Mga Aplikasyon ng Copper Foil sa Chip Packaging

Copper foilay nagiging lalong mahalaga sa chip packaging dahil sa electrical conductivity, thermal conductivity, processability, at cost-effectiveness nito. Narito ang isang detalyadong pagsusuri ng mga partikular na aplikasyon nito sa chip packaging:

1. Copper Wire Bonding

• Kapalit para sa Gold o Aluminum Wire: Ayon sa kaugalian, ang mga ginto o aluminyo na wire ay ginagamit sa chip packaging para elektrikal na ikonekta ang internal circuitry ng chip sa mga external na lead. Gayunpaman, sa mga pag-unlad sa teknolohiya ng pagpoproseso ng tanso at mga pagsasaalang-alang sa gastos, ang copper foil at copper wire ay unti-unting nagiging pangunahing mga pagpipilian. Ang electrical conductivity ng Copper ay humigit-kumulang 85-95% kaysa sa ginto, ngunit ang halaga nito ay humigit-kumulang isang ikasampu, na ginagawa itong isang perpektong pagpipilian para sa mataas na pagganap at kahusayan sa ekonomiya.
• Pinahusay na Pagganap ng Elektrisidad: Ang copper wire bonding ay nag-aalok ng mas mababang resistensya at mas mahusay na thermal conductivity sa high-frequency at high-current na mga application, na epektibong binabawasan ang pagkawala ng kuryente sa mga interconnection ng chip at pagpapabuti ng pangkalahatang pagganap ng kuryente. Kaya, ang paggamit ng copper foil bilang conductive material sa mga proseso ng bonding ay maaaring mapahusay ang kahusayan at pagiging maaasahan ng packaging nang hindi tumataas ang mga gastos.
• Ginagamit sa Electrodes at Micro-Bumps: Sa flip-chip packaging, ang chip ay binaligtad upang ang input/output (I/O) pad sa ibabaw nito ay direktang konektado sa circuit sa substrate ng package. Ang copper foil ay ginagamit upang gumawa ng mga electrodes at micro-bumps, na direktang ibinebenta sa substrate. Ang mababang thermal resistance at mataas na conductivity ng tanso ay nagsisiguro ng mahusay na paghahatid ng mga signal at kapangyarihan.
• Pagiging Maaasahan at Thermal Management: Dahil sa mahusay na pagtutol nito sa electromigration at mekanikal na lakas, ang tanso ay nagbibigay ng mas mahusay na pangmatagalang pagiging maaasahan sa ilalim ng iba't ibang thermal cycle at kasalukuyang densidad. Bukod pa rito, ang mataas na thermal conductivity ng tanso ay nakakatulong na mabilis na mawala ang init na nabuo sa panahon ng operasyon ng chip sa substrate o heat sink, na nagpapahusay sa mga kakayahan sa pamamahala ng thermal ng package.
• Materyal ng Lead Frame: Copper foilay malawakang ginagamit sa lead frame packaging, lalo na para sa power device packaging. Ang lead frame ay nagbibigay ng structural support at electrical connection para sa chip, na nangangailangan ng mga materyales na may mataas na conductivity at magandang thermal conductivity. Ang copper foil ay nakakatugon sa mga kinakailangang ito, na epektibong binabawasan ang mga gastos sa packaging habang pinapabuti ang thermal dissipation at electrical performance.
• Mga Teknik sa Paggamot sa Ibabaw: Sa mga praktikal na aplikasyon, ang copper foil ay madalas na sumasailalim sa mga pang-ibabaw na paggamot gaya ng nickel, tin, o silver plating upang maiwasan ang oksihenasyon at mapabuti ang solderability. Ang mga paggamot na ito ay higit na nagpapahusay sa tibay at pagiging maaasahan ng copper foil sa lead frame packaging.
• Conductive Material sa Multi-Chip Module: Ang teknolohiya ng system-in-package ay nagsasama ng maraming chip at passive na bahagi sa isang pakete upang makamit ang mas mataas na pagsasama at functional density. Ang copper foil ay ginagamit sa paggawa ng mga panloob na interconnecting circuit at nagsisilbing kasalukuyang conduction path. Ang application na ito ay nangangailangan ng copper foil na magkaroon ng mataas na conductivity at ultra-manipis na mga katangian upang makamit ang mas mataas na pagganap sa limitadong espasyo sa packaging.
• Mga Aplikasyon ng RF at Millimeter-Wave: Ang copper foil ay gumaganap din ng mahalagang papel sa mga high-frequency signal transmission circuits sa SiP, lalo na sa radio frequency (RF) at millimeter-wave application. Ang mga katangian ng mababang pagkawala nito at mahusay na kondaktibiti ay nagbibigay-daan dito upang mabawasan ang pagpapahina ng signal nang epektibo at pagbutihin ang kahusayan ng paghahatid sa mga high-frequency na application na ito.
• Ginamit sa Redistribution Layers (RDL): Sa fan-out packaging, ang copper foil ay ginagamit upang buuin ang redistribution layer, isang teknolohiya na muling namamahagi ng chip I/O sa mas malaking lugar. Ang mataas na conductivity at magandang adhesion ng copper foil ay ginagawa itong perpektong materyal para sa pagbuo ng mga layer ng muling pamamahagi, pagtaas ng density ng I/O at pagsuporta sa multi-chip integration.
• Pagbawas ng Sukat at Integridad ng Signal: Ang paglalapat ng copper foil sa mga layer ng muling pamamahagi ay nakakatulong na bawasan ang laki ng package habang pinapabuti ang integridad at bilis ng paghahatid ng signal, na partikular na mahalaga sa mga mobile device at mga application ng computing na may mataas na pagganap na nangangailangan ng mas maliliit na laki ng packaging at mas mataas na performance.
• Mga Heat Sink ng Copper Foil at Thermal Channel: Dahil sa mahusay na thermal conductivity nito, ang copper foil ay kadalasang ginagamit sa mga heat sink, thermal channel, at thermal interface na materyales sa loob ng chip packaging upang makatulong na mabilis na ilipat ang init na nabuo ng chip sa mga panlabas na istruktura ng paglamig. Ang application na ito ay lalong mahalaga sa mga high-power na chip at mga pakete na nangangailangan ng tumpak na kontrol sa temperatura, gaya ng mga CPU, GPU, at power management chip.
• Ginamit sa Through-Silicon Via (TSV) Technology: Sa 2.5D at 3D chip packaging na teknolohiya, ang copper foil ay ginagamit upang lumikha ng conductive fill material para sa through-silicon vias, na nagbibigay ng patayong pagkakakonekta sa pagitan ng mga chip. Ang mataas na conductivity at processability ng copper foil ay ginagawa itong isang ginustong materyal sa mga advanced na teknolohiya ng packaging na ito, na sumusuporta sa mas mataas na density na integration at mas maiikling signal path, at sa gayon ay nagpapahusay sa pangkalahatang pagganap ng system.

2. Flip-Chip Packaging

3. Packaging ng Lead Frame

4. System-in-Package (SiP)

5. Fan-Out na Packaging

6. Thermal Management at Mga Aplikasyon sa Pag-alis ng init

7. Advanced na Packaging Technologies (tulad ng 2.5D at 3D Packaging)

Sa pangkalahatan, ang paggamit ng copper foil sa chip packaging ay hindi limitado sa tradisyonal na conductive connections at thermal management ngunit umaabot sa mga umuusbong na teknolohiya sa packaging gaya ng flip-chip, system-in-package, fan-out packaging, at 3D packaging. Ang mga multifunctional na katangian at mahusay na pagganap ng copper foil ay may mahalagang papel sa pagpapabuti ng pagiging maaasahan, pagganap, at pagiging epektibo sa gastos ng chip packaging.