Kopparfolieblir allt viktigare i chipförpackningar på grund av dess elektriska ledningsförmåga, värmeledningsförmåga, bearbetbarhet och kostnadseffektivitet. Här är en detaljerad analys av dess specifika tillämpningar i chipförpackningar:
1. Koppartrådsbindning
- Ersättning för guld- eller aluminiumtråd: Traditionellt har guld- eller aluminiumtrådar använts i chipförpackningar 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 guld, men kostnaden är cirka en tiondel, vilket gör den till ett idealiskt val för hög prestanda och ekonomisk effektivitet.
- Förbättrad elektrisk prestanda: Koppartrådsbindning ger lägre motstånd och bättre värmeledningsförmåga i högfrekventa och högströmsapplikationer, vilket effektivt minskar strömförlusten i chipsammankopplingar och förbättrar den totala elektriska prestandan. Användning av kopparfolie som ett ledande material i bindningsprocesser kan således förbättra förpackningens effektivitet och tillförlitlighet utan att öka kostnaderna.
- Används i elektroder och mikrobump: I flip-chip-förpackningar vänds chippet så att in-/utgångs-kuddarna (I/O) på dess yta är direkt anslutna till kretsen på förpackningssubstratet. Kopparfolie används för att göra elektroder och mikroklumpar, som är direkt lödda till substratet. Det låga värmemotståndet och den höga konduktiviteten hos koppar säkerställer effektiv överföring av signaler och effekt.
- Tillförlitlighet och termisk hantering: Tack vare sin goda motståndskraft mot elektromigrering och mekanisk styrka ger koppar bättre långsiktig tillförlitlighet under varierande termiska cykler och strömtätheter. Dessutom hjälper koppars höga värmeledningsförmåga att snabbt avleda värme som genereras under chipdrift till substratet eller kylflänsen, vilket förbättrar paketets värmehanteringsförmåga.
- Blyrammaterial: Kopparfolieanvänds ofta i blyramsförpackningar, särskilt för kraftenhetsförpackningar. Ledningsramen 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 den förbättrar termisk avledning och elektrisk prestanda.
- Ytbehandlingstekniker: I 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 blyramsförpackningar.
- Ledande material i Multi-Chip-moduler: System-in-package-teknik integrerar flera chips och passiva komponenter i ett enda paket för att uppnå högre integration och funktionstäthet. Kopparfolie används för att tillverka interna sammankopplingskretsar och fungerar som en strömledningsbana. Denna applikation kräver att kopparfolie har hög ledningsförmåga och ultratunna egenskaper för att uppnå högre prestanda i begränsat förpackningsutrymme.
- RF- och millimetervågsapplikationer: Kopparfolie spelar också en avgörande roll i högfrekventa signalöverföringskretsar i SiP, särskilt i radiofrekvens (RF) och millimetervågsapplikationer. Dess låga förlustegenskaper och utmärkta konduktivitet gör det möjligt för den att effektivt minska signaldämpningen och förbättra överföringseffektiviteten i dessa högfrekvensapplikationer.
- Används i omfördelningslager (RDL): I fan-out-förpackningar används kopparfolie för att konstruera omfördelningsskiktet, en teknik som omfördelar chip I/O till ett större område. Den höga ledningsförmågan och goda vidhäftningen av kopparfolie gör det till ett idealiskt material för att bygga omfördelningsskikt, öka I/O-densiteten och stödja multi-chip integration.
- Storleksminskning och signalintegritet: Appliceringen av kopparfolie i omfördelningsskikt hjälper till att minska förpackningsstorleken samtidigt som signalöverföringens integritet och hastighet förbättras, vilket är särskilt viktigt i mobila enheter och högpresterande datortillämpningar som kräver mindre förpackningsstorlekar och högre prestanda.
- Kopparfolie kylflänsar och termiska kanaler: På grund av dess utmärkta värmeledningsförmåga används kopparfolie ofta i kylflänsar, termiska kanaler och termiska gränssnittsmaterial i chipförpackningar för att hjälpa till att snabbt överföra värme som genereras av chipet till externa kylstrukturer. Denna applikation är särskilt viktig i högeffektschips och paket som kräver exakt temperaturkontroll, såsom CPU:er, GPU:er och energihanteringschips.
- Används i Through-Silicon Via (TSV) Technology: I 2,5D- och 3D-chipförpackningstekniker används kopparfolie för att skapa ledande fyllmaterial för genomgående kiselvias, vilket ger vertikal sammankoppling mellan chips. Den höga ledningsförmågan och bearbetningsförmågan hos kopparfolie gör det till ett föredraget material i dessa avancerade förpackningsteknologier, som stöder integration med högre densitet och kortare signalvägar, vilket förbättrar systemets övergripande prestanda.
2. Flip-Chip förpackning
3. Förpackning av blyram
4. System-i-paket (SiP)
5. Fan-Out-förpackning
6. Tillämpningar för värmehantering och värmeavledning
7. Avancerad förpackningsteknik (som 2.5D- och 3D-förpackning)
Sammantaget är tillämpningen av kopparfolie i chipförpackningar inte begränsad till traditionella ledande anslutningar och termisk hantering utan sträcker sig till framväxande förpackningsteknologier som flip-chip, system-in-package, fan-out-förpackningar och 3D-förpackningar. Kopparfoliens multifunktionella egenskaper och utmärkta prestanda spelar en nyckelroll för att förbättra tillförlitligheten, prestandan och kostnadseffektiviteten hos chipförpackningar.
Posttid: 2024-09-20