Vara folijas pielietojums mikroshēmu iepakojumā

Vara folijakļūst arvien nozīmīgāks mikroshēmas iesaiņojumā, pateicoties tās elektriskajai vadītspējai, siltumvadītspējai, apstrādājamībai un rentabilitātei. Šeit ir detalizēta to īpašo lietojumprogrammu analīze mikroshēmu iepakojumā:

1. Vara stieples savienošana

• Zelta vai alumīnija stieples nomaiņa: Tradicionāli mikroshēmu iesaiņojumā ir izmantoti zelta vai alumīnija vadi, lai elektriski savienotu mikroshēmas iekšējo shēmu ar ārējiem vadiem. Tomēr ar avansu vara apstrādes tehnoloģijā un izmaksu apsvērumos vara folija un vara vads pakāpeniski kļūst par galveno izvēli. Vara elektriskā vadītspēja ir aptuveni 85–95% no zelta, bet tās izmaksas ir apmēram viena desmitā daļa, padarot to par ideālu izvēli augstai veiktspējai un ekonomiskajai efektivitātei.
• Uzlabota elektriskā veiktspēja: Vara stieples savienošana piedāvā zemāku pretestību un labāku siltumvadītspēju augstfrekvences un augstas strāvas pielietojumos, efektīvi samazinot enerģijas zudumu mikroshēmu starpsavienojumos un uzlabojot vispārējo elektrisko veiktspēju. Tādējādi vara folijas izmantošana kā vadoša materiāla savienošanas procesos var uzlabot iepakojuma efektivitāti un uzticamību, nepalielinot izmaksas.
• Izmanto elektrodos un mikroatmūros: Flip-Chip iepakojumā mikroshēma tiek apgriezta tā, lai ieejas/izejas (I/O) spilventiņi uz tā virsmas būtu tieši savienoti ar paketes substrāta ķēdi. Vara folija tiek izmantota, lai izgatavotu elektrodus un mikrouzlikumus, kas ir tieši pielodēti substrātam. Zema termiskā pretestība un augsta vara vadītspēja nodrošina efektīvu signālu un jaudas pārraidi.
• Uzticamība un termiskā pārvaldība: Sakarā ar labu izturību pret elektromigrāciju un mehānisko izturību, varš nodrošina labāku ilgtermiņa uzticamību dažādos termiskajos ciklos un strāvas blīvumā. Turklāt vara augstā siltumvadītspēja palīdz ātri izkliedēt siltumu, kas rodas mikroshēmas darbības laikā uz substrāta vai siltuma izlietni, uzlabojot paketes termiskās pārvaldības iespējas.
• Svina rāmja materiāls: Vara folijatiek plaši izmantots svina rāmja iepakojumā, īpaši barošanas ierīces iesaiņojumam. Svina rāmis nodrošina mikroshēmas strukturālo atbalstu un elektrisko savienojumu, kam nepieciešama materiāli ar augstu vadītspēju un labu siltumvadītspēju. Vara folija atbilst šīm prasībām, efektīvi samazinot iesaiņojuma izmaksas, vienlaikus uzlabojot termisko izkliedi un elektrisko veiktspēju.
• Virsmas apstrādes paņēmieni: Praktiskā lietojumā vara folija bieži tiek veikta virsmas apstrādes metodes, piemēram, niķeļa, alvas vai sudraba pārklājums, lai novērstu oksidāciju un uzlabotu lodējamību. Šīs procedūras vēl vairāk uzlabo vara folijas izturību un uzticamību svina rāmja iepakojumā.
• Vadošs materiāls daudzpakāpju moduļos: Sistēmas iepakojuma tehnoloģija vienā paketē integrē vairākas mikroshēmas un pasīvos komponentus, lai sasniegtu augstāku integrāciju un funkcionālo blīvumu. Vara folija tiek izmantota, lai ražotu iekšējās savienošanas ķēdes un kalpotu kā strāvas vadīšanas ceļš. Šim lietojumprogrammai ir nepieciešams, lai vara folija būtu augsta vadītspēja un īpaši plānas īpašības, lai sasniegtu augstāku veiktspēju ierobežotā iepakojuma telpā.
• RF un milimetru viļņu lietojumprogrammas: Vara folijai ir arī izšķiroša loma augstas frekvences signāla pārraides shēmās SIP, īpaši radiofrekvencē (RF) un milimetru viļņu lietojumos. Tā zemo zudumu īpašības un lieliskā vadītspēja ļauj tai efektīvi samazināt signāla vājināšanos un uzlabot pārraides efektivitāti šajās augstfrekvences lietojumprogrammās.
• Izmanto pārdales slāņos (RDL): Fan-out iepakojumā vara folija tiek izmantota, lai izveidotu pārdales slāni-tehnoloģiju, kas pārdalīja mikroshēmu I/O uz lielāku zonu. Vara folijas augstā vadītspēja un laba saķere padara to par ideālu materiālu pārdalīšanas slāņu celtniecībai, palielinot I/O
• Lieluma samazināšana un signāla integritāte: Vara folijas pielietojums pārdales slāņos palīdz samazināt paketes lielumu, vienlaikus uzlabojot signāla pārraides integritāti un ātrumu, kas ir īpaši svarīgi mobilajās ierīcēs un augstas veiktspējas skaitļošanas lietojumprogrammās, kurām nepieciešami mazāki iepakojuma izmēri un augstāki veiktspēja.
• Vara folijas siltuma izlietnes un termiskie kanāli: Sakarā ar lielisko siltumvadītspēju, vara foliju bieži izmanto siltuma izlietnēs, termiskos kanālos un termiskā saskarnes materiālos mikroshēmas iesaiņojumā, lai palīdzētu ātri pārnest uz siltumu, ko mikroshēma rada ārējās dzesēšanas struktūrās. Šī lietojumprogramma ir īpaši svarīga lieljaudas mikroshēmās un paketēs, kurām nepieciešama precīza temperatūras kontrole, piemēram, CPU, GPU un enerģijas pārvaldības mikroshēmas.
• Izmanto caur silikonu, izmantojot (TSV) tehnoloģiju: 2.5D un 3D mikroshēmu iepakojuma tehnoloģijās vara folija tiek izmantota, lai izveidotu vadītspējīgu pildījuma materiālu caurspīdīgai silikona VIA, nodrošinot vertikālu savienojumu starp mikroshēmām. Vara folijas augstā vadītspēja un apstrādājamība padara to par vēlamo materiālu šajās uzlabotajās iepakojuma tehnoloģijās, atbalstot augstāka blīvuma integrāciju un īsākus signāla ceļus, tādējādi uzlabojot vispārējo sistēmas veiktspēju.

2.

3. Svina rāmja iepakojums

4. Sistēma-pakā (SIP)

5. Ventilatoru iepakojums

6. Siltuma pārvaldība un siltuma izkliedes lietojumi

7.

Kopumā vara folijas pielietojums mikroshēmu iepakojumā nav ierobežots ar tradicionālajiem vadītspējīgiem savienojumiem un termisko pārvaldību, bet attiecas arī uz jaunām iepakojuma tehnoloģijām, piemēram, flip-chip, sistēmu iesaiņojumā, iesaiņojumā un 3D iepakojumā. Daudzfunkcionālām īpašībām un lieliskai vara folijas veiktspējai ir galvenā loma mikroshēmu iesaiņojuma uzticamības, veiktspējas un rentabilitātes uzlabošanā.