Vaskfooliumi rakendused kiibipakendites

Vaskfooliumon oma elektrijuhtivuse, soojusjuhtivuse, töödeldavuse ja kulutõhususe tõttu kiibipakendites üha olulisem. Siin on üksikasjalik analüüs selle konkreetsete rakenduste kohta kiibipakendites:

1. Vasktraadist liimimine

• Kuld- või alumiiniumtraadi asendamineTraditsiooniliselt on kiibipakendites kasutatud kuld- või alumiiniumtraate, et ühendada kiibi sisemine vooluring väliste juhtmetega. Vase töötlemistehnoloogia arengu ja kulude kaalutluste tõttu on vaskfoolium ja vasktraat aga järk-järgult muutumas peamiseks valikuks. Vase elektrijuhtivus on umbes 85–95% kulla omast, kuid selle maksumus on umbes kümnendik, mistõttu on see ideaalne valik suure jõudluse ja majandusliku efektiivsuse saavutamiseks.
• Täiustatud elektriline jõudlusVasktraadist ühendus pakub madalamat takistust ja paremat soojusjuhtivust kõrgsageduslikes ja suure voolutugevusega rakendustes, vähendades tõhusalt energiakadu kiipide ühendustes ja parandades üldist elektrilist jõudlust. Seega võib vaskfooliumi kasutamine juhtiva materjalina ühendusprotsessides suurendada pakendi efektiivsust ja töökindlust ilma kulusid suurendamata.
• Kasutatakse elektroodides ja mikromuhvidesFlip-chip pakendis pööratakse kiip ümber nii, et selle pinnal olevad sisend-/väljundpadjad (I/O) on otse ühendatud pakendi aluspinnal oleva vooluringiga. Vaskfooliumist valmistatakse elektroode ja mikromuhke, mis joodetakse otse aluspinnale. Vase madal soojustakistus ja kõrge juhtivus tagavad signaalide ja võimsuse tõhusa edastamise.
• Töökindlus ja soojusjuhtimineTänu heale vastupidavusele elektromigratsioonile ja mehaanilisele tugevusele tagab vask parema pikaajalise töökindluse erinevate termiliste tsüklite ja voolutiheduste korral. Lisaks aitab vase kõrge soojusjuhtivus kiibi töötamise ajal tekkivat soojust kiiresti aluspinnale või jahutusradiaatorile hajutada, parandades korpuse soojushaldusvõimet.
• Pliiraami materjal: Vaskfooliumkasutatakse laialdaselt juhtraamide pakendites, eriti toiteseadmete pakendites. Juhtraam pakub kiibile konstruktsioonituge ja elektriühendust, mis nõuab materjale, millel on kõrge juhtivus ja hea soojusjuhtivus. Vaskfoolium vastab neile nõuetele, vähendades tõhusalt pakendamiskulusid, parandades samal ajal soojuse hajumist ja elektrilist jõudlust.
• PinnatöötlusmeetodidPraktikas töödeldakse vaskfooliumi sageli pinnatöötlustega, näiteks nikli, tina või hõbetamisega, et vältida oksüdeerumist ja parandada joodetavust. Need töötlused suurendavad veelgi vaskfooliumi vastupidavust ja töökindlust pliiraamipakendites.
• Juhtiv materjal mitmekiibilistes moodulitesPakendis süsteemtehnoloogia integreerib mitu kiipi ja passiivkomponenti ühte pakendisse, et saavutada suurem integreeritus ja funktsionaalne tihedus. Vaskfooliumi kasutatakse sisemiste ühendusahelate valmistamiseks ja see toimib voolujuhtivuse rajana. See rakendus nõuab vaskfooliumilt suurt juhtivust ja üliõhukesi omadusi, et saavutada piiratud pakendiruumis suurem jõudlus.
• RF ja millimeeterlaine rakendusedVaskfooliumil on oluline roll ka SiP-i kõrgsagedussignaali ülekandeahelates, eriti raadiosageduslikes (RF) ja millimeeterlainete rakendustes. Selle madalad kaod ja suurepärane juhtivus võimaldavad tõhusalt vähendada signaali sumbumist ja parandada edastustõhusust nendes kõrgsageduslikes rakendustes.
• Kasutatakse ümberjaotuskihtides (RDL)Väljatõmmatavas pakendis kasutatakse ümberjaotuskihi ehitamiseks vaskfooliumi – see on tehnoloogia, mis jaotab kiibi sisend-/väljundsignaalid suuremale alale ümber. Vaskfooliumi kõrge juhtivus ja hea nakkuvus muudavad selle ideaalseks materjaliks ümberjaotuskihtide ehitamiseks, sisend-/väljundtiheduse suurendamiseks ja mitmekiibilise integratsiooni toetamiseks.
• Suuruse vähendamine ja signaali terviklikkusVaskfooliumi kasutamine ümberjaotuskihtides aitab vähendada pakendi suurust, parandades samal ajal signaali edastamise terviklikkust ja kiirust, mis on eriti oluline mobiilseadmetes ja suure jõudlusega arvutusrakendustes, mis vajavad väiksemaid pakendisuurusi ja suuremat jõudlust.
• Vaskfooliumist jahutusradiaatorid ja termokanalidTänu suurepärasele soojusjuhtivusele kasutatakse vaskfooliumi sageli jahutusradiaatorites, soojuskanalites ja termilise liidese materjalides kiibipakendites, et aidata kiibi tekitatud soojust kiiresti välistele jahutusstruktuuridele üle kanda. See rakendus on eriti oluline suure võimsusega kiipide ja pakendite puhul, mis vajavad täpset temperatuuri reguleerimist, näiteks protsessorid, graafikaprotsessorid ja toitehalduskiibid.
• Kasutatakse läbi räni läbiva TSV (Through-Silicon Via) tehnoloogias2,5D ja 3D kiibipakenditehnoloogiates kasutatakse vaskfooliumi juhtiva täitematerjali loomiseks räni läbivate viade jaoks, pakkudes kiipide vahel vertikaalset ühendust. Vaskfooliumi kõrge juhtivus ja töödeldavus muudavad selle nendes täiustatud pakendustehnoloogiates eelistatud materjaliks, toetades suuremat tihedust ja lühemaid signaaliteid, parandades seeläbi süsteemi üldist jõudlust.

2. Flip-Chip pakendid

3. Pliiraami pakend

4. Süsteem pakendis (SiP)

5. Lainepakendamine

6. Soojushalduse ja soojuse hajutamise rakendused

7. Täiustatud pakenditehnoloogiad (näiteks 2,5D ja 3D pakendid)

Üldiselt ei piirdu vaskfooliumi kasutamine kiibipakendites traditsiooniliste juhtivate ühenduste ja termilise juhtimisega, vaid laieneb ka uutele pakenditehnoloogiatele, nagu näiteks flip-chip, süsteem-pakendis, ventilaatoriga pakendamine ja 3D-pakend. Vaskfooliumi multifunktsionaalsed omadused ja suurepärane jõudlus mängivad võtmerolli kiibipakendite töökindluse, jõudluse ja kulutõhususe parandamisel.