Foil tembagasemakin penting dalam pengemasan chip karena konduktivitas listrik, konduktivitas termal, kemudahan pemrosesan, dan efektivitas biayanya. Berikut analisis detail aplikasi spesifiknya dalam pengemasan chip:
1. Ikatan Kawat Tembaga
- Pengganti Kawat Emas atau AluminiumSecara tradisional, kawat emas atau aluminium telah digunakan dalam pengemasan chip untuk menghubungkan sirkuit internal chip ke kabel eksternal secara elektrik. Namun, seiring kemajuan teknologi pemrosesan tembaga dan pertimbangan biaya, foil tembaga dan kawat tembaga secara bertahap menjadi pilihan utama. Konduktivitas listrik tembaga sekitar 85-95% dari emas, tetapi biayanya sekitar sepersepuluh, menjadikannya pilihan ideal untuk kinerja tinggi dan efisiensi ekonomi.
- Peningkatan Kinerja ListrikIkatan kawat tembaga menawarkan resistansi yang lebih rendah dan konduktivitas termal yang lebih baik dalam aplikasi frekuensi dan arus tinggi, yang secara efektif mengurangi kehilangan daya pada interkoneksi chip dan meningkatkan kinerja listrik secara keseluruhan. Dengan demikian, penggunaan foil tembaga sebagai material konduktif dalam proses ikatan dapat meningkatkan efisiensi dan keandalan pengemasan tanpa meningkatkan biaya.
- Digunakan dalam Elektroda dan Micro-BumpsDalam kemasan flip-chip, chip dibalik sehingga bantalan input/output (I/O) pada permukaannya terhubung langsung ke sirkuit pada substrat kemasan. Foil tembaga digunakan untuk membuat elektroda dan micro-bump, yang disolder langsung ke substrat. Resistansi termal yang rendah dan konduktivitas tembaga yang tinggi memastikan transmisi sinyal dan daya yang efisien.
- Keandalan dan Manajemen TermalBerkat ketahanannya yang baik terhadap elektromigrasi dan kekuatan mekanisnya, tembaga memberikan keandalan jangka panjang yang lebih baik dalam berbagai siklus termal dan kerapatan arus. Selain itu, konduktivitas termal tembaga yang tinggi membantu menghilangkan panas yang dihasilkan selama pengoperasian chip dengan cepat ke substrat atau unit pendingin, sehingga meningkatkan kemampuan manajemen termal paket.
- Bahan Bingkai Timbal: Foil tembagaBanyak digunakan dalam pengemasan rangka timbal, terutama untuk pengemasan perangkat daya. Rangka timbal menyediakan dukungan struktural dan koneksi listrik untuk chip, sehingga membutuhkan material dengan konduktivitas tinggi dan konduktivitas termal yang baik. Foil tembaga memenuhi persyaratan ini, sehingga secara efektif mengurangi biaya pengemasan sekaligus meningkatkan disipasi termal dan kinerja listrik.
- Teknik Perawatan PermukaanDalam aplikasi praktis, foil tembaga sering mengalami perlakuan permukaan seperti pelapisan nikel, timah, atau perak untuk mencegah oksidasi dan meningkatkan kemampuan solder. Perlakuan ini semakin meningkatkan daya tahan dan keandalan foil tembaga dalam kemasan rangka timbal.
- Bahan Konduktif dalam Modul Multi-ChipTeknologi sistem-dalam-paket mengintegrasikan beberapa chip dan komponen pasif ke dalam satu paket untuk mencapai integrasi dan kepadatan fungsional yang lebih tinggi. Foil tembaga digunakan untuk memproduksi sirkuit interkoneksi internal dan berfungsi sebagai jalur konduksi arus. Aplikasi ini membutuhkan foil tembaga yang memiliki konduktivitas tinggi dan karakteristik ultra-tipis untuk mencapai kinerja yang lebih tinggi dalam ruang kemasan yang terbatas.
- Aplikasi RF dan Gelombang MilimeterFoil tembaga juga memainkan peran penting dalam sirkuit transmisi sinyal frekuensi tinggi pada SiP, terutama pada aplikasi frekuensi radio (RF) dan gelombang milimeter. Karakteristik rugi-ruginya yang rendah dan konduktivitasnya yang sangat baik memungkinkannya untuk secara efektif mengurangi atenuasi sinyal dan meningkatkan efisiensi transmisi pada aplikasi frekuensi tinggi ini.
- Digunakan dalam Lapisan Redistribusi (RDL)Dalam kemasan fan-out, foil tembaga digunakan untuk membangun lapisan redistribusi, sebuah teknologi yang mendistribusikan ulang I/O chip ke area yang lebih luas. Konduktivitas yang tinggi dan daya rekat yang baik dari foil tembaga menjadikannya material yang ideal untuk membangun lapisan redistribusi, meningkatkan kepadatan I/O, dan mendukung integrasi multi-chip.
- Pengurangan Ukuran dan Integritas Sinyal:Penerapan lapisan tembaga pada lapisan redistribusi membantu mengurangi ukuran paket sekaligus meningkatkan integritas dan kecepatan transmisi sinyal, yang khususnya penting dalam perangkat seluler dan aplikasi komputasi berkinerja tinggi yang memerlukan ukuran kemasan lebih kecil dan kinerja lebih tinggi.
- Heatsink Foil Tembaga dan Saluran TermalKarena konduktivitas termalnya yang sangat baik, foil tembaga sering digunakan dalam heat sink, saluran termal, dan material antarmuka termal dalam kemasan chip untuk membantu mentransfer panas yang dihasilkan oleh chip dengan cepat ke struktur pendingin eksternal. Aplikasi ini khususnya penting dalam chip dan paket berdaya tinggi yang membutuhkan kontrol suhu yang presisi, seperti CPU, GPU, dan chip manajemen daya.
- Digunakan dalam Teknologi Through-Silicon Via (TSV)Dalam teknologi pengemasan chip 2.5D dan 3D, foil tembaga digunakan untuk membuat material pengisi konduktif untuk vias silikon tembus, yang menyediakan interkoneksi vertikal antar chip. Konduktivitas dan kemampuan proses yang tinggi dari foil tembaga menjadikannya material pilihan dalam teknologi pengemasan canggih ini, mendukung integrasi kepadatan yang lebih tinggi dan jalur sinyal yang lebih pendek, sehingga meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
2. Kemasan Flip-Chip
3. Pengemasan Bingkai Timbal
4. Sistem dalam Paket (SiP)
5. Kemasan Kipas
6. Aplikasi Manajemen Termal dan Pembuangan Panas
7. Teknologi Pengemasan Canggih (seperti Pengemasan 2.5D dan 3D)
Secara keseluruhan, penerapan foil tembaga dalam pengemasan chip tidak terbatas pada sambungan konduktif dan manajemen termal tradisional, tetapi juga meluas ke teknologi pengemasan yang sedang berkembang seperti flip-chip, sistem dalam kemasan, pengemasan fan-out, dan pengemasan 3D. Sifat multifungsi dan kinerja foil tembaga yang unggul berperan penting dalam meningkatkan keandalan, kinerja, dan efektivitas biaya pengemasan chip.
Waktu posting: 20-Sep-2024