Uporaba bakrene folije v embalaži čipov

Bakrena folijapostaja vse pomembnejša pri pakiranju čipov zaradi svoje električne prevodnosti, toplotne prevodnosti, predelovalnosti in stroškovne učinkovitosti. Tukaj je podrobna analiza njegovih specifičnih aplikacij v embalaži čipov:

1. Lepljenje bakrene žice

• Zamenjava za zlato ali aluminijasto žico: Tradicionalno so bile zlate ali aluminijaste žice uporabljene v embalaži čipov za električno povezavo notranjega vezja čipa z zunanjimi vodi. Vendar z napredkom v tehnologiji predelave bakra in upoštevanjem stroškov postajata bakrena folija in bakrena žica postopoma običajni izbiri. Električna prevodnost bakra je približno 85-95 % zlata, vendar je njegova cena približno ena desetina, zaradi česar je idealna izbira za visoko zmogljivost in ekonomsko učinkovitost.
• Izboljšana električna zmogljivost: Vezava bakrene žice nudi nižji upor in boljšo toplotno prevodnost pri visokofrekvenčnih in visokotokovnih aplikacijah, kar učinkovito zmanjša izgubo moči v medsebojnih povezavah čipov in izboljša splošno električno zmogljivost. Tako lahko uporaba bakrene folije kot prevodnega materiala v postopkih lepljenja poveča učinkovitost in zanesljivost pakiranja brez povečanja stroškov.
• Uporablja se v elektrodah in mikro izboklinah: Pri embalaži s preklopnim čipom je čip obrnjen tako, da so vhodno/izhodne (V/I) ploščice na njegovi površini neposredno povezane z vezjem na substratu paketa. Bakrena folija se uporablja za izdelavo elektrod in mikro izboklin, ki se prispajkajo neposredno na podlago. Nizka toplotna odpornost in visoka prevodnost bakra zagotavljata učinkovit prenos signalov in moči.
• Zanesljivost in toplotno upravljanje: Zaradi dobre odpornosti proti elektromigraciji in mehanske trdnosti baker zagotavlja boljšo dolgoročno zanesljivost pri različnih termičnih ciklih in gostotah toka. Poleg tega visoka toplotna prevodnost bakra pomaga pri hitrem odvajanju toplote, ki nastane med delovanjem čipa, na substrat ali hladilno telo, kar izboljša zmogljivosti toplotnega upravljanja paketa.
• Material svinčenega okvirja: Bakrena folijase pogosto uporablja v embalaži svinčenih okvirjev, zlasti za embalažo napajalnih naprav. Svinčeni okvir zagotavlja strukturno podporo in električno povezavo za čip, kar zahteva materiale z visoko prevodnostjo in dobro toplotno prevodnostjo. Bakrena folija izpolnjuje te zahteve in učinkovito zmanjša stroške pakiranja, hkrati pa izboljša odvajanje toplote in električno zmogljivost.
• Tehnike površinske obdelave: V praktični uporabi je bakrena folija pogosto podvržena površinski obdelavi, kot je prevleka z nikljem, kositrom ali srebrom, da se prepreči oksidacija in izboljša sposobnost spajkanja. Te obdelave dodatno povečajo vzdržljivost in zanesljivost bakrene folije v embalaži svinčenega okvirja.
• Prevodni material v modulih z več čipi: Tehnologija sistema v paketu integrira več čipov in pasivnih komponent v en paket za doseganje večje integracije in funkcionalne gostote. Bakrena folija se uporablja za izdelavo notranjih povezovalnih vezij in služi kot prevodna pot toka. Ta aplikacija zahteva, da ima bakrena folija visoko prevodnost in ultratanke lastnosti, da se doseže višja zmogljivost v omejenem prostoru za pakiranje.
• RF in aplikacije milimetrskih valov: Bakrena folija ima tudi ključno vlogo v vezjih za prenos visokofrekvenčnega signala v SiP, zlasti v aplikacijah z radijsko frekvenco (RF) in milimetrskimi valovi. Njegove značilnosti nizke izgube in odlična prevodnost mu omogočajo, da učinkovito zmanjša slabljenje signala in izboljša učinkovitost prenosa v teh visokofrekvenčnih aplikacijah.
• Uporablja se v plasteh za prerazporeditev (RDL): V razpršeni embalaži je bakrena folija uporabljena za izdelavo prerazporeditvenega sloja, tehnologije, ki prerazporedi V/I čipov na večje območje. Zaradi visoke prevodnosti in dobrega oprijema je bakrena folija idealen material za gradnjo prerazporeditvenih slojev, povečanje gostote V/I in podporo integracije z več čipi.
• Zmanjšanje velikosti in celovitost signala: Uporaba bakrene folije v slojih za prerazporeditev pomaga zmanjšati velikost paketa, hkrati pa izboljšuje celovitost in hitrost prenosa signala, kar je še posebej pomembno v mobilnih napravah in visoko zmogljivih računalniških aplikacijah, ki zahtevajo manjše velikosti paketa in večjo zmogljivost.
• Toplotni odvodi in toplotni kanali iz bakrene folije: Zaradi odlične toplotne prevodnosti se bakrena folija pogosto uporablja v hladilnih odvodih, toplotnih kanalih in materialih za toplotne vmesnike znotraj embalaže čipov, da pomaga pri hitrem prenosu toplote, ki jo ustvari čip, na zunanje hladilne strukture. Ta aplikacija je še posebej pomembna pri zmogljivih čipih in paketih, ki zahtevajo natančen nadzor temperature, kot so CPE, GPE in čipi za upravljanje porabe energije.
• Uporablja se v tehnologiji Through-Silicon Via (TSV).: V tehnologijah pakiranja čipov 2,5D in 3D se bakrena folija uporablja za ustvarjanje prevodnega polnilnega materiala za prehodne silicijeve prehode, ki zagotavljajo navpično medsebojno povezavo med čipi. Zaradi visoke prevodnosti in možnosti obdelave je bakrena folija prednostni material v teh naprednih tehnologijah pakiranja, saj podpira integracijo z večjo gostoto in krajše signalne poti, s čimer se izboljša splošno delovanje sistema.

2. Embalaža Flip-Chip

3. Embalaža vodilnega okvirja

4. Sistem v paketu (SiP)

5. Pahljačasta embalaža

6. Aplikacije za upravljanje toplote in odvajanje toplote

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

Na splošno uporaba bakrene folije v embalaži čipov ni omejena na tradicionalne prevodne povezave in toplotno upravljanje, ampak se razširja na nastajajoče tehnologije pakiranja, kot so flip-chip, sistem v paketu, pahljačasto pakiranje in 3D-embalaža. Večnamenske lastnosti in odlična zmogljivost bakrene folije igrajo ključno vlogo pri izboljšanju zanesljivosti, zmogljivosti in stroškovne učinkovitosti embalaže čipov.