Varinės folijos panaudojimas drožlių pakuotėse

Vario folijatampa vis svarbesnė drožlių pakuotėse dėl savo elektros laidumo, šilumos laidumo, apdirbamumo ir ekonomiškumo. Čia yra išsami jo konkrečių pritaikymų lustų pakuotėse analizė:

1. Vario vielos klijavimas

• Auksinės arba aliuminio vielos pakeitimas: Tradiciškai aukso arba aliuminio laidai buvo naudojami lustų pakuotėse, kad būtų galima elektra sujungti lusto vidinę grandinę su išoriniais laidais. Tačiau tobulėjant vario apdirbimo technologijoms ir atsižvelgiant į sąnaudas, varinė folija ir varinė viela pamažu tampa pagrindiniais pasirinkimais. Vario elektrinis laidumas yra maždaug 85–95% aukso, tačiau jo kaina yra apie dešimtadalį, todėl jis yra idealus pasirinkimas siekiant didelio našumo ir ekonominio efektyvumo.
• Patobulintas elektros našumas: Vario vielos sujungimas užtikrina mažesnę varžą ir geresnį šilumos laidumą aukšto dažnio ir didelės srovės įrenginiuose, efektyviai sumažindamas elektros energijos nuostolius lustų sujungimuose ir pagerindamas bendrą elektros našumą. Taigi, naudojant vario foliją kaip laidžią medžiagą klijavimo procesuose, galima padidinti pakuotės efektyvumą ir patikimumą nepadidinant sąnaudų.
• Naudojamas elektroduose ir mikro gumbuose: Flip-chip pakuotėje lustas apverčiamas taip, kad jo paviršiaus įvesties/išvesties (I/O) trinkelės būtų tiesiogiai prijungtos prie grandinės, esančios ant pakuotės pagrindo. Iš vario folijos gaminami elektrodai ir mikro nelygumai, kurie tiesiogiai lituojami prie pagrindo. Maža šiluminė varža ir didelis vario laidumas užtikrina efektyvų signalų ir galios perdavimą.
• Patikimumas ir šilumos valdymas: Dėl gero atsparumo elektromigracijai ir mechaninio stiprumo varis užtikrina geresnį ilgalaikį patikimumą esant įvairiems terminiams ciklams ir srovės tankiui. Be to, didelis vario šilumos laidumas padeda greitai išsklaidyti šilumą, susidariusią drožlių veikimo metu, į pagrindą arba šilumnešį, o tai pagerina pakuotės šilumos valdymo galimybes.
• Švino rėmo medžiaga: Vario folijayra plačiai naudojamas švino rėmo pakuotėse, ypač maitinimo įrenginių pakuotėse. Švino rėmas suteikia lustui konstrukcinę atramą ir elektros jungtį, todėl reikalingos didelio laidumo ir gero šilumos laidumo medžiagos. Varinė folija atitinka šiuos reikalavimus, efektyviai sumažindama pakavimo išlaidas, pagerindama šilumos išsklaidymą ir elektrines charakteristikas.
• Paviršiaus apdorojimo metodai: Praktiškai vario folija dažnai apdorojama paviršiumi, pavyzdžiui, nikeliu, alavu arba sidabru, kad būtų išvengta oksidacijos ir pagerintas litavimas. Šie apdorojimo būdai dar labiau padidina vario folijos patvarumą ir patikimumą švino rėmo pakuotėse.
• Laidi medžiaga kelių lustų moduliuose: Sistemos pakete technologija sujungia kelis lustus ir pasyvius komponentus į vieną paketą, kad būtų pasiektas didesnis integravimas ir funkcinis tankis. Vario folija naudojama vidinių sujungimo grandinių gamybai ir naudojama kaip srovės laidumo kelias. Šiai programai reikia, kad vario folija būtų didelio laidumo ir itin plonų savybių, kad būtų pasiektas didesnis našumas ribotoje pakuotės vietoje.
• RF ir milimetrinių bangų programos: Vario folija taip pat atlieka lemiamą vaidmenį aukšto dažnio signalo perdavimo grandinėse SiP, ypač radijo dažnio (RF) ir milimetrinių bangų taikymuose. Mažų nuostolių charakteristikos ir puikus laidumas leidžia efektyviai sumažinti signalo slopinimą ir pagerinti perdavimo efektyvumą šiose aukšto dažnio programose.
• Naudojamas perskirstymo sluoksniuose (RDL): Išskleidžiamoje pakuotėje vario folija naudojama perskirstymo sluoksniui sukurti – technologija, kuri perskirsto lusto įvestis/išvestis į didesnį plotą. Dėl didelio laidumo ir gero vario folijos sukibimo ji yra ideali medžiaga perskirstymo sluoksniams kurti, padidinti įvesties / išvesties tankį ir palaikyti kelių lustų integraciją.
• Dydžio sumažinimas ir signalo vientisumas: Varinės folijos panaudojimas perskirstymo sluoksniuose padeda sumažinti pakuotės dydį, tuo pačiu pagerinant signalo perdavimo vientisumą ir greitį, o tai ypač svarbu mobiliuosiuose įrenginiuose ir didelio našumo skaičiavimo programose, kurioms reikalingas mažesnis pakuotės dydis ir didesnis našumas.
• Vario folijos aušintuvai ir šiluminiai kanalai: Dėl puikaus šilumos laidumo vario folija dažnai naudojama šilumos kriauklėse, šiluminiuose kanaluose ir šiluminės sąsajos medžiagose, esančiose lustų pakuotėse, siekiant padėti greitai perduoti lusto generuojamą šilumą į išorines aušinimo konstrukcijas. Ši programa ypač svarbi didelės galios lustuose ir paketuose, kuriems reikalingas tikslus temperatūros valdymas, pvz., CPU, GPU ir energijos valdymo lustuose.
• Naudojama per Silicio Via (TSV) technologiją: Taikant 2,5D ir 3D lustų pakavimo technologijas, vario folija naudojama laidžiai užpildo medžiagai sukurti per silicio angas, užtikrinančią vertikalią lustų sujungimą. Dėl didelio vario folijos laidumo ir apdirbamumo ji yra tinkamiausia medžiaga šiose pažangiose pakavimo technologijose, palaiko didesnį tankį ir trumpesnius signalo kelius, taip pagerinant bendrą sistemos našumą.

2. Flip-Chip pakuotė

3. Švino rėmo pakuotė

4. Sistema pakete (SiP)

5. Fan-Out pakuotė

6. Šiluminio valdymo ir šilumos išsklaidymo programos

7. Pažangios pakavimo technologijos (pvz., 2.5D ir 3D pakavimas)

Apskritai, varinės folijos naudojimas lustų pakuotėse neapsiriboja tradicinėmis laidžiomis jungtimis ir šilumos valdymu, bet apima ir naujas pakavimo technologijas, tokias kaip atverčiamas mikroschemas, sistema pakuotėje, ištraukiama pakuotė ir 3D pakuotė. Vario folijos daugiafunkcinės savybės ir puikus veikimas vaidina pagrindinį vaidmenį gerinant lustų pakavimo patikimumą, našumą ir ekonomiškumą.