Kobberfoliebliver stadig vigtigere i chipemballage på grund af dens elektriske ledningsevne, termiske ledningsevne, bearbejdelighed og omkostningseffektivitet. Her er en detaljeret analyse af dens specifikke anvendelser i chipemballage:
1. Kobbertrådsbinding
- Erstatning for guld- eller aluminiumstråd: Traditionelt er guld- eller aluminiumtråde blevet brugt i chipemballage til elektrisk at forbinde chippens interne kredsløb til eksterne ledninger. Men med fremskridt inden for kobberbehandlingsteknologi og omkostningsovervejelser bliver kobberfolie og kobbertråd efterhånden almindelige valg. Kobbers elektriske ledningsevne er cirka 85-95% af guld, men prisen er omkring en tiendedel, hvilket gør det til et ideelt valg for høj ydeevne og økonomisk effektivitet.
- Forbedret elektrisk ydeevne: Kobbertrådsbinding giver lavere modstand og bedre termisk ledningsevne i højfrekvente og højstrømsapplikationer, hvilket effektivt reducerer strømtab i chipforbindelser og forbedrer den samlede elektriske ydeevne. Brug af kobberfolie som et ledende materiale i bindingsprocesser kan således øge emballageeffektiviteten og pålideligheden uden at øge omkostningerne.
- Anvendes i Elektroder og Micro-Bumps: I flip-chip-emballage vendes chippen, så input/output (I/O)-puderne på dens overflade er direkte forbundet med kredsløbet på pakkesubstratet. Kobberfolie bruges til at lave elektroder og mikrobump, som loddes direkte til underlaget. Den lave termiske modstand og høje ledningsevne af kobber sikrer effektiv transmission af signaler og effekt.
- Pålidelighed og termisk styring: På grund af sin gode modstand mod elektromigrering og mekanisk styrke giver kobber bedre langsigtet pålidelighed under varierende termiske cyklusser og strømtætheder. Derudover hjælper kobbers høje termiske ledningsevne med hurtigt at sprede varme, der genereres under chipdrift, til substratet eller kølepladen, hvilket forbedrer pakkens termiske styringsevner.
- Blyrammemateriale: Kobberfoliebruges i vid udstrækning i blyrammeemballage, især til emballering af strømforsyning. Blyrammen giver strukturel støtte og elektrisk forbindelse til chippen, hvilket kræver materialer med høj ledningsevne og god varmeledningsevne. Kobberfolie opfylder disse krav, hvilket effektivt reducerer emballeringsomkostningerne, samtidig med at termisk afledning og elektrisk ydeevne forbedres.
- Overfladebehandlingsteknikker: I praktiske anvendelser gennemgår kobberfolie ofte overfladebehandlinger såsom nikkel, tin eller sølvbelægning for at forhindre oxidation og forbedre loddeevnen. Disse behandlinger forbedrer 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 funktioneltæthed. Kobberfolie bruges til at fremstille interne sammenkoblingskredsløb og fungerer som en strømledningsvej. Denne applikation kræver, at kobberfolie har høj ledningsevne og ultratynde egenskaber for at opnå højere ydeevne i begrænset emballageplads.
- RF- og millimeterbølgeapplikationer: Kobberfolie spiller også en afgørende rolle i højfrekvente signaltransmissionskredsløb i SiP, især i radiofrekvens (RF) og millimeterbølgeapplikationer. Dens lave tabskarakteristika og fremragende ledningsevne gør det muligt at reducere signaldæmpning effektivt og forbedre transmissionseffektiviteten i disse højfrekvente applikationer.
- Bruges 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 gode vedhæftning af kobberfolie gør det til et ideelt materiale til at bygge omfordelingslag, øge I/O-densiteten og understøtte multi-chip integration.
- Størrelsesreduktion og signalintegritet: Anvendelsen af kobberfolie i omfordelingslag hjælper med at reducere pakkestørrelsen og samtidig forbedre signaltransmissionens integritet og hastighed, hvilket er særligt vigtigt i mobile enheder og højtydende computerapplikationer, der kræver mindre emballagestørrelser og højere ydeevne.
- Kobberfolie køleplader og termiske kanaler: På grund af dens fremragende termiske ledningsevne bruges kobberfolie ofte i køleplader, termiske kanaler og termiske grænsefladematerialer i chipemballage for at hjælpe med hurtigt at overføre varme genereret af chippen til eksterne kølestrukturer. Denne applikation er især vigtig i high-power chips og pakker, der kræver præcis temperaturkontrol, såsom CPU'er, GPU'er og strømstyringschips.
- Anvendes i Through-Silicon Via (TSV) teknologi: I 2.5D- og 3D-chippakningsteknologier bruges kobberfolie til at skabe ledende fyldmateriale til siliciumgennemgange, hvilket giver lodret sammenkobling mellem chips. Den høje ledningsevne og bearbejdelighed af kobberfolie gør det til et foretrukket materiale i disse avancerede emballageteknologier, der understøtter integration med højere tæthed og kortere signalveje, hvilket forbedrer den samlede systemydelse.
2. Flip-Chip emballage
3. Blyramme emballage
4. System-i-pakke (SiP)
5. Fan-Out emballage
6. Anvendelser til termisk styring og varmeafledning
7. Avancerede pakketeknologier (såsom 2.5D og 3D emballage)
Overordnet set 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 ydeevne af kobberfolie spiller en nøglerolle i at forbedre pålideligheden, ydeevnen og omkostningseffektiviteten af chipemballage.
Indlægstid: 20. september 2024