Primjena bakrene folije u pakiranju čipova

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

1. Spajanje bakrene žice

• Zamjena za zlatnu ili aluminijsku žicu: Tradicionalno, zlatne ili aluminijumske žice se koriste u pakovanju čipova za električno povezivanje unutrašnjih kola čipa sa eksternim vodovima. Međutim, s napretkom u tehnologiji obrade bakra i razmatranjem troškova, bakrena folija i bakarna žica postepeno postaju glavni izbori. Električna provodljivost bakra je približno 85-95% od zlata, ali njegova cijena je oko jedne desetine, što ga čini idealnim izborom za visoke performanse i ekonomsku efikasnost.
• Poboljšane električne performanse: Spajanje bakrene žice nudi niži otpor i bolju toplotnu provodljivost u visokofrekventnim i visokostrujnim aplikacijama, efektivno smanjujući gubitak snage u interkonekcijama čipova i poboljšavajući ukupne električne performanse. Stoga, korištenje bakarne folije kao provodnog materijala u procesima lijepljenja može poboljšati efikasnost i pouzdanost pakiranja bez povećanja troškova.
• Koristi se u elektrodama i mikro-izbočinama: U flip-chip pakovanju, čip se okreće tako da su ulazno/izlazni (I/O) jastučići na njegovoj površini direktno povezani sa kolom na podlozi pakovanja. Bakrena folija se koristi za izradu elektroda i mikro-izbočina, koje se direktno lemljuju na podlogu. Niska toplotna otpornost i visoka provodljivost bakra osiguravaju efikasan prijenos signala i snage.
• Pouzdanost i upravljanje toplotom: Zbog svoje dobre otpornosti na elektromigraciju i mehaničke čvrstoće, bakar pruža bolju dugoročnu pouzdanost pod različitim termičkim ciklusima i gustoćama struje. Pored toga, visoka toplotna provodljivost bakra pomaže brzom rasipanju toplote koja se stvara tokom rada čipa do podloge ili hladnjaka, poboljšavajući mogućnosti upravljanja toplotom paketa.
• Materijal olovnog okvira: Bakarna folijase široko koristi u pakovanju olovnog okvira, posebno za pakovanje energetskih uređaja. Olovni okvir pruža strukturnu podršku i električnu vezu za čip, što zahtijeva materijale visoke provodljivosti i dobre toplinske provodljivosti. Bakarna folija ispunjava ove zahtjeve, efektivno smanjujući troškove pakovanja uz poboljšanje toplinske disipacije i električne performanse.
• Tehnike površinske obrade: U praktičnim primjenama, bakarna folija se često podvrgava površinskoj obradi kao što je nikl, kalaj ili posrebrenost kako bi se spriječila oksidacija i poboljšala sposobnost lemljenja. Ovi tretmani dodatno povećavaju izdržljivost i pouzdanost bakarne folije u pakovanju sa olovnim okvirom.
• Provodni materijal u modulima sa više čipova: Tehnologija sistem u paketu integriše više čipova i pasivnih komponenti u jedan paket kako bi se postigla veća integracija i funkcionalna gustoća. Bakarna folija se koristi za proizvodnju internih kola za međusobno povezivanje i služi kao put za provođenje struje. Ova aplikacija zahtijeva da bakarna folija ima visoku provodljivost i ultra tanke karakteristike kako bi se postigle veće performanse u ograničenom prostoru za pakovanje.
• RF i aplikacije milimetarskih talasa: Bakarna folija također igra ključnu ulogu u visokofrekventnim krugovima prijenosa signala u SiP, posebno u radio frekvencijama (RF) i aplikacijama milimetarskih valova. Njegove karakteristike malih gubitaka i odlična provodljivost omogućavaju da efikasno smanji slabljenje signala i poboljša efikasnost prenosa u ovim visokofrekventnim aplikacijama.
• Koristi se u slojevima redistribucije (RDL): U pakovanju sa ventilatorom, bakarna folija se koristi za izgradnju sloja za preraspodjelu, tehnologije koja redistribuira I/O čipa na veću površinu. Visoka provodljivost i dobra adhezija bakarne folije čine je idealnim materijalom za izgradnju slojeva redistribucije, povećavajući I/O gustinu i podržavajući integraciju više čipova.
• Smanjenje veličine i integritet signala: Primena bakarne folije u slojevima za redistribuciju pomaže u smanjenju veličine paketa uz poboljšanje integriteta i brzine prenosa signala, što je posebno važno u mobilnim uređajima i računarskim aplikacijama visokih performansi koje zahtevaju manje veličine pakovanja i veće performanse.
• Rashladni elementi od bakrene folije i termalni kanali: Zbog svoje odlične toplotne provodljivosti, bakrena folija se često koristi u hladnjaku, termalnim kanalima i materijalima termičkog interfejsa unutar pakovanja čipova kako bi pomogla u brzom prenošenju toplote koju generiše čip na spoljne rashladne strukture. Ova aplikacija je posebno važna u čipovima i paketima velike snage koji zahtijevaju preciznu kontrolu temperature, kao što su CPU, GPU i čipovi za upravljanje napajanjem.
• Koristi se u tehnologiji Through-Silicon Via (TSV).: U 2.5D i 3D tehnologijama pakovanja čipova, bakarna folija se koristi za stvaranje provodljivog materijala za punjenje za prolazne silikonske spojeve, obezbeđujući vertikalnu međusobnu vezu između čipova. Visoka provodljivost i mogućnost obrade bakarne folije čine je poželjnim materijalom u ovim naprednim tehnologijama pakovanja, podržavajući integraciju veće gustine i kraće puteve signala, čime se poboljšavaju sveukupne performanse sistema.

2. Flip-Chip pakovanje

3. Lead Frame Packaging

4. Sistem u paketu (SiP)

5. Fan-Out ambalaža

6. Upravljanje toplinom i aplikacije za odvođenje topline

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

Sve u svemu, primjena bakarne folije u pakiranju čipova nije ograničena na tradicionalne provodljive veze i upravljanje toplinom, već se proteže na nove tehnologije pakiranja kao što su flip-chip, sistem u pakiranju, pakovanje s ventilatorom i 3D pakovanje. Multifunkcionalna svojstva i odlične performanse bakrene folije igraju ključnu ulogu u poboljšanju pouzdanosti, performansi i isplativosti pakovanja čipova.