppnå høyere integrasjon og funksjonell tetthet. Kobberfolie brukes til å produsere interne sammenkoblingskretser og fungerer som en strømledningsbane. Denne applikasjonen krever at kobberfolie har høy ledningsevne og ultratynne egenskaper for å oppnå høyere ytelse i begrenset emballasjeplass.
- RF- og millimeterbølgeapplikasjoner: Kobberfolie spiller også en avgjørende rolle i høyfrekvente signaloverføringskretser i SiP, spesielt i radiofrekvens (RF) og millimeterbølgeapplikasjoner. Dens lave tapsegenskaper og utmerkede konduktivitet gjør at den kan redusere signaldemping effektivt og forbedre overføringseffektiviteten i disse høyfrekvente applikasjonene.
- Brukt i omfordelingslag (RDL): I fan-out-emballasje brukes kobberfolie til å konstruere redistribusjonslaget, en teknologi som omfordeler chip I/O til et større område. Den høye ledningsevnen og gode vedheften til kobberfolie gjør det til et ideelt materiale for å bygge omfordelingslag, øke I/O-tettheten og støtte multi-chip-integrasjon.
- Størrelsesreduksjon og signalintegritet: Bruken av kobberfolie i omfordelingslag bidrar til å redusere pakkestørrelsen samtidig som den forbedrer signaloverføringsintegriteten og hastigheten, noe som er spesielt viktig i mobile enheter og høyytelses databehandlingsapplikasjoner som krever mindre emballasjestørrelser og høyere ytelse.
- Kobberfolie varmeavledere og termiske kanaler: På grunn av sin utmerkede termiske ledningsevne, brukes kobberfolie ofte i kjøleribber, termiske kanaler og termiske grensesnittmaterialer i brikkeemballasje for å hjelpe raskt med å overføre varme generert av brikken til eksterne kjølestrukturer. Denne applikasjonen er spesielt viktig i høyeffektsbrikker og pakker som krever presis temperaturkontroll, for eksempel CPUer, GPUer og strømstyringsbrikker.
- Brukt i Through-Silicon Via (TSV) teknologi: I 2.5D- og 3D-brikkepakketeknologier brukes kobberfolie til å lage ledende fyllmateriale for gjennomgående silisiumvias, som gir vertikal sammenkobling mellom brikker. Den høye ledningsevnen og bearbeidbarheten til kobberfolie gjør det til et foretrukket materiale i disse avanserte emballasjeteknologiene, og støtter integrering med høyere tetthet og kortere signalveier, og forbedrer dermed den generelle systemytelsen.
2. Flip-Chip emballasje
3. Blyrammeemballasje
4. System-i-pakken (SiP)
5. Fan-Out emballasje
6. Termisk styring og varmeavledningsapplikasjoner
7. Avanserte pakketeknologier (som 2.5D og 3D pakking)
Totalt sett er bruken av kobberfolie i brikkeemballasje ikke begrenset til tradisjonelle ledende tilkoblinger og termisk styring, men strekker seg til nye emballasjeteknologier som flip-chip, system-in-package, fan-out emballasje og 3D-emballasje. De multifunksjonelle egenskapene og den utmerkede ytelsen til kobberfolie spiller en nøkkelrolle i å forbedre påliteligheten, ytelsen og kostnadseffektiviteten til chipemballasje.
Innleggstid: 20. september 2024