Uporaba bakrene folije v embalaži čipov

Bakrena folijapostaja vse pomembnejši pri pakiranju čipov zaradi svoje električne prevodnosti, toplotne prevodnosti, predelave in stroškovne učinkovitosti. Tukaj je podrobna analiza njegovih specifičnih uporab pri pakiranju čipov:

1. Vezava bakrenih žic

• Zamenjava za zlato ali aluminijasto žicoTradicionalno so se v ohišju čipov uporabljale zlate ali aluminijaste žice za električno povezavo notranjega vezja čipa z zunanjimi priključki. Vendar pa z napredkom v tehnologiji obdelave bakra in stroškovnimi vidiki bakrena folija in bakrena žica postopoma postajata običajna izbira. Električna prevodnost bakra je približno 85–95 % električne prevodnosti zlata, vendar so njegovi stroški približno desetina, zaradi česar je idealna izbira za visoko zmogljivost in ekonomsko učinkovitost.
• Izboljšana električna zmogljivostBakreno žična vezava ponuja nižjo upornost in boljšo toplotno prevodnost v visokofrekvenčnih in visokotokovnih aplikacijah, kar učinkovito zmanjšuje izgubo moči v medsebojnih povezavah čipov in izboljšuje splošno električno zmogljivost. Uporaba bakrene folije kot prevodnega materiala v postopkih vezave lahko tako poveča učinkovitost in zanesljivost pakiranja brez povečanja stroškov.
• Uporablja se v elektrodah in mikro-izboklinahPri flip-chip pakiranju je čip obrnjen tako, da so vhodno/izhodne (I/O) blazinice na njegovi površini neposredno povezane z vezjem na substratu ohišja. Bakrena folija se uporablja za izdelavo elektrod in mikroizboklin, ki so neposredno spajkane na substrat. Nizka toplotna upornost in visoka prevodnost bakra zagotavljata učinkovit prenos signalov in moči.
• Zanesljivost in upravljanje temperatureZaradi dobre odpornosti na elektromigracijo in mehanske trdnosti baker zagotavlja boljšo dolgoročno zanesljivost pri različnih toplotnih ciklih in gostotah toka. Poleg tega visoka toplotna prevodnost bakra pomaga hitro odvajati toploto, ki nastane med delovanjem čipa, na podlago ali hladilnik, kar izboljša zmogljivosti ohišja za upravljanje temperature.
• Material svinčenega okvirja: Bakrena folijase pogosto uporablja v ohišju za ohišje, zlasti za ohišje napajalnih naprav. Ohišje za ohišje zagotavlja strukturno podporo in električno povezavo za čip, kar zahteva materiale z visoko prevodnostjo in dobro toplotno prevodnostjo. Bakrena folija izpolnjuje te zahteve, saj učinkovito zmanjšuje stroške ohišja, hkrati pa izboljšuje odvajanje toplote in električne lastnosti.
• Tehnike površinske obdelaveV praktični uporabi se bakrena folija pogosto površinsko obdeluje, kot so nikljanje, kositrovanje ali srebro, da se prepreči oksidacija in izboljša spajkljivost. Te obdelave dodatno povečajo vzdržljivost in zanesljivost bakrene folije v ohišju svinčenih okvirjev.
• Prevodni material v veččipnih modulihTehnologija sistem-v-paketu integrira več čipov in pasivnih komponent v eno samo ohišje za doseganje večje integracije in funkcionalne gostote. Bakrena folija se uporablja za izdelavo notranjih povezovalnih vezij in služi kot pot prevodnosti toka. Ta uporaba zahteva bakreno folijo z visoko prevodnostjo in ultra tankimi lastnostmi za doseganje večje zmogljivosti v omejenem prostoru za pakiranje.
• Aplikacije RF in milimetrskih valovBakrena folija igra ključno vlogo tudi v visokofrekvenčnih vezjih za prenos signalov v SiP, zlasti v radiofrekvenčnih (RF) in milimetrskih valovnih aplikacijah. Zaradi nizkih izgub in odlične prevodnosti učinkovito zmanjša slabljenje signala in izboljša učinkovitost prenosa v teh visokofrekvenčnih aplikacijah.
• Uporablja se v slojih prerazporeditve (RDL)Pri razpršenem pakiranju se za izdelavo prerazporeditvene plasti uporablja bakrena folija, tehnologija, ki prerazporedi V/I čipa na večje območje. Visoka prevodnost in dobra adhezija bakrene folije jo naredita idealen material za gradnjo prerazporeditvenih plasti, kar poveča gostoto V/I in podpira integracijo več čipov.
• Zmanjšanje velikosti in integriteta signalaUporaba bakrene folije v prerazporeditvenih plasteh pomaga zmanjšati velikost ohišja, hkrati pa izboljša celovitost in hitrost prenosa signala, kar je še posebej pomembno pri mobilnih napravah in visokozmogljivih računalniških aplikacijah, ki zahtevajo manjše velikosti ohišja in večjo zmogljivost.
• Bakreni folijski hladilniki in toplotni kanaliZaradi odlične toplotne prevodnosti se bakrena folija pogosto uporablja v hladilnih odvodih, toplotnih kanalih in toplotnih vmesnih materialih znotraj ohišja čipov, da se toplota, ki jo ustvari čip, hitro prenese na zunanje hladilne strukture. Ta uporaba je še posebej pomembna pri visokozmogljivih čipih in ohišjih, ki zahtevajo natančen nadzor temperature, kot so procesorji, grafični procesorji in čipi za upravljanje porabe energije.
• Uporablja se v tehnologiji TSV (Through-Silicon Via)V tehnologijah 2,5D in 3D pakiranja čipov se bakrena folija uporablja za ustvarjanje prevodnega polnilnega materiala za prehodne odprtine skozi silicij, kar zagotavlja vertikalno povezavo med čipi. Visoka prevodnost in obdelovalnost bakrene folije jo naredijo za prednostni material v teh naprednih tehnologijah pakiranja, saj podpira integracijo z večjo gostoto in krajše signalne poti, s čimer se izboljša celotna zmogljivost sistema.

2. Embalaža z obrnjenimi čipi

3. Embalaža svinčenega okvirja

4. Sistem v paketu (SiP)

5. Pakiranje z ventilatorjem

6. Aplikacije za upravljanje toplote in odvajanje toplote

7. Napredne tehnologije pakiranja (kot sta 2,5D in 3D pakiranje)

Na splošno uporaba bakrene folije pri pakiranju čipov ni omejena na tradicionalne prevodne povezave in upravljanje toplote, temveč se razteza na nove tehnologije pakiranja, kot so flip-chip, system-in-package, fan-out pakiranje in 3D pakiranje. Večfunkcijske lastnosti in odlična zmogljivost bakrene folije igrajo ključno vlogo pri izboljšanju zanesljivosti, zmogljivosti in stroškovne učinkovitosti pakiranja čipov.