KoperfolieHet materiaal wordt steeds belangrijker in chipverpakkingen vanwege zijn elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, verwerkbaarheid en kosteneffectiviteit. Hier volgt een gedetailleerde analyse van de specifieke toepassingen ervan in chipverpakkingen:
1. Koperdraadverbinding
- Vervanging voor gouden of aluminium draadTraditioneel werden gouden of aluminium draden gebruikt in chipverpakkingen om de interne circuits van de chip elektrisch te verbinden met externe aansluitingen. Door de vooruitgang in koperverwerkingstechnologie en kostenoverwegingen worden koperfolie en koperdraad echter steeds vaker gebruikt. De elektrische geleidbaarheid van koper is ongeveer 85-95% van die van goud, maar de kosten zijn ongeveer een tiende, waardoor het een ideale keuze is voor hoge prestaties en economische efficiëntie.
- Verbeterde elektrische prestatiesKoperdraadverbindingen bieden een lagere weerstand en een betere thermische geleidbaarheid bij hoogfrequente en hoogstroomtoepassingen, waardoor het vermogensverlies in chipverbindingen effectief wordt verminderd en de algehele elektrische prestaties worden verbeterd. Het gebruik van koperfolie als geleidend materiaal in verbindingsprocessen kan dus de efficiëntie en betrouwbaarheid van de verpakking verhogen zonder de kosten te verhogen.
- Gebruikt in elektroden en micro-bumpsBij flip-chipverpakkingen wordt de chip omgedraaid, zodat de in- en uitgangscontacten (I/O-pads) op het oppervlak direct verbonden zijn met het circuit op het substraat van de verpakking. Koperfolie wordt gebruikt voor de elektroden en microbumps, 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 beheerDoor zijn goede weerstand tegen elektromigratie en mechanische sterkte biedt koper een betere betrouwbaarheid op lange termijn bij wisselende thermische cycli en stroomdichtheden. Bovendien zorgt de hoge thermische geleidbaarheid van koper ervoor dat de warmte die tijdens de werking van de chip wordt gegenereerd, snel wordt afgevoerd naar het substraat of de koelplaat, waardoor de thermische beheersing van de behuizing wordt verbeterd.
- Loodframemateriaal: KoperfolieKoperfolie wordt veel gebruikt in leadframe-verpakkingen, met name voor de verpakking van vermogenscomponenten. Het leadframe biedt structurele ondersteuning en elektrische verbinding voor de chip, waardoor materialen met een hoge geleidbaarheid en goede thermische geleidbaarheid vereist zijn. Koperfolie voldoet aan deze eisen, waardoor de verpakkingskosten effectief worden verlaagd en tegelijkertijd de warmteafvoer en elektrische prestaties worden verbeterd.
- OppervlaktebehandelingstechniekenIn de praktijk ondergaat koperfolie vaak oppervlaktebehandelingen zoals vernikkelen, vertinnen of verzilveren om oxidatie te voorkomen en de soldeerbaarheid te verbeteren. Deze behandelingen verhogen de duurzaamheid en betrouwbaarheid van de koperfolie in leadframe-verpakkingen.
- Geleidend materiaal in multichipmodulesSystem-in-package-technologie integreert meerdere chips en passieve componenten in één behuizing om een hogere integratie- en functionele dichtheid te bereiken. Koperfolie wordt gebruikt voor de fabricage van interne verbindingscircuits en dient als stroomgeleidingspad. Deze toepassing vereist dat de koperfolie een hoge geleidbaarheid en ultradunne eigenschappen heeft om hogere prestaties te bereiken binnen de beperkte ruimte van de behuizing.
- RF- en millimetergolf-toepassingenKoperfolie speelt ook een cruciale rol in hoogfrequente signaaloverdrachtcircuits in SiP, met name in radiofrequentie (RF) en millimetergolf-toepassingen. De lage verliezen en uitstekende geleidbaarheid zorgen ervoor dat signaalverzwakking effectief wordt verminderd en de transmissie-efficiëntie in deze hoogfrequente toepassingen wordt verbeterd.
- Gebruikt in herverdelingslagen (RDL)Bij fan-out-verpakkingen wordt koperfolie gebruikt voor de constructie van de herverdelingslaag, een technologie die de I/O-pinnen van een chip over een groter oppervlak verdeelt. De hoge geleidbaarheid en goede hechting van koperfolie maken het een ideaal materiaal voor het bouwen van herverdelingslagen, waardoor de I/O-dichtheid toeneemt en multi-chipintegratie mogelijk wordt.
- Grootteverkleining en signaalintegriteitHet gebruik van koperfolie in herverdelingslagen helpt de afmetingen van de behuizing te verkleinen en tegelijkertijd de integriteit en snelheid van de signaaloverdracht te verbeteren. Dit is met name belangrijk voor mobiele apparaten en krachtige computerapplicaties die kleinere behuizingen en hogere prestaties vereisen.
- Koelplaten en thermische kanalen van koperfolieVanwege de uitstekende warmtegeleiding wordt koperfolie vaak gebruikt in koelplaten, warmtekanalen en thermische interface-materialen in chipbehuizingen om de door de chip gegenereerde warmte snel af te voeren naar externe koelstructuren. Deze toepassing is vooral belangrijk bij krachtige chips en behuizingen die een nauwkeurige temperatuurregeling vereisen, zoals CPU's, GPU's en energiebeheerchips.
- Gebruikt in Through-Silicon Via (TSV)-technologieBij 2,5D- en 3D-chipverpakkingstechnologieën wordt koperfolie gebruikt als geleidend vulmateriaal voor doorvoeropeningen in silicium, waardoor verticale verbindingen tussen chips mogelijk worden. De hoge geleidbaarheid en verwerkbaarheid van koperfolie maken het een voorkeursmateriaal in deze geavanceerde verpakkingstechnologieën, waardoor een hogere integratiedichtheid en kortere signaalpaden mogelijk zijn en de algehele systeemprestaties worden verbeterd.
2. Flip-chipverpakking
3. Loodframeverpakking
4. Systeem-in-pakket (SiP)
5. Uitwaaierverpakking
6. Thermisch beheer en warmteafvoertoepassingen
7. Geavanceerde verpakkingstechnologieën (zoals 2,5D- en 3D-verpakkingen)
Over het algemeen 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 packaging en 3D-verpakkingen. De multifunctionele eigenschappen en uitstekende prestaties van koperfolie spelen een belangrijke rol bij het verbeteren van de betrouwbaarheid, prestaties en kosteneffectiviteit van chipverpakkingen.
Geplaatst op: 20-09-2024