Kuparifolioon yhä tärkeämpi sirujen pakkaamisessa sen sähkönjohtavuuden, lämmönjohtavuuden, prosessoitavuuden ja kustannustehokkuuden ansiosta. Tässä on yksityiskohtainen analyysi sen erityisistä sovelluksista sirujen pakkaamisessa:
1. Kuparilangan liimaus
- Kulta- tai alumiinilangan korvaajaPerinteisesti sirupakkauksissa on käytetty kulta- tai alumiinilankoja sirun sisäisten piirien sähköiseen yhdistämiseen ulkoisiin johtoihin. Kuparin käsittelytekniikan kehittyessä ja kustannussyistä kuparifoliosta ja kuparilangasta on kuitenkin vähitellen tulossa valtavirtavaihtoehtoja. Kuparin sähkönjohtavuus on noin 85–95 % kullan sähkönjohtavuudesta, mutta sen hinta on noin kymmenesosa, mikä tekee siitä ihanteellisen valinnan korkean suorituskyvyn ja taloudellisen tehokkuuden kannalta.
- Parannettu sähköinen suorituskykyKuparilankaliitos tarjoaa alhaisemman resistanssin ja paremman lämmönjohtavuuden korkeataajuisissa ja suurivirtaisissa sovelluksissa, mikä vähentää tehokkaasti tehohäviöitä sirujen liitoksissa ja parantaa yleistä sähköistä suorituskykyä. Näin ollen kuparifolion käyttö johtavana materiaalina liitosprosesseissa voi parantaa pakkaustehokkuutta ja luotettavuutta lisäämättä kustannuksia.
- Käytetään elektrodeissa ja mikrokuopissaFlip-chip-koteloinnissa siru käännetään siten, että sen pinnalla olevat tulo-/lähtöliitännät (I/O) on kytketty suoraan koteloalustan piiriin. Kuparifoliota käytetään elektrodien ja mikrokuoppien valmistukseen, jotka juotetaan suoraan alustaan. Kuparin alhainen lämmönkestävyys ja korkea johtavuus varmistavat signaalien ja tehon tehokkaan siirron.
- Luotettavuus ja lämmönhallintaHyvän sähkömigraation kestävyytensä ja mekaanisen lujuutensa ansiosta kupari tarjoaa paremman pitkäaikaisen luotettavuuden vaihtelevissa lämpösykleissä ja virrantiheyksissä. Lisäksi kuparin korkea lämmönjohtavuus auttaa haihduttamaan sirun toiminnan aikana syntyvää lämpöä nopeasti substraattiin tai jäähdytyselementtiin, mikä parantaa kotelon lämmönhallintaominaisuuksia.
- Johdinkehyksen materiaali: Kuparifoliokäytetään laajalti johdinkehysten koteloinnissa, erityisesti teholaitteiden koteloinnissa. Johdinkehys tarjoaa rakenteellista tukea ja sähköisen liitännän sirulle, mikä vaatii materiaaleja, joilla on korkea johtavuus ja hyvä lämmönjohtavuus. Kuparifolio täyttää nämä vaatimukset, mikä vähentää tehokkaasti pakkauskustannuksia ja parantaa samalla lämmönpoistoa ja sähköistä suorituskykyä.
- PintakäsittelytekniikatKäytännön sovelluksissa kuparifoliolle tehdään usein pintakäsittelyjä, kuten nikkeli-, tina- tai hopeointi, hapettumisen estämiseksi ja juotettavuuden parantamiseksi. Nämä käsittelyt parantavat entisestään kuparifolion kestävyyttä ja luotettavuutta lyijykehyksissä.
- Johtava materiaali monisirumoduuleissaSystem-in-package-teknologia integroi useita siruja ja passiivikomponentteja yhteen pakettiin paremman integroinnin ja toiminnallisen tiheyden saavuttamiseksi. Kuparifoliota käytetään sisäisten liitäntäpiirien valmistukseen ja se toimii virranjohtamisreittinä. Tämä sovellus vaatii kuparifoliolta korkeaa johtavuutta ja erittäin ohuita ominaisuuksia, jotta saavutetaan parempi suorituskyky rajoitetussa pakkaustilassa.
- RF- ja millimetriaaltosovelluksetKuparifoliolla on myös ratkaiseva rooli SiP:n korkeataajuisissa signaalinsiirtopiireissä, erityisesti radiotaajuus- (RF) ja millimetriaaltosovelluksissa. Sen alhaiset häviöt ja erinomainen johtavuus mahdollistavat signaalin vaimenemisen tehokkaan vähentämisen ja lähetystehokkuuden parantamisen näissä korkeataajuussovelluksissa.
- Käytetään uudelleenjakelukerroksissa (RDL)Fan-out-koteloinnissa kuparifoliota käytetään uudelleenjakokerroksen rakentamiseen. Tämä tekniikka jakaa sirun I/O:n uudelleen suuremmalle alueelle. Kuparifolion korkea johtavuus ja hyvä tarttuvuus tekevät siitä ihanteellisen materiaalin uudelleenjakokerrosten rakentamiseen, I/O-tiheyden lisäämiseen ja monisiruintegraation tukemiseen.
- Koon pienentäminen ja signaalin eheysKuparifolion käyttö uudelleenjakokerroksissa auttaa pienentämään pakkauskokoa ja samalla parantamaan signaalinsiirron eheyttä ja nopeutta, mikä on erityisen tärkeää mobiililaitteissa ja suurteholaskentasovelluksissa, jotka vaativat pienempiä pakkauskokoja ja suurempaa suorituskykyä.
- Kuparifoliolla valmistetut jäähdytyselementit ja lämpökanavatErinomaisen lämmönjohtavuutensa ansiosta kuparifoliota käytetään usein jäähdytyselementeissä, lämpökanavissa ja lämpörajapintamateriaaleissa sirupakkauksissa, jotta sirun tuottama lämpö siirtyisi nopeasti ulkoisiin jäähdytysrakenteisiin. Tämä sovellus on erityisen tärkeä suuritehoisissa siruissa ja paketeissa, jotka vaativat tarkkaa lämpötilan säätöä, kuten suorittimissa, näytönohjaimissa ja virranhallintasiruissa.
- Käytetään läpivirtaustekniikassa (TSV)2.5D- ja 3D-sirujen pakkausteknologioissa kuparifoliota käytetään johtavan täytemateriaalin luomiseen piiläpivienneille, mikä mahdollistaa pystysuoran yhteenliittämisen sirujen välillä. Kuparifolion korkea johtavuus ja prosessoitavuus tekevät siitä ensisijaisen materiaalin näissä edistyneissä pakkausteknologioissa, sillä se tukee tiheämpää integrointia ja lyhyempiä signaalireittejä, mikä parantaa järjestelmän kokonaissuorituskykyä.
2. Flip-Chip-pakkaus
3. Lyijykehyksen pakkaus
4. Järjestelmä pakkauksessa (SiP)
5. Viuhkamainen pakkaus
6. Lämmönhallinta- ja lämmönpoistosovellukset
7. Edistyneet pakkausteknologiat (kuten 2,5D- ja 3D-pakkaukset)
Kaiken kaikkiaan kuparifolion käyttö sirupakkauksissa ei rajoitu perinteisiin johtaviin liitoksiin ja lämmönhallintaan, vaan se ulottuu myös uusiin pakkausteknologioihin, kuten flip-chip-, system-in-package-, fan-out- ja 3D-pakkauksiin. Kuparifolion monitoimiominaisuudet ja erinomainen suorituskyky ovat avainasemassa sirupakkausten luotettavuuden, suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden parantamisessa.
Julkaisun aika: 20. syyskuuta 2024