Aplikasi Foil Tembaga dalam Pembungkusan Chip

Kerajang tembagamenjadi semakin penting dalam pembungkusan cip kerana kekonduksian elektriknya, kekonduksian terma, kebolehpasaran, dan keberkesanan kos. Berikut adalah analisis terperinci mengenai aplikasi khususnya dalam pembungkusan cip:

1. Ikatan wayar tembaga

• Penggantian dawai emas atau aluminium: Secara tradisional, wayar emas atau aluminium telah digunakan dalam pembungkusan cip untuk menghubungkan litar dalaman cip ke petunjuk luaran. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan dalam teknologi pemprosesan tembaga dan pertimbangan kos, foil tembaga dan dawai tembaga secara beransur -ansur menjadi pilihan arus perdana. Kekonduksian elektrik tembaga adalah kira-kira 85-95% daripada emas, tetapi kosnya adalah kira-kira sepersepuluh, menjadikannya pilihan yang ideal untuk prestasi tinggi dan kecekapan ekonomi.
• Prestasi elektrik yang dipertingkatkan: Ikatan dawai tembaga menawarkan rintangan yang lebih rendah dan kekonduksian terma yang lebih baik dalam aplikasi frekuensi tinggi dan semasa semasa, dengan berkesan mengurangkan kehilangan kuasa dalam interkoneksi cip dan meningkatkan prestasi elektrik keseluruhan. Oleh itu, menggunakan foil tembaga sebagai bahan konduktif dalam proses ikatan dapat meningkatkan kecekapan dan kebolehpercayaan pembungkusan tanpa meningkatkan kos.
• Digunakan dalam elektrod dan bom mikro: Dalam pembungkusan flip-cip, cip dibalik supaya pad input/output (I/O) di permukaannya disambungkan secara langsung ke litar pada substrat pakej. Kerajang tembaga digunakan untuk membuat elektrod dan bubur mikro, yang secara langsung disolder ke substrat. Rintangan terma yang rendah dan kekonduksian tinggi tembaga memastikan penghantaran isyarat dan kuasa yang cekap.
• Kebolehpercayaan dan pengurusan terma: Oleh kerana ketahanan yang baik terhadap elektromigrasi dan kekuatan mekanikal, tembaga memberikan kebolehpercayaan jangka panjang yang lebih baik di bawah kitaran haba yang berbeza-beza dan kepadatan semasa. Di samping itu, kekonduksian terma tinggi tembaga membantu dengan cepat menghilangkan haba yang dihasilkan semasa operasi cip ke substrat atau sinki haba, meningkatkan keupayaan pengurusan haba pakej.
• Bahan bingkai plumbum: Kerajang tembagadigunakan secara meluas dalam pembungkusan bingkai plumbum, terutamanya untuk pembungkusan peranti kuasa. Bingkai plumbum menyediakan sokongan struktur dan sambungan elektrik untuk cip, yang memerlukan bahan dengan kekonduksian yang tinggi dan kekonduksian terma yang baik. Foil tembaga memenuhi keperluan ini, dengan berkesan mengurangkan kos pembungkusan sambil meningkatkan pelesapan haba dan prestasi elektrik.
• Teknik rawatan permukaan: Dalam aplikasi praktikal, kerajang tembaga sering menjalani rawatan permukaan seperti nikel, timah, atau penyaduran perak untuk mencegah pengoksidaan dan meningkatkan kebolehpasaran. Rawatan ini terus meningkatkan ketahanan dan kebolehpercayaan foil tembaga dalam pembungkusan bingkai plumbum.
• Bahan konduktif dalam modul pelbagai cip: Teknologi sistem dalam pakej mengintegrasikan pelbagai cip dan komponen pasif ke dalam satu pakej untuk mencapai integrasi dan ketumpatan fungsi yang lebih tinggi. Kerajang tembaga digunakan untuk mengeluarkan litar interkoneksi dalaman dan berfungsi sebagai laluan pengaliran semasa. Aplikasi ini memerlukan foil tembaga mempunyai kekonduksian yang tinggi dan ciri-ciri ultra-tipis untuk mencapai prestasi yang lebih tinggi dalam ruang pembungkusan terhad.
• Aplikasi RF dan milimeter gelombang: Kerajang tembaga juga memainkan peranan penting dalam litar penghantaran isyarat frekuensi tinggi dalam SIP, terutamanya dalam frekuensi radio (RF) dan aplikasi gelombang milimeter. Ciri-ciri kerugian yang rendah dan kekonduksian yang sangat baik membolehkannya mengurangkan pelemahan isyarat dengan berkesan dan meningkatkan kecekapan penghantaran dalam aplikasi frekuensi tinggi ini.
• Digunakan dalam lapisan pengagihan semula (RDL): Dalam pembungkusan kipas, foil tembaga digunakan untuk membina lapisan pengagihan semula, teknologi yang mengagihkan semula Chip I/O ke kawasan yang lebih besar. Kekonduksian yang tinggi dan lekatan yang baik dari foil tembaga menjadikannya bahan yang ideal untuk membina lapisan pengagihan semula, meningkatkan ketumpatan I/O dan menyokong integrasi pelbagai cip.
• Pengurangan saiz dan integriti isyarat: Penggunaan foil tembaga dalam lapisan pengagihan semula membantu mengurangkan saiz pakej sambil meningkatkan integriti dan kelajuan penghantaran isyarat, yang sangat penting dalam peranti mudah alih dan aplikasi pengkomputeran berprestasi tinggi yang memerlukan saiz pembungkusan yang lebih kecil dan prestasi yang lebih tinggi.
• Tenggelam haba foil tembaga dan saluran terma: Oleh kerana kekonduksian terma yang sangat baik, foil tembaga sering digunakan dalam sinki haba, saluran terma, dan bahan antara muka terma dalam pembungkusan cip untuk membantu memindahkan haba dengan cepat yang dihasilkan oleh cip ke struktur penyejukan luaran. Aplikasi ini amat penting dalam cip kuasa tinggi dan pakej yang memerlukan kawalan suhu yang tepat, seperti CPU, GPU, dan cip pengurusan kuasa.
• Digunakan dalam teknologi melalui silikon melalui (TSV): Dalam teknologi pembungkusan cip 2.5D dan 3D, foil tembaga digunakan untuk membuat bahan pengisian konduktif untuk vias melalui silikon, menyediakan interkoneksi menegak antara cip. Kekonduksian yang tinggi dan kebolehpasaran foil tembaga menjadikannya bahan pilihan dalam teknologi pembungkusan canggih ini, menyokong integrasi ketumpatan yang lebih tinggi dan laluan isyarat yang lebih pendek, dengan itu meningkatkan prestasi sistem keseluruhan.

2. Pembungkusan flip-cip

3. Pembungkusan bingkai plumbum

4. Sistem-dalam-Package (SIP)

5. Pembungkusan Fan-Out

6. Pengurusan haba dan aplikasi pelesapan haba

7. Teknologi Pembungkusan Lanjutan (seperti pembungkusan 2.5D dan 3D)

Secara keseluruhannya, penggunaan foil tembaga dalam pembungkusan cip tidak terhad kepada sambungan konduktif tradisional dan pengurusan terma tetapi meluas kepada teknologi pembungkusan yang baru muncul seperti flip-cip, sistem dalam pakej, pembungkusan kipas, dan pembungkusan 3D. Ciri-ciri pelbagai fungsi dan prestasi cemerlang foil tembaga memainkan peranan penting dalam meningkatkan kebolehpercayaan, prestasi, dan keberkesanan kos pembungkusan cip.