Vara folijas pielietojums skaidu iepakojumā

Vara folijakļūst arvien svarīgāka skaidu iepakojumā, pateicoties tās elektrovadītspējai, siltumvadītspējai, apstrādājamībai un izmaksu efektivitātei. Šeit ir detalizēta analīze par tā specifiskajiem lietojumiem mikroshēmu iepakojumā:

1. Vara stiepļu savienošana

• Zelta vai alumīnija stieples nomaiņa: Tradicionāli zelta vai alumīnija vadi ir izmantoti mikroshēmu iepakojumā, lai elektriski savienotu mikroshēmas iekšējo shēmu ar ārējiem vadiem. Tomēr, ņemot vērā vara apstrādes tehnoloģiju attīstību un izmaksu apsvērumus, vara folija un vara stieple pakāpeniski kļūst par galveno izvēli. Vara elektrovadītspēja ir aptuveni 85-95% no zelta, bet tā izmaksas ir aptuveni viena desmitā daļa, padarot to par ideālu izvēli augstas veiktspējas un ekonomiskās efektivitātes nodrošināšanai.
• Uzlabota elektriskā veiktspēja: Vara stiepļu savienošana nodrošina zemāku pretestību un labāku siltumvadītspēju augstfrekvences un lielas strāvas lietojumos, efektīvi samazinot jaudas zudumus mikroshēmu starpsavienojumos un uzlabojot vispārējo elektrisko veiktspēju. Tādējādi vara folijas kā vadoša materiāla izmantošana savienošanas procesos var uzlabot iepakojuma efektivitāti un uzticamību, nepalielinot izmaksas.
• Izmanto elektrodos un mikroizciļņos: Flip-chip iepakojumā mikroshēma ir apgriezta tā, lai tās virsmas ievades/izvades (I/O) spilventiņi būtu tieši savienoti ar ķēdi uz iepakojuma pamatnes. No vara folijas izgatavo elektrodus un mikroizciļņus, kas tiek tieši pielodēti pie pamatnes. Vara zemā termiskā pretestība un augstā vadītspēja nodrošina efektīvu signālu un jaudas pārraidi.
• Uzticamība un siltuma vadība: Pateicoties tā labajai izturībai pret elektromigrāciju un mehānisko izturību, varš nodrošina labāku ilgtermiņa uzticamību mainīgos termiskos ciklos un strāvas blīvuma apstākļos. Turklāt vara augstā siltumvadītspēja palīdz ātri izkliedēt mikroshēmas darbības laikā radīto siltumu uz pamatni vai siltuma izlietni, uzlabojot iepakojuma siltuma pārvaldības iespējas.
• Svina rāmja materiāls: Vara folijatiek plaši izmantots svina rāmja iepakojumā, īpaši jaudas ierīču iepakojumā. Svina rāmis nodrošina strukturālu atbalstu un elektrisko savienojumu mikroshēmai, kam nepieciešami materiāli ar augstu vadītspēju un labu siltumvadītspēju. Vara folija atbilst šīm prasībām, efektīvi samazinot iepakojuma izmaksas, vienlaikus uzlabojot siltuma izkliedi un elektrisko veiktspēju.
• Virsmas apstrādes metodes: Praktiskajos lietojumos vara folija bieži tiek apstrādāta ar virsmu, piemēram, niķeļa, alvas vai sudraba pārklājumu, lai novērstu oksidēšanos un uzlabotu lodējamību. Šīs apstrādes vēl vairāk uzlabo svina rāmja iepakojumā esošās vara folijas izturību un uzticamību.
• Vadītspējīgs materiāls vairāku mikroshēmu moduļos: Sistēmas komplektā tehnoloģija integrē vairākas mikroshēmas un pasīvos komponentus vienā paketē, lai panāktu lielāku integrāciju un funkcionālo blīvumu. Vara foliju izmanto iekšējo savienojošo ķēžu ražošanai un kalpo kā strāvas vadīšanas ceļš. Lai sasniegtu augstāku veiktspēju ierobežotā iepakojuma telpā, šī lietojumprogramma prasa, lai vara folijai būtu augsta vadītspēja un īpaši plānas īpašības.
• RF un milimetru viļņu lietojumprogrammasVara folijai ir arī izšķiroša nozīme SiP augstfrekvences signālu pārraides shēmās, īpaši radiofrekvences (RF) un milimetru viļņu lietojumos. Tā zemo zudumu raksturlielumi un lieliskā vadītspēja ļauj efektīvi samazināt signāla vājināšanos un uzlabot pārraides efektivitāti šajos augstfrekvences lietojumos.
• Izmanto pārdales slāņos (RDL): Fan-out iepakojumā vara folija tiek izmantota, lai izveidotu pārdales slāni — tehnoloģiju, kas pārdala mikroshēmas I/O uz lielāku laukumu. Vara folijas augstā vadītspēja un labā adhēzija padara to par ideālu materiālu pārdales slāņu veidošanai, palielinot I/O blīvumu un atbalstot vairāku mikroshēmu integrāciju.
• Izmēru samazināšana un signāla integritāte: Vara folijas uzklāšana pārdales slāņos palīdz samazināt iepakojuma izmēru, vienlaikus uzlabojot signāla pārraides integritāti un ātrumu, kas ir īpaši svarīgi mobilajās ierīcēs un augstas veiktspējas skaitļošanas lietojumprogrammās, kurām nepieciešami mazāki iepakojuma izmēri un lielāka veiktspēja.
• Vara folijas siltuma izlietnes un termiskie kanāli: Pateicoties lieliskajai siltumvadītspējai, vara foliju bieži izmanto siltuma izlietnēs, siltuma kanālos un termiskās saskarnes materiālos mikroshēmu iepakojumā, lai palīdzētu ātri pārnest mikroshēmas radīto siltumu uz ārējām dzesēšanas konstrukcijām. Šī lietojumprogramma ir īpaši svarīga lieljaudas mikroshēmās un pakotnēs, kurām nepieciešama precīza temperatūras kontrole, piemēram, CPU, GPU un jaudas pārvaldības mikroshēmās.
• Izmanto caur Silicon Via (TSV) tehnoloģijā: 2.5D un 3D mikroshēmu iepakošanas tehnoloģijās vara folija tiek izmantota, lai izveidotu vadošu pildījuma materiālu caurejošām silīcija caurumiem, nodrošinot vertikālu starpsavienojumu starp mikroshēmām. Vara folijas augstā vadītspēja un apstrādājamība padara to par vēlamo materiālu šajās uzlabotajās iepakošanas tehnoloģijās, atbalstot lielāka blīvuma integrāciju un īsākus signāla ceļus, tādējādi uzlabojot kopējo sistēmas veiktspēju.

2. Flip-Chip Iepakojums

3. Svina rāmja iepakojums

4. Sistēma komplektā (SiP)

5. Fan-Out Iepakojums

6. Siltuma pārvaldības un siltuma izkliedes lietojumi

7. Uzlabotas iepakošanas tehnoloģijas (piemēram, 2.5D un 3D iepakošana)

Kopumā vara folijas pielietojums mikroshēmu iepakojumā neaprobežojas tikai ar tradicionālajiem vadošajiem savienojumiem un siltuma pārvaldību, bet attiecas arī uz jaunām iepakošanas tehnoloģijām, piemēram, flip-chip, system-in-package, fan-out iepakojumu un 3D iepakojumu. Vara folijas daudzfunkcionālajām īpašībām un izcilajām īpašībām ir galvenā loma skaidu iepakojuma uzticamības, veiktspējas un izmaksu efektivitātes uzlabošanā.