Koperfoliewordt steeds belangrijker bij het verpakken van chips vanwege de elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, verwerkbaarheid en kosteneffectiviteit. Hier is een gedetailleerde analyse van de specifieke toepassingen in chipverpakkingen:
1. Koperdraad verlijmen
- Vervanging voor goud- of aluminiumdraad: Traditioneel worden goud- of aluminiumdraden gebruikt in chipverpakkingen om de interne circuits van de chip elektrisch te verbinden met externe kabels. Door de vooruitgang op het gebied van de koperverwerkingstechnologie en de kostenoverwegingen worden koperfolie en koperdraad echter langzamerhand mainstream-keuzes. De elektrische geleidbaarheid van koper is ongeveer 85-95% van die van goud, maar de kosten bedragen ongeveer een tiende, waardoor het een ideale keuze is voor hoge prestaties en economische efficiëntie.
- Verbeterde elektrische prestaties: Koperdraadverbindingen bieden een lagere weerstand en een betere thermische geleidbaarheid bij toepassingen met hoge frequentie en hoge stroomsterkte, waardoor het vermogensverlies in chipverbindingen effectief wordt verminderd en de algehele elektrische prestaties worden verbeterd. Het gebruik van koperfolie als geleidend materiaal bij verbindingsprocessen kan dus de efficiëntie en betrouwbaarheid van de verpakking verbeteren zonder de kosten te verhogen.
- Gebruikt in elektroden en micro-hobbels: Bij flip-chip-verpakkingen wordt de chip omgedraaid, zodat de invoer/uitvoer (I/O)-pads op het oppervlak rechtstreeks zijn verbonden met het circuit op het pakketsubstraat. Van koperfolie worden elektroden en microbultjes gemaakt, die direct op het substraat worden gesoldeerd. De lage thermische weerstand en hoge geleidbaarheid van koper zorgen voor een efficiënte overdracht van signalen en stroom.
- Betrouwbaarheid en thermisch beheer: Vanwege zijn goede weerstand tegen elektromigratie en mechanische sterkte biedt koper een betere betrouwbaarheid op lange termijn onder variërende thermische cycli en stroomdichtheden. Bovendien zorgt de hoge thermische geleidbaarheid van koper ervoor dat de tijdens de werking van de chip gegenereerde warmte snel wordt afgevoerd naar het substraat of het koellichaam, waardoor de mogelijkheden voor thermisch beheer van de behuizing worden verbeterd.
- Materiaal leadframe: Koperfoliewordt veel gebruikt in leadframe-verpakkingen, vooral voor de verpakking van elektrische apparaten. Het leadframe biedt structurele ondersteuning en elektrische verbinding voor de chip, waarvoor materialen met een hoge geleidbaarheid en goede thermische geleidbaarheid nodig zijn. Koperfolie voldoet aan deze eisen, waardoor de verpakkingskosten effectief worden verlaagd en de thermische dissipatie en elektrische prestaties worden verbeterd.
- Oppervlaktebehandelingstechnieken: In praktische toepassingen ondergaat koperfolie vaak oppervlaktebehandelingen zoals nikkel-, tin- of verzilvering om oxidatie te voorkomen en de soldeerbaarheid te verbeteren. Deze behandelingen verbeteren de duurzaamheid en betrouwbaarheid van koperfolie in leadframe-verpakkingen verder.
- Geleidend materiaal in multi-chipmodules: System-in-package-technologie integreert meerdere chips en passieve componenten in één pakket om een hogere integratie en functionele dichtheid te bereiken. Koperfolie wordt gebruikt om interne verbindingscircuits te vervaardigen en dient als stroomgeleidingspad. Deze toepassing vereist dat koperfolie een hoge geleidbaarheid en ultradunne eigenschappen heeft om betere prestaties te bereiken in een beperkte verpakkingsruimte.
- RF- en millimetergolftoepassingen: Koperfolie speelt ook een cruciale rol in hoogfrequente signaaloverdrachtcircuits in SiP, vooral in radiofrequentie (RF) en millimetergolftoepassingen. Dankzij de lage verlieskarakteristieken en de uitstekende geleidbaarheid kan het de signaalverzwakking effectief verminderen en de transmissie-efficiëntie in deze hoogfrequente toepassingen verbeteren.
- Gebruikt in herverdelingslagen (RDL): In fan-out-verpakkingen wordt koperfolie gebruikt om de herverdelingslaag te construeren, een technologie die de I/O van de chip over een groter gebied herverdeelt. De hoge geleidbaarheid en goede hechting van koperfolie maken het een ideaal materiaal voor het bouwen van herverdelingslagen, het verhogen van de I/O-dichtheid en het ondersteunen van multi-chip-integratie.
- Groottereductie en signaalintegriteit: De toepassing van koperfolie in herverdelingslagen helpt de verpakkingsgrootte te verkleinen en tegelijkertijd de integriteit en snelheid van de signaaloverdracht te verbeteren, wat vooral belangrijk is bij mobiele apparaten en krachtige computertoepassingen die kleinere verpakkingsgroottes en hogere prestaties vereisen.
- Koperfolie-koellichamen en thermische kanalen: Vanwege de uitstekende thermische geleidbaarheid wordt koperfolie vaak gebruikt in koellichamen, thermische kanalen en thermische interfacematerialen in chipverpakkingen om de door de chip gegenereerde warmte snel over te dragen naar externe koelstructuren. Deze toepassing is vooral belangrijk bij krachtige chips en pakketten die nauwkeurige temperatuurregeling vereisen, zoals CPU's, GPU's en energiebeheerchips.
- Gebruikt in Through-Silicon Via (TSV) -technologie: In 2,5D- en 3D-chipverpakkingstechnologieën wordt koperfolie gebruikt om geleidend vulmateriaal te creëren voor door-silicium-via's, waardoor een verticale verbinding tussen chips ontstaat. De hoge geleidbaarheid en verwerkbaarheid van koperfolie maken het tot een voorkeursmateriaal in deze geavanceerde verpakkingstechnologieën, waarbij integratie met een hogere dichtheid en kortere signaalpaden worden ondersteund, waardoor de algehele systeemprestaties worden verbeterd.
2. Flip-Chip-verpakking
3. Leadframe-verpakking
4. Systeem-in-pakket (SiP)
5. Fan-out-verpakking
6. Toepassingen voor thermisch beheer en warmteafvoer
7. Geavanceerde verpakkingstechnologieën (zoals 2,5D- en 3D-verpakkingen)
Over het geheel genomen is de toepassing van koperfolie in chipverpakkingen niet beperkt tot traditionele geleidende verbindingen en thermisch beheer, maar strekt zich uit tot opkomende verpakkingstechnologieën zoals flip-chip, system-in-package, fan-out-verpakkingen en 3D-verpakkingen. De multifunctionele eigenschappen en uitstekende prestaties van koperfolie spelen een sleutelrol bij het verbeteren van de betrouwbaarheid, prestaties en kosteneffectiviteit van chipverpakkingen.
Posttijd: 20 september 2024