Primjena bakrene folije u pakiranju čipova

Bakrena folijapostaje sve važniji u pakiranju čipova zbog svoje električne vodljivosti, toplinske vodljivosti, obradivosti i isplativosti. Evo detaljne analize njegovih specifičnih primjena u pakiranju čipova:

1. Spajanje bakrenih žica

• Zamjena za zlatnu ili aluminijsku žicuTradicionalno su se u pakiranju čipova koristile zlatne ili aluminijske žice za električno spajanje unutarnjih sklopova čipa s vanjskim vodovima. Međutim, s napretkom tehnologije obrade bakra i razmatranjem troškova, bakrena folija i bakrena žica postupno postaju glavni izbori. Električna vodljivost bakra je približno 85-95% one zlata, ali mu je cijena oko jedne desetine, što ga čini idealnim izborom za visoke performanse i ekonomsku učinkovitost.
• Poboljšane električne performanseSpajanje bakrenim žicama nudi niži otpor i bolju toplinsku vodljivost u visokofrekventnim i visokostrujnim primjenama, učinkovito smanjujući gubitak snage u međusobnim vezama čipova i poboljšavajući ukupne električne performanse. Stoga, korištenje bakrene folije kao vodljivog materijala u procesima spajanja može poboljšati učinkovitost i pouzdanost pakiranja bez povećanja troškova.
• Koristi se u elektrodama i mikro-izbočinamaKod flip-chip pakiranja, čip je okrenut tako da su ulazno/izlazne (I/O) pločice na njegovoj površini izravno spojene na sklop na podlozi pakiranja. Bakrena folija koristi se za izradu elektroda i mikroizbočina, koje se izravno leme na podlogu. Niska toplinska otpornost i visoka vodljivost bakra osiguravaju učinkovit prijenos signala i snage.
• Pouzdanost i upravljanje toplinomZbog dobre otpornosti na elektromigraciju i mehaničke čvrstoće, bakar pruža bolju dugoročnu pouzdanost pod različitim toplinskim ciklusima i gustoćama struje. Osim toga, visoka toplinska vodljivost bakra pomaže u brzom odvođenju topline stvorene tijekom rada čipa na podlogu ili hladnjak, poboljšavajući mogućnosti upravljanja toplinom pakiranja.
• Materijal olovnog okvira: Bakrena folijaŠiroko se koristi u pakiranju okvira za izvode, posebno za pakiranje energetskih uređaja. Okvir za izvode pruža strukturnu potporu i električnu vezu za čip, što zahtijeva materijale s visokom vodljivošću i dobrom toplinskom vodljivošću. Bakrena folija ispunjava te zahtjeve, učinkovito smanjujući troškove pakiranja, a istovremeno poboljšavajući toplinsku disipaciju i električne performanse.
• Tehnike površinske obradeU praktičnoj primjeni, bakrena folija često prolazi kroz površinske tretmane poput niklanja, kositranja ili srebrenja kako bi se spriječila oksidacija i poboljšala lemljivost. Ovi tretmani dodatno poboljšavaju trajnost i pouzdanost bakrene folije u pakiranju olovnih okvira.
• Vodljivi materijal u višečipnim modulimaTehnologija sustava u pakiranju integrira više čipova i pasivnih komponenti u jedno pakiranje kako bi se postigla veća integracija i funkcionalna gustoća. Bakrena folija koristi se za izradu unutarnjih međusobnih spojnih krugova i služi kao put provođenja struje. Ova primjena zahtijeva bakrenu foliju visoke vodljivosti i ultra tanke karakteristike kako bi se postigle veće performanse u ograničenom prostoru pakiranja.
• RF i milimetarske valne primjeneBakrena folija također igra ključnu ulogu u visokofrekventnim krugovima za prijenos signala u SiP-u, posebno u radiofrekventnim (RF) i milimetarskim valnim primjenama. Njene karakteristike niskih gubitaka i izvrsna vodljivost omogućuju joj učinkovito smanjenje slabljenja signala i poboljšanje učinkovitosti prijenosa u tim visokofrekventnim primjenama.
• Koristi se u slojevima preraspodjele (RDL)U pakiranju s ventilatorom, bakrena folija se koristi za konstrukciju sloja za preraspodjelu, tehnologije koja preraspodjeljuje I/O čipa na veće područje. Visoka vodljivost i dobro prianjanje bakrene folije čine je idealnim materijalom za izgradnju slojeva za preraspodjelu, povećavajući gustoću I/O i podržavajući integraciju više čipova.
• Smanjenje veličine i integritet signalaPrimjena bakrene folije u slojevima preraspodjele pomaže u smanjenju veličine pakiranja, a istovremeno poboljšava integritet i brzinu prijenosa signala, što je posebno važno u mobilnim uređajima i visokoučinkovitim računalnim aplikacijama koje zahtijevaju manje veličine pakiranja i veće performanse.
• Bakreni folijski hladnjaci i toplinski kanaliZbog svoje izvrsne toplinske vodljivosti, bakrena folija se često koristi u hladnjacima, toplinskim kanalima i toplinskim međupovršinskim materijalima unutar pakiranja čipova kako bi se pomoglo u brzom prijenosu topline koju generira čip na vanjske strukture za hlađenje. Ova primjena je posebno važna kod čipova velike snage i pakiranja koja zahtijevaju preciznu kontrolu temperature, kao što su CPU-i, GPU-i i čipovi za upravljanje napajanjem.
• Koristi se u TSV (Through-Silicon Via) tehnologijiU 2.5D i 3D tehnologijama pakiranja čipova, bakrena folija se koristi za stvaranje vodljivog materijala za punjenje kroz silicijske prolaze, osiguravajući vertikalnu međusobnu povezanost između čipova. Visoka vodljivost i obradivost bakrene folije čine je preferiranim materijalom u ovim naprednim tehnologijama pakiranja, podržavajući integraciju veće gustoće i kraće signalne putove, čime se poboljšavaju ukupne performanse sustava.

2. Flip-Chip pakiranje

3. Pakiranje olovnih okvira

4. Sustav u paketu (SiP)

5. Pakiranje u obliku ventilatora

6. Primjene za upravljanje toplinom i odvođenje topline

7. Napredne tehnologije pakiranja (kao što su 2.5D i 3D pakiranje)

Sveukupno, primjena bakrene folije u pakiranju čipova nije ograničena na tradicionalne vodljive spojeve i upravljanje toplinom, već se proširuje na nove tehnologije pakiranja kao što su flip-chip, system-in-package, fan-out pakiranje i 3D pakiranje. Multifunkcionalna svojstva i izvrsne performanse bakrene folije igraju ključnu ulogu u poboljšanju pouzdanosti, performansi i isplativosti pakiranja čipova.