Anvendelser af kobberfolie i chipemballage

Kobberfoliebliver stadig vigtigere i chipemballage på grund af dens elektriske ledningsevne, termisk ledningsevne, processabilitet og omkostningseffektivitet. Her er en detaljeret analyse af dets specifikke applikationer i chipemballage:

1. Kobbertrådbinding

• Udskiftning til guld- eller aluminiumstråd: Traditionelt er guld- eller aluminiumledninger blevet brugt i chipemballage til elektrisk at forbinde chipens interne kredsløb til eksterne ledninger. Med fremskridt inden for kobberforarbejdningsteknologi og omkostningsovervejelser bliver kobberfolie og kobbertråd imidlertid gradvist mainstream -valg. Kobbers elektriske ledningsevne er ca. 85-95% af guld, men dets omkostninger handler om en tiendedel, hvilket gør det til et ideelt valg til høj ydeevne og økonomisk effektivitet.
• Forbedret elektrisk ydeevne: Kobbertrådbinding tilbyder lavere modstand og bedre termisk ledningsevne i højfrekvent og højstrømsapplikationer, hvilket effektivt reducerer effekttab i chip-forbindelser og forbedrer den samlede elektriske ydeevne. Brug af kobberfolie som et ledende materiale i bindingsprocesser kan således forbedre emballageeffektiviteten og pålideligheden uden at øge omkostningerne.
• Brugt i elektroder og mikrobumps: I flip-chip-emballage vendes chippen, så indgangen/output (I/O) puderne på dens overflade er direkte forbundet til kredsløbet på pakkesubstratet. Kobberfolie bruges til at fremstille elektroder og mikrobumps, som direkte er loddet til underlaget. Den lave termiske modstand og den høje ledningsevne af kobber sikrer effektiv transmission af signaler og kraft.
• Pålidelighed og termisk styring: På grund af sin gode modstand mod elektromigration og mekanisk styrke giver kobber bedre langvarig pålidelighed under forskellige termiske cyklusser og strømtætheder. Derudover hjælper kobberens høje termiske ledningsevne hurtigt med at sprede varme, der genereres under chipdrift til underlaget eller kølepladen, hvilket forbedrer pakkernes termiske styringsfunktioner.
• Hovedrammemateriale: Kobberfolieer vidt brugt i blyrammeemballage, især til Power Device Packaging. Den førende ramme giver strukturel understøttelse og elektrisk forbindelse til chippen, hvilket kræver materialer med høj ledningsevne og god termisk ledningsevne. Kobberfolie opfylder disse krav, hvilket effektivt reducerer emballageomkostningerne, mens den forbedring af termisk spredning og elektrisk ydeevne.
• Overfladebehandlingsteknikker: I praktiske anvendelser gennemgår kobberfolie ofte overfladebehandlinger såsom nikkel, tin eller sølvbelægning for at forhindre oxidation og forbedre loddeligheden. Disse behandlinger øger yderligere holdbarheden og pålideligheden af ​​kobberfolie i blyrammeemballage.
• Ledende materiale i multi-chip-moduler: System-in-package-teknologi integrerer flere chips og passive komponenter i en enkelt pakke for at opnå højere integration og funktionel densitet. Kobberfolie bruges til at fremstille interne sammenkoblingskredsløb og tjene som en aktuel ledningssti. Denne applikation kræver, at kobberfolie har høj ledningsevne og ultratynde egenskaber for at opnå højere ydelse i begrænset emballageplads.
• RF- og millimeterbølgerapplikationer: Kobberfolie spiller også en afgørende rolle i højfrekvente signaltransmissionskredsløb i SIP, især i radiofrekvens (RF) og millimeterbølgeapplikationer. Dens lave tabsegenskaber og fremragende ledningsevne giver det mulighed for at reducere signaldæmpningen effektivt og forbedre transmissionseffektiviteten i disse højfrekvente applikationer.
• Brugt i omfordelingslag (RDL): I fan-out-emballage bruges kobberfolie til at konstruere omfordelingslaget, en teknologi, der omfordeler chip I/O til et større område. Den høje ledningsevne og den gode vedhæftning af kobberfolie gør det til et ideelt materiale til opbygning af omfordelingslag, øget I/O-densitet og understøttelse af multi-chip-integration.
• Størrelsesreduktion og signalintegritet: Anvendelsen af ​​kobberfolie i omfordelingslag hjælper med at reducere pakkestørrelsen, mens man forbedrer signaloverførselsintegritet og hastighed, hvilket er især vigtigt i mobile enheder og højtydende computing-applikationer, der kræver mindre emballagestørrelser og højere ydelse.
• Kobberfolie køleledningsopkalk og termiske kanaler: På grund af sin fremragende termiske ledningsevne bruges kobberfolie ofte i køleplade, termiske kanaler og termiske grænsefladematerialer inden for chipemballage for hurtigt at overføre varme genereret af chippen til eksterne kølestrukturer. Denne applikation er især vigtig i højeffektchips og pakker, der kræver præcis temperaturkontrol, såsom CPU'er, GPU'er og strømstyringschips.
• Brugt i gennem-silicium via (TSV) teknologi: I 2,5D- og 3D-chipemballage-teknologier bruges kobberfolie til at skabe ledende fyldmateriale til gennem-silicium vias, hvilket tilvejebringer lodret sammenkobling mellem chips. Den høje ledningsevne og processabilitet af kobberfolie gør det til et foretrukket materiale i disse avancerede emballageteknologier, der understøtter integration af højere densitet og kortere signalstier og forbedrer derved den samlede systemydelse.

2. Flip-chip emballage

3. LEAD RAMPE PACKING

4. System-in-package (SIP)

5. Fan-out emballage

6. Termisk styring og varmeafledningsapplikationer

7. Avancerede emballageteknologier (såsom 2,5D og 3D -emballage)

Generelt er anvendelsen af ​​kobberfolie i chipemballage ikke begrænset til traditionelle ledende forbindelser og termisk styring, men strækker sig til nye emballageteknologier såsom flip-chip, system-in-package, fan-out emballage og 3D-emballage. De multifunktionelle egenskaber og fremragende ydelse af kobberfolie spiller en nøglerolle i forbedring af pålideligheden, ydeevnen og omkostningseffektiviteten af ​​chipemballage.