کاربردهای فویل مس در بسته‌بندی چیپس

فویل مسبه دلیل رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی، فرآیندپذیری و مقرون به صرفه بودن، در بسته‌بندی تراشه به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کند. در اینجا تجزیه و تحلیل دقیقی از کاربردهای خاص آن در بسته‌بندی تراشه ارائه شده است:

1. اتصال سیم مسی

• جایگزینی برای سیم طلا یا آلومینیوم: به طور سنتی، سیم‌های طلا یا آلومینیوم در بسته‌بندی تراشه برای اتصال الکتریکی مدار داخلی تراشه به سیم‌های خارجی استفاده می‌شدند. با این حال، با پیشرفت در فناوری پردازش مس و ملاحظات هزینه، فویل مسی و سیم مسی به تدریج به گزینه‌های اصلی تبدیل می‌شوند. رسانایی الکتریکی مس تقریباً 85 تا 95 درصد طلا است، اما هزینه آن حدود یک دهم آن است که آن را به انتخابی ایده‌آل برای عملکرد بالا و راندمان اقتصادی تبدیل می‌کند.
• عملکرد الکتریکی بهبود یافتهاتصال سیم مسی مقاومت کمتر و رسانایی حرارتی بهتری را در کاربردهای فرکانس بالا و جریان بالا ارائه می‌دهد و به طور موثر اتلاف توان در اتصالات تراشه را کاهش داده و عملکرد کلی الکتریکی را بهبود می‌بخشد. بنابراین، استفاده از فویل مسی به عنوان یک ماده رسانا در فرآیندهای اتصال می‌تواند راندمان بسته‌بندی و قابلیت اطمینان را بدون افزایش هزینه‌ها افزایش دهد.
• مورد استفاده در الکترودها و میکرو-بامپ‌هادر بسته‌بندی فلیپ-چیپ، تراشه به گونه‌ای برگردانده می‌شود که پدهای ورودی/خروجی (I/O) روی سطح آن مستقیماً به مدار روی بستر بسته متصل شوند. از فویل مسی برای ساخت الکترودها و میکروبرجکت‌ها استفاده می‌شود که مستقیماً به بستر لحیم می‌شوند. مقاومت حرارتی پایین و رسانایی بالای مس، انتقال کارآمد سیگنال‌ها و توان را تضمین می‌کند.
• قابلیت اطمینان و مدیریت حرارتیمس به دلیل مقاومت خوب در برابر مهاجرت الکتریکی و استحکام مکانیکی، قابلیت اطمینان بلندمدت بهتری را تحت چرخه‌های حرارتی و چگالی جریان‌های مختلف فراهم می‌کند. علاوه بر این، رسانایی حرارتی بالای مس به دفع سریع گرمای تولید شده در حین کار تراشه به زیرلایه یا هیت سینک کمک می‌کند و قابلیت‌های مدیریت حرارتی بسته را افزایش می‌دهد.
• جنس قاب سربی: فویل مسبه طور گسترده در بسته‌بندی قاب سربی، به ویژه برای بسته‌بندی دستگاه‌های قدرت، استفاده می‌شود. قاب سربی، پشتیبانی ساختاری و اتصال الکتریکی را برای تراشه فراهم می‌کند و به موادی با رسانایی بالا و رسانایی حرارتی خوب نیاز دارد. فویل مس این الزامات را برآورده می‌کند و به طور موثر هزینه‌های بسته‌بندی را کاهش می‌دهد و در عین حال اتلاف حرارتی و عملکرد الکتریکی را بهبود می‌بخشد.
• تکنیک‌های عملیات سطحیدر کاربردهای عملی، فویل مس اغلب تحت عملیات سطحی مانند آبکاری نیکل، قلع یا نقره قرار می‌گیرد تا از اکسیداسیون جلوگیری شود و قابلیت لحیم‌کاری بهبود یابد. این عملیات‌ها دوام و قابلیت اطمینان فویل مس را در بسته‌بندی قاب سربی بیشتر افزایش می‌دهند.
• مواد رسانا در ماژول‌های چند تراشه‌ایفناوری سیستم در بسته، چندین تراشه و اجزای غیرفعال را در یک بسته واحد ادغام می‌کند تا به یکپارچگی و تراکم عملکردی بالاتری دست یابد. از فویل مسی برای ساخت مدارهای اتصال داخلی و به عنوان مسیر هدایت جریان استفاده می‌شود. این کاربرد به فویل مسی با رسانایی بالا و ویژگی‌های فوق‌العاده نازک نیاز دارد تا به عملکرد بالاتر در فضای بسته‌بندی محدود دست یابد.
• کاربردهای RF و موج میلی‌متریفویل مس همچنین نقش مهمی در مدارهای انتقال سیگنال با فرکانس بالا در SiP، به ویژه در کاربردهای فرکانس رادیویی (RF) و موج میلی‌متری ایفا می‌کند. ویژگی‌های کم تلفات و رسانایی عالی آن به آن اجازه می‌دهد تا تضعیف سیگنال را به طور مؤثر کاهش داده و راندمان انتقال را در این کاربردهای فرکانس بالا بهبود بخشد.
• مورد استفاده در لایه‌های توزیع مجدد (RDL)در بسته‌بندی با خروجی پهن (fan-out)، از فویل مسی برای ساخت لایه توزیع مجدد استفاده می‌شود، فناوری‌ای که ورودی/خروجی تراشه را به ناحیه بزرگتری توزیع مجدد می‌کند. رسانایی بالا و چسبندگی خوب فویل مسی، آن را به ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت لایه‌های توزیع مجدد، افزایش تراکم ورودی/خروجی و پشتیبانی از ادغام چند تراشه تبدیل می‌کند.
• کاهش اندازه و یکپارچگی سیگنالاستفاده از فویل مس در لایه‌های توزیع مجدد به کاهش اندازه بسته‌بندی و در عین حال بهبود یکپارچگی و سرعت انتقال سیگنال کمک می‌کند، که این امر به ویژه در دستگاه‌های تلفن همراه و برنامه‌های محاسباتی با کارایی بالا که به اندازه بسته‌بندی کوچکتر و عملکرد بالاتر نیاز دارند، بسیار مهم است.
• سینک‌های حرارتی فویل مسی و کانال‌های حرارتیفویل مس به دلیل رسانایی حرارتی عالی، اغلب در هیت سینک‌ها، کانال‌های حرارتی و مواد رابط حرارتی در بسته‌بندی تراشه استفاده می‌شود تا به انتقال سریع گرمای تولید شده توسط تراشه به ساختارهای خنک‌کننده خارجی کمک کند. این کاربرد به ویژه در تراشه‌ها و بسته‌های پرقدرت که نیاز به کنترل دقیق دما دارند، مانند CPUها، GPUها و تراشه‌های مدیریت توان، اهمیت دارد.
• مورد استفاده در فناوری Through-Silicon Via (TSV)در فناوری‌های بسته‌بندی تراشه‌های ۲.۵ بعدی و سه‌بعدی، از فویل مس برای ایجاد ماده پرکننده رسانا برای مسیرهای سیلیکونی استفاده می‌شود و اتصال عمودی بین تراشه‌ها را فراهم می‌کند. رسانایی بالا و قابلیت پردازش فویل مس، آن را به ماده‌ای ترجیحی در این فناوری‌های پیشرفته بسته‌بندی تبدیل کرده است که از ادغام چگالی بالاتر و مسیرهای سیگنال کوتاه‌تر پشتیبانی می‌کند و در نتیجه عملکرد کلی سیستم را افزایش می‌دهد.

2. بسته‌بندی فلیپ-چیپ

3. بسته بندی قاب سربی

4. سیستم در بسته (SiP)

5. بسته‌بندی با فن خروجی

6. کاربردهای مدیریت حرارتی و اتلاف گرما

7. فناوری‌های پیشرفته بسته‌بندی (مانند بسته‌بندی ۲.۵ بعدی و سه‌بعدی)

به طور کلی، کاربرد فویل مسی در بسته‌بندی تراشه محدود به اتصالات رسانای سنتی و مدیریت حرارتی نیست، بلکه به فناوری‌های بسته‌بندی نوظهور مانند تراشه فلیپ، سیستم درون بسته، بسته‌بندی با فن خروجی و بسته‌بندی سه‌بعدی نیز گسترش می‌یابد. خواص چندمنظوره و عملکرد عالی فویل مسی نقش کلیدی در بهبود قابلیت اطمینان، عملکرد و مقرون‌به‌صرفه بودن بسته‌بندی تراشه ایفا می‌کند.