Primjena bakrene folije u pakovanju čipova

Bakarna folijapostaje sve važniji u pakovanju čipova zbog svoje električne provodljivosti, toplotne provodljivosti, obradivosti i isplativosti. Evo detaljne analize njegovih specifičnih primjena u pakovanju čipova:

1. Spajanje bakrenih žica

• Zamjena za zlatnu ili aluminijsku žicuTradicionalno, zlatne ili aluminijske žice su se koristile u pakovanju čipova za električno povezivanje unutrašnjeg kola čipa sa vanjskim vodovima. Međutim, s napretkom u tehnologiji obrade bakra i razmatranjima troškova, bakrena folija i bakrena žica postepeno postaju glavni izbori. Električna provodljivost bakra je približno 85-95% one od zlata, ali je njegova cijena oko jedne desetine, što ga čini idealnim izborom za visoke performanse i ekonomsku efikasnost.
• Poboljšane električne performanseSpajanje bakrenim žicama nudi niži otpor i bolju toplinsku provodljivost u visokofrekventnim i visokostrujnim primjenama, efikasno smanjujući gubitak snage u međusobnim vezama čipova i poboljšavajući ukupne električne performanse. Stoga, korištenje bakrene folije kao provodljivog materijala u procesima spajanja može poboljšati efikasnost i pouzdanost pakiranja bez povećanja troškova.
• Koristi se u elektrodama i mikro-izbočinamaKod flip-chip pakovanja, čip je okrenut tako da su ulazno/izlazne (I/O) kontaktne ploče na njegovoj površini direktno povezane sa kolom na podlozi pakovanja. Bakarna folija se koristi za izradu elektroda i mikro-izbočina, koje se direktno leme na podlogu. Niska termička otpornost i visoka provodljivost bakra osiguravaju efikasan prijenos signala i snage.
• Pouzdanost i upravljanje temperaturomZbog dobre otpornosti na elektromigraciju i mehaničke čvrstoće, bakar pruža bolju dugoročnu pouzdanost pri različitim termičkim ciklusima i gustoćama struje. Osim toga, visoka termička provodljivost bakra pomaže u brzom odvođenju topline generirane tokom rada čipa na podlogu ili hladnjak, poboljšavajući mogućnosti upravljanja toplinom pakiranja.
• Materijal olovnog okvira: Bakarna folijaŠiroko se koristi u pakovanju okvira za izvode, posebno za pakovanje energetskih uređaja. Okvir za izvode pruža strukturnu podršku i električnu vezu za čip, što zahtijeva materijale sa visokom provodljivošću i dobrom toplotnom provodljivošću. Bakarna folija ispunjava ove zahtjeve, efikasno smanjujući troškove pakovanja, a istovremeno poboljšavajući toplotnu disipaciju i električne performanse.
• Tehnike površinske obradeU praktičnim primjenama, bakrena folija često podvrgava se površinskim tretmanima kao što su niklovanje, kalajisanje ili posrebrivanje kako bi se spriječila oksidacija i poboljšala lemljivost. Ovi tretmani dodatno poboljšavaju trajnost i pouzdanost bakrene folije u pakovanju olovnih okvira.
• Provodni materijal u višečipnim modulimaTehnologija sistem-u-paketu integriše više čipova i pasivnih komponenti u jedno pakovanje kako bi se postigla veća integracija i funkcionalna gustina. Bakarna folija se koristi za proizvodnju unutrašnjih međusobnih kola i služi kao put provođenja struje. Ova primjena zahtijeva da bakarna folija ima visoku provodljivost i ultra-tanke karakteristike kako bi se postigle veće performanse u ograničenom prostoru za pakovanje.
• RF i milimetarske talaseBakarna folija također igra ključnu ulogu u visokofrekventnim kolima za prenos signala u SiP-u, posebno u radiofrekventnim (RF) i milimetarskim talasima. Njene karakteristike niskih gubitaka i odlična provodljivost omogućavaju joj da efikasno smanji slabljenje signala i poboljša efikasnost prenosa u ovim visokofrekventnim primjenama.
• Koristi se u slojevima redistribucije (RDL)Kod ventilatorskog pakovanja, bakarna folija se koristi za konstrukciju sloja za redistribuciju, tehnologije koja redistribuira I/O čipa na veću površinu. Visoka provodljivost i dobro prianjanje bakarne folije čine je idealnim materijalom za izgradnju slojeva za redistribuciju, povećavajući gustinu I/O i podržavajući integraciju više čipova.
• Smanjenje veličine i integritet signalaPrimjena bakarne folije u slojevima za preraspodjelu pomaže u smanjenju veličine pakovanja, a istovremeno poboljšava integritet i brzinu prenosa signala, što je posebno važno kod mobilnih uređaja i visokoperformansnih računarskih aplikacija koje zahtijevaju manje veličine pakovanja i veće performanse.
• Bakreni folijski hladnjaci i termalni kanaliZbog svoje odlične toplotne provodljivosti, bakarna folija se često koristi u hladnjacima, termalnim kanalima i termalnim međufaznim materijalima unutar pakovanja čipova kako bi se pomoglo u brzom prenosu toplote koju generiše čip na vanjske strukture za hlađenje. Ova primjena je posebno važna kod čipova velike snage i pakovanja koja zahtijevaju preciznu kontrolu temperature, kao što su CPU, GPU i čipovi za upravljanje napajanjem.
• Koristi se u TSV (Through-Silicon Via) tehnologijiU 2.5D i 3D tehnologijama pakovanja čipova, bakarna folija se koristi za stvaranje provodljivog materijala za punjenje kroz silicijumske prolaze, omogućavajući vertikalnu međusobnu vezu između čipova. Visoka provodljivost i obradivost bakarne folije čine je preferiranim materijalom u ovim naprednim tehnologijama pakovanja, podržavajući integraciju veće gustine i kraće signalne puteve, čime se poboljšavaju ukupne performanse sistema.

2. Flip-Chip pakovanje

3. Pakovanje olovnih okvira

4. Sistem u paketu (SiP)

5. Pakovanje u obliku lepeze

6. Primjene za upravljanje toplinom i odvođenje topline

7. Napredne tehnologije pakovanja (kao što su 2.5D i 3D pakovanje)

Sveukupno, primjena bakarne folije u pakovanju čipova nije ograničena na tradicionalne provodne veze i upravljanje toplotom, već se proširuje i na nove tehnologije pakovanja kao što su flip-chip, system-in-package, fan-out pakovanje i 3D pakovanje. Multifunkcionalna svojstva i odlične performanse bakarne folije igraju ključnu ulogu u poboljšanju pouzdanosti, performansi i isplativosti pakovanja čipova.