kertas tembagamenjadi semakin penting dalam pengemasan chip karena konduktivitas listrik, konduktivitas termal, kemampuan proses, dan efektivitas biaya. Berikut adalah analisis mendetail mengenai aplikasi spesifiknya dalam pengemasan chip:
1. Ikatan Kawat Tembaga
- Pengganti Kawat Emas atau Aluminium: Secara tradisional, kabel emas atau aluminium telah digunakan dalam kemasan chip untuk menghubungkan sirkuit internal chip secara elektrik ke kabel eksternal. Namun, seiring dengan kemajuan teknologi pemrosesan tembaga dan pertimbangan biaya, foil tembaga dan kawat tembaga secara bertahap menjadi pilihan utama. Konduktivitas listrik tembaga kira-kira 85-95% dari emas, namun biayanya sekitar sepersepuluh, menjadikannya pilihan ideal untuk kinerja tinggi dan efisiensi ekonomi.
- Peningkatan Kinerja Listrik: Ikatan kawat tembaga menawarkan resistansi yang lebih rendah dan konduktivitas termal yang lebih baik dalam aplikasi frekuensi tinggi dan arus tinggi, secara efektif mengurangi kehilangan daya dalam interkoneksi chip dan meningkatkan kinerja listrik secara keseluruhan. Oleh karena itu, penggunaan foil tembaga sebagai bahan konduktif dalam proses pengikatan dapat meningkatkan efisiensi dan keandalan pengemasan tanpa meningkatkan biaya.
- Digunakan dalam Elektroda dan Micro-Bumps: Pada 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 benjolan mikro, yang langsung disolder ke substrat. Ketahanan termal yang rendah dan konduktivitas tembaga yang tinggi memastikan transmisi sinyal dan daya yang efisien.
- Keandalan dan Manajemen Termal: Karena ketahanannya yang baik terhadap migrasi listrik dan kekuatan mekanik, tembaga memberikan keandalan jangka panjang yang lebih baik dalam berbagai siklus termal dan kepadatan 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 pada kemasan.
- Bahan Rangka Timbal: kertas tembagabanyak digunakan dalam kemasan rangka timah, terutama untuk kemasan perangkat listrik. Rangka timah memberikan dukungan struktural dan sambungan listrik untuk chip, membutuhkan bahan dengan konduktivitas tinggi dan konduktivitas termal yang baik. Foil tembaga memenuhi persyaratan ini, secara efektif mengurangi biaya pengemasan sekaligus meningkatkan pembuangan panas dan kinerja listrik.
- Teknik Perawatan Permukaan: Dalam aplikasi praktis, foil tembaga sering kali mengalami perawatan permukaan seperti pelapisan nikel, timah, atau perak untuk mencegah oksidasi dan meningkatkan kemampuan solder. Perawatan ini semakin meningkatkan daya tahan dan keandalan foil tembaga dalam kemasan rangka timah.
- Bahan Konduktif dalam Modul Multi-Chip: Teknologi System-in-package mengintegrasikan beberapa chip dan komponen pasif ke dalam satu paket untuk mencapai integrasi dan kepadatan fungsional yang lebih tinggi. Foil tembaga digunakan untuk membuat sirkuit interkoneksi internal dan berfungsi sebagai jalur konduksi arus. Aplikasi ini memerlukan foil tembaga yang memiliki konduktivitas tinggi dan karakteristik ultra-tipis untuk mencapai kinerja lebih tinggi dalam ruang pengemasan terbatas.
- Aplikasi RF dan Gelombang Milimeter: Foil tembaga juga memainkan peran penting dalam rangkaian transmisi sinyal frekuensi tinggi di SiP, terutama dalam aplikasi frekuensi radio (RF) dan gelombang milimeter. Karakteristik kehilangan yang rendah dan konduktivitas yang sangat baik memungkinkannya mengurangi redaman sinyal secara efektif dan meningkatkan efisiensi transmisi dalam 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 chip I/O ke area yang lebih luas. Konduktivitas tinggi dan daya rekat yang baik pada foil tembaga menjadikannya bahan yang ideal untuk membangun lapisan redistribusi, meningkatkan kepadatan I/O, dan mendukung integrasi multi-chip.
- Pengurangan Ukuran dan Integritas Sinyal: Penerapan foil tembaga pada lapisan redistribusi membantu mengurangi ukuran paket sekaligus meningkatkan integritas dan kecepatan transmisi sinyal, yang sangat penting dalam perangkat seluler dan aplikasi komputasi berkinerja tinggi yang memerlukan ukuran kemasan lebih kecil dan kinerja lebih tinggi.
- Pendingin Foil Tembaga dan Saluran Termal: Karena konduktivitas termalnya yang sangat baik, foil tembaga sering digunakan dalam unit pendingin, saluran termal, dan bahan antarmuka termal dalam kemasan chip untuk membantu dengan cepat mentransfer panas yang dihasilkan oleh chip ke struktur pendingin eksternal. Aplikasi ini sangat penting terutama pada chip dan paket berdaya tinggi yang memerlukan kontrol suhu 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 bahan pengisi konduktif untuk vias silikon tembus, yang menyediakan interkoneksi vertikal antar chip. Konduktivitas tinggi dan kemampuan proses dari foil tembaga menjadikannya bahan 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. Kemasan Bingkai Timbal
4. Sistem-dalam-Paket (SiP)
5. Kemasan Fan-Out
6. Aplikasi Manajemen Termal dan Pembuangan Panas
7. Teknologi Pengemasan Tingkat Lanjut (seperti Pengemasan 2.5D dan 3D)
Secara keseluruhan, penerapan foil tembaga dalam kemasan chip tidak terbatas pada koneksi konduktif tradisional dan manajemen termal namun meluas ke teknologi kemasan baru seperti flip-chip, system-in-package, fan-out packing, dan kemasan 3D. Sifat multifungsi dan kinerja luar biasa dari foil tembaga memainkan peran penting dalam meningkatkan keandalan, kinerja, dan efektivitas biaya kemasan chip.
Waktu posting: 20 Sep-2024