Vara folijas pielietojums mikroshēmu iepakojumā

Vara folijakļūst arvien svarīgāka mikroshēmu iepakošanā, pateicoties tās elektrovadītspējai, siltumvadītspējai, apstrādājamībai un izmaksu efektivitātei. Šeit ir sniegta detalizēta analīze par tās konkrētajiem pielietojumiem mikroshēmu iepakošanā:

1. Vara stiepļu līmēšana

• Zelta vai alumīnija stieples nomaiņaTradicionāli mikroshēmu iepakojumā tika izmantoti zelta vai alumīnija vadi, lai elektriski savienotu mikroshēmas iekšējo shēmu ar ārējiem vadiem. Tomēr, attīstoties vara apstrādes tehnoloģijai un ņemot vērā izmaksas, vara folija un vara vadi pakāpeniski kļūst par galveno izvēli. Vara elektrovadītspēja ir aptuveni 85–95% no zelta elektrovadītspējas, bet tā izmaksas ir aptuveni viena desmitā daļa, padarot to par ideālu izvēli augstas veiktspējas un ekonomiskās efektivitātes nodrošināšanai.
• Uzlabota elektriskā veiktspējaVara stiepļu savienošana piedāvā zemāku pretestību un labāku siltumvadītspēju augstfrekvences un lielas strāvas lietojumos, efektīvi samazinot jaudas zudumus mikroshēmu savienojumos un uzlabojot kopējo elektrisko veiktspēju. Tādējādi vara folijas izmantošana kā vadošs materiāls savienošanas procesos var uzlabot iepakojuma efektivitāti un uzticamību, nepalielinot izmaksas.
• Izmanto elektrodos un mikroizciļņosApgrieztā mikroshēmas iepakojumā mikroshēma tiek apgriezta tā, lai ieejas/izejas (I/O) kontakti uz tās virsmas būtu tieši savienoti ar shēmu uz iepakojuma substrāta. Vara folija tiek izmantota elektrodu un mikroizciļņu izgatavošanai, kas tiek tieši pielodēti substrātam. Vara zemā siltumizturība un augstā vadītspēja nodrošina efektīvu signālu un jaudas pārraidi.
• Uzticamība un termiskā pārvaldībaPateicoties labai izturībai pret elektromigrāciju un mehāniskajai izturībai, varš nodrošina labāku ilgtermiņa uzticamību dažādos termiskajos ciklos un strāvas blīvumos. Turklāt vara augstā siltumvadītspēja palīdz ātri izkliedēt mikroshēmas darbības laikā radīto siltumu uz substrātu vai siltuma izkliedētāju, uzlabojot korpusa siltumvadītspējas iespējas.
• Svina rāmja materiāls: Vara folijatiek plaši izmantots svina ietvaru iepakojumā, īpaši barošanas ierīču iepakojumā. Svina ietvars 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 metodesPraktiskā pielietojumā vara folija bieži tiek pakļauta virsmas apstrādei, piemēram, niķelēšanai, alvas pārklāšanai vai apsudrabošanai, lai novērstu oksidēšanos un uzlabotu lodējamību. Šī apstrāde vēl vairāk uzlabo vara folijas izturību un uzticamību svina rāmju iepakojumā.
• Vadošs materiāls daudzmikroshēmu moduļosSistēmas-iepakojuma tehnoloģija integrē vairākas mikroshēmas un pasīvos komponentus vienā iepakojumā, lai panāktu augstāku integrāciju un funkcionālo blīvumu. Vara folija tiek izmantota iekšējo savienojošo shēmu ražošanai un kalpo kā strāvas vadīšanas ceļš. Šim pielietojumam ir nepieciešama vara folija ar augstu vadītspēju un īpaši plānām īpašībām, lai sasniegtu augstāku veiktspēju ierobežotā iepakojuma telpā.
• RF un milimetru viļņu pielietojumiVara folijai ir arī izšķiroša nozīme SiP augstfrekvences signālu pārraides ķēdēs, īpaši radiofrekvenču (RF) un milimetru viļņu lietojumos. Tās zemo zudumu īpašības un lieliskā vadītspēja ļauj efektīvi samazināt signāla vājināšanos un uzlabot pārraides efektivitāti šajos augstfrekvences lietojumos.
• Izmanto pārdales slāņos (RDL)Izpletņveida iepakojumā vara folija tiek izmantota, lai izveidotu pārdales slāni — tehnoloģiju, kas pārdala mikroshēmas ieejas/izejas uz lielāku laukumu. Vara folijas augstā vadītspēja un labā saķere padara to par ideālu materiālu pārdales slāņu veidošanai, ieejas/izejas blīvuma palielināšanai un vairāku mikroshēmu integrācijas atbalstam.
• Izmēru samazināšana un signāla integritāteVara folijas izmantošana 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 augstāka veiktspēja.
• Vara folijas siltuma izlietnes un termiskie kanāliPateicoties lieliskajai siltumvadītspējai, vara folija bieži tiek izmantota siltuma izlietnēs, termiskajos kanālos un termiskās saskarnes materiālos mikroshēmu iepakojumos, lai palīdzētu ātri pārnest mikroshēmas radīto siltumu uz ārējām dzesēšanas konstrukcijām. Šis pielietojums ir īpaši svarīgs jaudīgās mikroshēmās un iepakojumos, kuriem nepieciešama precīza temperatūras kontrole, piemēram, centrālajos procesoros (CPU), grafiskajos procesoros (GPU) un enerģijas pārvaldības mikroshēmās.
• Izmantots caur silīciju veidotā (TSV) tehnoloģijā2,5D un 3D mikroshēmu iepakošanas tehnoloģijās vara folija tiek izmantota, lai izveidotu vadošu pildmateriālu caur silīciju veidotām atverēm, nodrošinot vertikālu savienojumu starp mikroshēmām. Vara folijas augstā vadītspēja un apstrādājamība padara to par vēlamo materiālu šajās progresīvajās iepakošanas tehnoloģijās, atbalstot lielāku blīvumu integrācijā un īsākus signāla ceļus, tādējādi uzlabojot sistēmas kopējo veiktspēju.

2. Flip-Chip iepakojums

3. Svina rāmja iepakojums

4. Sistēma iepakojumā (SiP)

5. Izplatīts iepakojums

6. Siltuma pārvaldības un siltuma izkliedes pielietojumi

7. Uzlabotas iepakošanas tehnoloģijas (piemēram, 2,5D un 3D iepakojums)

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