Lámina de cobreEl aluminio es cada vez más importante 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 a su 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 niquelado, estañado o plateado 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 de cables.
- 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 ultrafinas 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 con chip invertido
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