Aplikimet e fletës së bakrit në paketimin e çipave

Petë bakripo bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm në paketimin e çipave për shkak të përçueshmërisë elektrike, përçueshmërisë termike, përpunueshmërisë dhe kosto-efektivitetit. Këtu është një analizë e detajuar e aplikimeve të tij specifike në paketimin e çipave:

1. Lidhja me tela bakri

• Zëvendësim për tela ari ose alumini: Tradicionalisht, telat prej ari ose alumini janë përdorur në paketimin e çipave për të lidhur elektrikisht qarkun e brendshëm të çipit me prizat e jashtme. Megjithatë, me përparimet në teknologjinë e përpunimit të bakrit dhe konsideratat e kostos, petë e bakrit dhe tela bakri po bëhen gradualisht zgjedhje të zakonshme. Përçueshmëria elektrike e bakrit është afërsisht 85-95% e arit, por kostoja e tij është rreth një e dhjeta, duke e bërë atë një zgjedhje ideale për performancë të lartë dhe efikasitet ekonomik.
• Performanca e përmirësuar elektrike: Lidhja e telit të bakrit ofron rezistencë më të ulët dhe përçueshmëri më të mirë termike në aplikimet me frekuencë të lartë dhe me rrymë të lartë, duke reduktuar në mënyrë efektive humbjen e energjisë në ndërlidhjet e çipave dhe duke përmirësuar performancën e përgjithshme elektrike. Kështu, përdorimi i fletës së bakrit si një material përcjellës në proceset e lidhjes mund të rrisë efikasitetin dhe besueshmërinë e paketimit pa rritur kostot.
• Përdoret në elektroda dhe mikro-gungë: Në paketimin me çip, çipi rrokulliset në mënyrë që jastëkët hyrës/dalës (I/O) në sipërfaqen e tij të lidhen drejtpërdrejt me qarkun në nënshtresën e paketimit. Fleta e bakrit përdoret për të bërë elektroda dhe mikro-gungë, të cilat ngjiten drejtpërdrejt në nënshtresë. Rezistenca e ulët termike dhe përçueshmëria e lartë e bakrit sigurojnë transmetim efikas të sinjaleve dhe fuqisë.
• Besueshmëria dhe Menaxhimi termik: Për shkak të rezistencës së tij të mirë ndaj elektromigrimit dhe forcës mekanike, bakri siguron besueshmëri më të mirë afatgjatë nën ciklet termike dhe densitetet e ndryshme të rrymës. Për më tepër, përçueshmëria e lartë termike e bakrit ndihmon në shpërndarjen e shpejtë të nxehtësisë së krijuar gjatë funksionimit të çipit në nënshtresën ose lavamanin e nxehtësisë, duke rritur aftësitë e menaxhimit termik të paketës.
• Materiali i kornizës së plumbit: Petë bakripërdoret gjerësisht në paketimin e kornizës së plumbit, veçanërisht për paketimin e pajisjeve të energjisë. Korniza e plumbit siguron mbështetje strukturore dhe lidhje elektrike për çipin, duke kërkuar materiale me përçueshmëri të lartë dhe përçueshmëri të mirë termike. Fleta e bakrit plotëson këto kërkesa, duke reduktuar në mënyrë efektive kostot e paketimit duke përmirësuar shpërndarjen termike dhe performancën elektrike.
• Teknikat e trajtimit të sipërfaqes: Në aplikime praktike, fletë metalike e bakrit shpesh i nënshtrohet trajtimeve sipërfaqësore të tilla si nikel, kallaj ose argjend për të parandaluar oksidimin dhe për të përmirësuar ngjitjen. Këto trajtime rrisin më tej qëndrueshmërinë dhe besueshmërinë e fletës së bakrit në paketimin e kornizës së plumbit.
• Materiali përcjellës në modulet me shumë çipa: Teknologjia "Sistemi në paketë" integron çipa të shumtë dhe komponentë pasivë në një paketë të vetme për të arritur integrim më të lartë dhe densitet funksional. Fleta e bakrit përdoret për prodhimin e qarqeve të brendshme ndërlidhëse dhe shërben si një rrugë përcjellëse e rrymës. Ky aplikacion kërkon që fleta e bakrit të ketë përçueshmëri të lartë dhe karakteristika ultra të holla për të arritur performancë më të lartë në hapësirën e kufizuar të paketimit.
• Aplikacionet RF dhe të valëve milimetrike: Folja e bakrit gjithashtu luan një rol vendimtar në qarqet e transmetimit të sinjalit me frekuencë të lartë në SiP, veçanërisht në aplikimet e radiofrekuencës (RF) dhe valëve milimetrike. Karakteristikat e tij të ulëta të humbjeve dhe përçueshmëria e shkëlqyer e lejojnë atë të reduktojë në mënyrë efektive dobësimin e sinjalit dhe të përmirësojë efikasitetin e transmetimit në këto aplikacione me frekuencë të lartë.
• Përdoret në shtresat e rishpërndarjes (RDL): Në paketimin me ventilator, fletë metalike prej bakri përdoret për të ndërtuar shtresën e rishpërndarjes, një teknologji që rishpërndan I/O të çipit në një zonë më të madhe. Përçueshmëria e lartë dhe ngjitja e mirë e fletës së bakrit e bëjnë atë një material ideal për ndërtimin e shtresave të rishpërndarjes, rritjen e densitetit të hyrjes/daljes dhe mbështetjen e integrimit me shumë çipa.
• Reduktimi i madhësisë dhe integriteti i sinjalit: Aplikimi i fletës së bakrit në shtresat e rishpërndarjes ndihmon në zvogëlimin e madhësisë së paketimit duke përmirësuar integritetin dhe shpejtësinë e transmetimit të sinjalit, gjë që është veçanërisht e rëndësishme në pajisjet celulare dhe aplikacionet kompjuterike me performancë të lartë që kërkojnë madhësi më të vogla paketimi dhe performancë më të lartë.
• Ngrohje me fletë bakri dhe kanale termike: Për shkak të përçueshmërisë së saj të shkëlqyer termike, fletë metalike prej bakri përdoret shpesh në lavamanët e nxehtësisë, kanalet termike dhe materialet e ndërfaqes termike brenda paketimit të çipit për të ndihmuar në transferimin e shpejtë të nxehtësisë së gjeneruar nga çipi në strukturat e jashtme ftohëse. Ky aplikacion është veçanërisht i rëndësishëm në çipat dhe paketat me fuqi të lartë që kërkojnë kontroll të saktë të temperaturës, si CPU-të, GPU-të dhe çipat e menaxhimit të energjisë.
• Përdoret në Teknologjinë Through-Silicon Via (TSV).: Në teknologjitë e paketimit të çipave 2.5D dhe 3D, fletë metalike prej bakri përdoret për të krijuar material mbushës përçues për vizat përmes silikonit, duke siguruar ndërlidhje vertikale midis çipave. Përçueshmëria e lartë dhe përpunueshmëria e fletës së bakrit e bëjnë atë një material të preferuar në këto teknologji të avancuara paketimi, duke mbështetur integrimin me densitet më të lartë dhe shtigjet më të shkurtra të sinjalit, duke rritur kështu performancën e përgjithshme të sistemit.

2. Paketimi me Flip-Chip

3. Paketimi i kornizës së plumbit

4. Sistemi në paketë (SiP)

5. Paketimi Fan-Out

6. Menaxhimi termik dhe aplikimet e shpërndarjes së nxehtësisë

7. Teknologjitë e avancuara të paketimit (të tilla si paketimi 2.5D dhe 3D)

Në përgjithësi, aplikimi i fletës së bakrit në paketimin e çipave nuk kufizohet në lidhjet tradicionale përçuese dhe menaxhimin termik, por shtrihet në teknologjitë e paketimit në zhvillim si Flip-chip, system-in-package, paketim me ventilator dhe paketim 3D. Vetitë shumëfunksionale dhe performanca e shkëlqyer e fletës së bakrit luajnë një rol kyç në përmirësimin e besueshmërisë, performancës dhe efektivitetit të kostos së paketimit të çipave.