Användningsområden för kopparfolie i chipförpackning

Kopparfolieblir allt viktigare inom chipförpackning på grund av dess elektriska ledningsförmåga, värmeledningsförmåga, bearbetbarhet och kostnadseffektivitet. Här är en detaljerad analys av dess specifika tillämpningar inom chipförpackning:

1. Koppartrådsbindning

• Ersättning för guld- eller aluminiumtrådTraditionellt har guld- eller aluminiumtrådar använts i chipkapsling för att elektriskt ansluta chipets interna kretsar till externa ledningar. Men med framsteg inom kopparbearbetningsteknik och kostnadsöverväganden blir kopparfolie och koppartråd gradvis vanliga val. Koppars elektriska ledningsförmåga är cirka 85–95 % av guldets, men dess kostnad är ungefär en tiondel, vilket gör det till ett idealiskt val för hög prestanda och ekonomisk effektivitet.
• Förbättrad elektrisk prestandaKoppartrådsbindning ger lägre resistans och bättre värmeledningsförmåga i högfrekventa och högströmsapplikationer, vilket effektivt minskar effektförluster i chipsammankopplingar och förbättrar den totala elektriska prestandan. Att använda kopparfolie som ledande material i bindningsprocesser kan därför förbättra förpackningseffektiviteten och tillförlitligheten utan att öka kostnaderna.
• Används i elektroder och mikrobulorVid flip-chip-kapsling vänds chipet så att in-/utgångsplattorna (I/O) på dess yta är direkt anslutna till kretsen på kapselsubstratet. Kopparfolie används för att tillverka elektroder och mikrobultor, som löds direkt på substratet. Kopparns låga värmemotstånd och höga ledningsförmåga säkerställer effektiv överföring av signaler och effekt.
• Tillförlitlighet och värmehanteringTack vare sin goda motståndskraft mot elektromigration och mekaniska hållfasthet ger koppar bättre långsiktig tillförlitlighet under varierande termiska cykler och strömtätheter. Dessutom hjälper kopparns höga värmeledningsförmåga till att snabbt avleda värme som genereras under chipdrift till substratet eller kylflänsen, vilket förbättrar kapslingens värmehanteringsförmåga.
• Material för blyram: Kopparfolieanvänds ofta i lead frame-kapsling, särskilt för kapsling av kraftenheter. Lead frame-kapslingen ger strukturellt stöd och elektrisk anslutning för chipet, vilket kräver material med hög ledningsförmåga och god värmeledningsförmåga. Kopparfolie uppfyller dessa krav, vilket effektivt minskar förpackningskostnaderna samtidigt som det förbättrar värmeavledning och elektrisk prestanda.
• YtbehandlingsteknikerI praktiska tillämpningar genomgår kopparfolie ofta ytbehandlingar som nickel-, tenn- eller silverplätering för att förhindra oxidation och förbättra lödbarheten. Dessa behandlingar förbättrar ytterligare hållbarheten och tillförlitligheten hos kopparfolie i lead frame-kapsling.
• Ledande material i multichipmodulerSystem-i-paket-teknik integrerar flera chip och passiva komponenter i ett enda paket för att uppnå högre integration och funktionell densitet. Kopparfolie används för att tillverka interna sammankopplingskretsar och fungerar som en strömledningsväg. Denna applikation kräver att kopparfolie har hög konduktivitet och ultratunna egenskaper för att uppnå högre prestanda i begränsat paketeringsutrymme.
• RF- och millimetervågstillämpningarKopparfolie spelar också en avgörande roll i högfrekventa signalöverföringskretsar i SiP, särskilt i radiofrekvens- (RF) och millimetervågstillämpningar. Dess låga förlustegenskaper och utmärkta konduktivitet gör att den effektivt kan minska signaldämpningen och förbättra överföringseffektiviteten i dessa högfrekventa tillämpningar.
• Används i omfördelningslager (RDL)I fan-out-kapsling används kopparfolie för att konstruera omfördelningslagret, en teknik som omfördelar chip-I/O till ett större område. Den höga konduktiviteten och goda vidhäftningen hos kopparfolie gör det till ett idealiskt material för att bygga omfördelningslager, öka I/O-densiteten och stödja integration mellan flera chip.
• Storleksreduktion och signalintegritetAnvändning av kopparfolie i omfördelningsskikt bidrar till att minska förpackningsstorleken samtidigt som signalöverföringens integritet och hastighet förbättras, vilket är särskilt viktigt i mobila enheter och högpresterande datorapplikationer som kräver mindre förpackningsstorlekar och högre prestanda.
• Kopparfolie kylflänsar och termiska kanalerPå grund av sin utmärkta värmeledningsförmåga används kopparfolie ofta i kylflänsar, termiska kanaler och termiska gränssnittsmaterial i chipkapslingar för att snabbt överföra värme som genereras av chipet till externa kylstrukturer. Denna tillämpning är särskilt viktig i högpresterande chip och kapslingar som kräver exakt temperaturkontroll, såsom processorer, grafikkort och strömstyrningschip.
• Används i Through-Silicon Via (TSV)-teknikI 2,5D- och 3D-chipkapslingstekniker används kopparfolie för att skapa ledande fyllnadsmaterial för kiselgenomförande vias, vilket ger vertikal sammankoppling mellan chips. Den höga konduktiviteten och bearbetbarheten hos kopparfolie gör det till ett föredraget material i dessa avancerade förpackningstekniker, vilket stöder integration med högre densitet och kortare signalvägar, vilket förbättrar systemets totala prestanda.

2. Flip-Chip-förpackning

3. Förpackning av blyram

4. System-i-paket (SiP)

5. Utvändig förpackning

6. Termisk hantering och värmeavledningstillämpningar

7. Avancerade förpackningstekniker (som 2,5D- och 3D-förpackningar)

Sammantaget är tillämpningen av kopparfolie i chipkapsling inte begränsad till traditionella ledande anslutningar och värmehantering utan sträcker sig till nya förpackningstekniker som flip-chip, system-in-package, fan-out-kapsling och 3D-kapsling. Kopparfoliens multifunktionella egenskaper och utmärkta prestanda spelar en nyckelroll för att förbättra tillförlitligheten, prestandan och kostnadseffektiviteten hos chipkapsling.