Vario folijos panaudojimas lustų pakuotėse

Vario folijatampa vis svarbesnis lustų pakavimo srityje dėl savo elektrinio laidumo, šilumos laidumo, apdorojamumo ir ekonomiškumo. Čia pateikiama išsami jo konkrečių pritaikymų lustų pakavimo srityje analizė:

1. Vario vielos klijavimas

• Auksinės arba aliuminio vielos pakaitalasTradiciškai lustų pakuotėse buvo naudojami aukso arba aliuminio laidai, skirti lustų vidinėms grandinėms su išoriniais laidais elektriškai sujungti. Tačiau tobulėjant vario apdorojimo technologijoms ir atsižvelgiant į kainą, vario folija ir vario viela pamažu tampa populiaresniais pasirinkimais. Vario elektrinis laidumas yra maždaug 85–95 % aukso laidumo, tačiau jo kaina yra maždaug dešimtadaliu didesnė, todėl tai idealus pasirinkimas, kai reikia didelio našumo ir ekonominio efektyvumo.
• Patobulintas elektrinis našumasVarinių laidų sujungimas pasižymi mažesne varža ir geresniu šilumos laidumu aukšto dažnio ir didelės srovės taikymuose, efektyviai sumažindamas energijos nuostolius lustų sujungimuose ir pagerindamas bendras elektrines charakteristikas. Taigi, naudojant varinę foliją kaip laidžią medžiagą sujungimo procesuose, galima padidinti pakavimo efektyvumą ir patikimumą nedidinant išlaidų.
• Naudojamas elektroduose ir mikroįdubimuose„Flip-chip“ tipo pakuotėse lustas apverčiamas taip, kad jo paviršiuje esantys įvesties/išvesties (I/O) kontaktai būtų tiesiogiai prijungti prie korpuso pagrindo grandinės. Vario folija naudojama elektrodams ir mikro iškilimams gaminti, kurie tiesiogiai lituojami prie pagrindo. Maža vario šiluminė varža ir didelis laidumas užtikrina efektyvų signalų ir energijos perdavimą.
• Patikimumas ir šilumos valdymasDėl gero atsparumo elektromigracijai ir mechaninio stiprumo varis užtikrina geresnį ilgalaikį patikimumą esant kintantiems terminiams ciklams ir srovės tankiams. Be to, didelis vario šilumos laidumas padeda greitai išsklaidyti mikroschemos veikimo metu susidariusią šilumą į pagrindą arba šilumos kriauklę, taip pagerindamas korpuso šilumos valdymo galimybes.
• Švino rėmo medžiaga: Vario folijaplačiai naudojamas švino rėmelių pakuotėse, ypač maitinimo įrenginių pakuotėse. Švino rėmelis suteikia konstrukcinę atramą ir elektrinį jungtį lustui, kuriam reikalingos medžiagos, pasižyminčios dideliu laidumu ir geru šilumos laidumu. Vario folija atitinka šiuos reikalavimus, efektyviai sumažindama pakavimo išlaidas, kartu pagerindama šilumos išsklaidymą ir elektrines charakteristikas.
• Paviršiaus apdorojimo metodaiPraktiškai vario folija dažnai apdorojama paviršiumi, pavyzdžiui, nikeliu, alavu arba sidabru, siekiant išvengti oksidacijos ir pagerinti litavimą. Šie apdorojimai dar labiau padidina vario folijos patvarumą ir patikimumą švino rėmelių pakuotėse.
• Laidi medžiaga daugiasluoksniuose moduliuoseSistemos-pakuotės technologija integruoja kelis lustus ir pasyviuosius komponentus į vieną korpusą, siekiant didesnio integravimo ir funkcinio tankio. Vario folija naudojama vidinėms jungiamosioms grandinėms gaminti ir veikia kaip srovės laidumo kelias. Šiai taikymo sričiai reikalinga didelė vario folija, pasižyminti dideliu laidumu ir itin plonomis savybėmis, kad būtų pasiektas didesnis našumas ribotoje pakuotės erdvėje.
• RF ir milimetrinių bangų taikymasVario folija taip pat atlieka svarbų vaidmenį aukšto dažnio signalų perdavimo grandinėse SiP, ypač radijo dažnių (RF) ir milimetrinių bangų srityse. Dėl mažų nuostolių charakteristikų ir puikaus laidumo ji leidžia efektyviai sumažinti signalo slopinimą ir pagerinti perdavimo efektyvumą šiose aukšto dažnio srityse.
• Naudojamas perskirstymo sluoksniuose (RDL)Išsklaidymo tipo pakuotėse perskirstymo sluoksniui sukurti naudojama vario folija – ši technologija paskirsto lustų įvestis/išvestis didesniame plote. Dėl didelio vario folijos laidumo ir gero sukibimo ji yra ideali medžiaga perskirstymo sluoksniams kurti, didinant įvesties/išvesties tankį ir palaikant kelių lustų integraciją.
• Dydžio mažinimas ir signalo vientisumasVario folijos panaudojimas perskirstymo sluoksniuose padeda sumažinti pakuotės dydį, kartu pagerinant signalo perdavimo vientisumą ir greitį, o tai ypač svarbu mobiliuosiuose įrenginiuose ir didelio našumo skaičiavimo programose, kurioms reikalingi mažesni pakuotės dydžiai ir didesnis našumas.
• Vario folijos šilumos kriauklės ir šilumos kanalaiDėl puikaus šilumos laidumo vario folija dažnai naudojama šilumos kriauklėse, šilumos kanaluose ir šilumos sąsajos medžiagose lustų pakuotėse, kad būtų galima greitai perduoti lustų generuojamą šilumą į išorines aušinimo struktūras. Ši paskirtis ypač svarbi didelės galios lustuose ir korpusuose, kuriems reikalingas tikslus temperatūros valdymas, pvz., procesoriuose, vaizdo plokštėse ir energijos valdymo lustuose.
• Naudojama silicio perdangos (TSV) technologijoje2,5D ir 3D lustų pakavimo technologijose vario folija naudojama laidžioms užpildo medžiagoms silicio kiaurymėms sukurti, užtikrinant vertikalią lustų jungtį. Dėl didelio vario folijos laidumo ir apdorojamumo ji yra pageidaujama medžiaga šiose pažangiose pakavimo technologijose, nes palaiko didesnio tankio integraciją ir trumpesnius signalo kelius, taip pagerindama bendrą sistemos našumą.

2. „Flip-Chip“ pakuotė

3. Švino rėmelio pakuotė

4. Sistema pakuotėje (SiP)

5. Išskleistos pakuotės

6. Šilumos valdymo ir šilumos išsklaidymo taikymas

7. Pažangios pakavimo technologijos (pvz., 2,5D ir 3D pakuotės)

Apskritai vario folijos panaudojimas lustų pakuotėse neapsiriboja tradiciniais laidžiaisiais sujungimais ir šilumos valdymu, bet apima ir naujas pakavimo technologijas, tokias kaip „flip-chip“, „system-in-package“, „fan-out“ ir 3D pakavimo technologijas. Daugiafunkcinės vario folijos savybės ir puikus našumas vaidina pagrindinį vaidmenį gerinant lustų pakuočių patikimumą, našumą ir ekonomiškumą.