Lámina de cobreEl plástico adquiere cada vez mayor importancia en el envasado de chips debido a su conductividad eléctrica y térmica, su procesabilidad y su rentabilidad. A continuación, se presenta un análisis detallado de sus aplicaciones específicas en el envasado de chips:
1. Unión de cables de cobre
- Reemplazo de alambre de oro o aluminioTradicionalmente, se han utilizado cables de oro o aluminio en el encapsulado de chips para conectar eléctricamente los circuitos internos del chip con los cables externos. Sin embargo, con los avances en la tecnología de procesamiento del cobre y las consideraciones de costo, la lámina y el cable de cobre se están convirtiendo gradualmente en opciones comunes. La conductividad eléctrica del cobre es aproximadamente del 85 al 95 % de la del oro, pero su costo es de aproximadamente una décima parte, lo que lo convierte en una opción ideal para un alto rendimiento y una alta rentabilidad.
- Rendimiento eléctrico mejoradoLa unión con cable de cobre ofrece menor resistencia y mejor conductividad térmica en aplicaciones de alta frecuencia y alta corriente, lo que reduce eficazmente la pérdida de potencia en las interconexiones de chips y mejora el rendimiento eléctrico general. Por lo tanto, el uso de lámina de cobre como material conductor en los procesos de unión puede mejorar la eficiencia y la fiabilidad del empaquetado sin aumentar los costos.
- Utilizado en electrodos y micro-bumpsEn el encapsulado de chip invertido, el chip se invierte de modo que las almohadillas de entrada/salida (E/S) de su superficie se conectan directamente al circuito del sustrato del encapsulado. Se utiliza una lámina de cobre para fabricar electrodos y microprotuberancias, que se sueldan directamente al sustrato. La baja resistencia térmica y la alta conductividad del cobre garantizan una transmisión eficiente de señales y potencia.
- Fiabilidad y gestión térmicaGracias a su buena resistencia a la electromigración y resistencia mecánica, el cobre ofrece una mayor fiabilidad a largo plazo bajo diferentes ciclos térmicos y densidades de corriente. Además, su alta conductividad térmica ayuda a disipar rápidamente el calor generado durante el funcionamiento del chip hacia el sustrato o el disipador de calor, lo que mejora la gestión térmica del encapsulado.
- Material del marco de plomo: Lámina de cobreSe utiliza ampliamente en el encapsulado de marcos conductores, especialmente en el de dispositivos de potencia. El marco conductor proporciona soporte estructural y conexión eléctrica al chip, lo que requiere materiales con alta conductividad y buena conductividad térmica. La lámina de cobre cumple estos requisitos, reduciendo eficazmente los costos de encapsulado y mejorando la disipación térmica y el rendimiento eléctrico.
- Técnicas de tratamiento de superficiesEn la práctica, la lámina de cobre suele someterse a tratamientos superficiales como el niquelado, el estaño o la plata para evitar la oxidación y mejorar la soldabilidad. Estos tratamientos mejoran aún más la durabilidad y la fiabilidad de la lámina de cobre en el encapsulado de los marcos conductores.
- Material conductor en módulos multichipLa tecnología de sistema en paquete integra múltiples chips y componentes pasivos en un solo paquete para lograr una mayor integración y densidad funcional. La lámina de cobre se utiliza para fabricar circuitos de interconexión internos y sirve como vía de conducción de corriente. Esta aplicación requiere una lámina de cobre con alta conductividad y características ultradelgadas para lograr un mayor rendimiento en espacios de empaquetado limitados.
- Aplicaciones de RF y ondas milimétricasLa lámina de cobre también desempeña un papel crucial en los circuitos de transmisión de señales de alta frecuencia en SiP, especialmente en aplicaciones de radiofrecuencia (RF) y ondas milimétricas. Sus características de baja pérdida y excelente conductividad le permiten reducir eficazmente la atenuación de la señal y mejorar la eficiencia de transmisión en estas aplicaciones de alta frecuencia.
- Utilizado en capas de redistribución (RDL)En el empaquetado fan-out, se utiliza lámina de cobre para construir la capa de redistribución, una tecnología que redistribuye la E/S del chip a un área mayor. Su alta conductividad y buena adhesión la convierten en un material ideal para construir capas de redistribución, aumentando la densidad de E/S y facilitando la integración multichip.
- Reducción de tamaño e integridad de la señal:La aplicación de láminas de cobre en las capas de redistribución ayuda a reducir el tamaño del paquete al tiempo que mejora la integridad y la velocidad de transmisión de la señal, lo que es particularmente importante en dispositivos móviles y aplicaciones informáticas de alto rendimiento que requieren tamaños de paquete más pequeños y un mayor rendimiento.
- Disipadores de calor y canales térmicos de lámina de cobreDebido a su excelente conductividad térmica, la lámina de cobre se utiliza a menudo en disipadores de calor, canales térmicos y materiales de interfaz térmica dentro del encapsulado de chips para facilitar la transferencia rápida del calor generado por el chip a las estructuras de refrigeración externas. Esta aplicación es especialmente importante en chips y encapsulados de alta potencia que requieren un control preciso de la temperatura, como CPU, GPU y chips de gestión de energía.
- Utilizado en tecnología de vías a través del silicio (TSV)En las tecnologías de empaquetado de chips 2.5D y 3D, se utiliza lámina de cobre para crear material de relleno conductor para vías a través del silicio, lo que proporciona interconexión vertical entre chips. Su alta conductividad y procesabilidad la convierten en un material predilecto en estas tecnologías de empaquetado avanzadas, lo que permite una integración de mayor densidad y rutas de señal más cortas, mejorando así el rendimiento general del sistema.
2. Embalaje Flip-Chip
3. Embalaje de marco de plomo
4. Sistema en paquete (SiP)
5. Embalaje en abanico
6. Aplicaciones de gestión térmica y disipación de calor
7. Tecnologías de embalaje avanzadas (como embalaje 2,5D y 3D)
En general, la aplicación de la lámina de cobre en el envasado de chips no se limita a las conexiones conductoras tradicionales y la gestión térmica, sino que se extiende a tecnologías de envasado emergentes como el flip-chip, el sistema en paquete, el envasado en abanico y el envasado 3D. Las propiedades multifuncionales y el excelente rendimiento de la lámina de cobre son fundamentales para mejorar la fiabilidad, el rendimiento y la rentabilidad del envasado de chips.
Hora de publicación: 20 de septiembre de 2024