Kobrezko paperaren aplikazioak txirbil ontzietan

Kobrezko paperagero eta garrantzi handiagoa hartzen ari da txip-ontzian, eroankortasun elektrikoa, eroankortasun termikoa, prozesagarritasuna eta kostu-eraginkortasuna direla eta. Hona hemen txip-ontzian dituen aplikazio espezifikoen azterketa zehatza:

1. Kobrezko alanbreen lotura

• Urrezko edo aluminiozko alanbrearen ordezkoa: Tradizionalki, txiparen ontzietan urrezko edo aluminiozko hariak erabili izan dira txiparen barneko zirkuitua kanpoko kableekin elektrikoki konektatzeko. Hala ere, kobrea prozesatzeko teknologiaren aurrerapenekin eta kostu kontuekin, kobrezko papera eta kobrezko alanbrea aukera nagusi bihurtzen ari dira pixkanaka. Kobrearen eroankortasun elektrikoa urrearen % 85-95 da gutxi gorabehera, baina bere kostua hamarren bat ingurukoa da, eta errendimendu handiko eta eraginkortasun ekonomikorako aukera ezin hobea da.
• Errendimendu elektriko hobetua: Kobrezko alanbreen loturak erresistentzia txikiagoa eta eroankortasun termiko hobea eskaintzen ditu maiztasun handiko eta korronte handiko aplikazioetan, txip interkonexioetan potentzia-galera eraginkortasunez murrizten eta errendimendu elektriko orokorra hobetzen du. Horrela, lotura-prozesuetan kobrezko papera material eroale gisa erabiltzeak ontzien eraginkortasuna eta fidagarritasuna hobetu ditzake kostuak handitu gabe.
• Elektrodoetan eta Mikro-Bumpetan erabiltzen da: Flip-chip-en ontzietan, txipa iraultzen da, bere gainazaleko sarrera/irteera (I/O) padak paketearen substratuko zirkuitura zuzenean konekta daitezen. Kobrezko papera elektrodoak eta mikro-kolpeak egiteko erabiltzen da, substratuari zuzenean soldatzen direnak. Erresistentzia termiko baxuak eta kobrearen eroankortasun handiak seinaleen eta potentziaren transmisio eraginkorra bermatzen du.
• Fidagarritasuna eta Kudeaketa Termikoa: Elektromigrazioarekiko eta erresistentzia mekanikoarekiko duen erresistentzia ona dela eta, kobreak epe luzerako fidagarritasun hobea eskaintzen du ziklo termiko eta korronte dentsitate desberdinetan. Gainera, kobrearen eroankortasun termiko handiak txiparen funtzionamenduan sortutako beroa azkar xahutzen laguntzen du substratura edo bero-hustera, paketearen kudeaketa termikoaren gaitasunak hobetuz.
• Berunezko markoaren materiala: Kobrezko paperaoso erabilia da berunezko markoen ontzietan, batez ere potentzia-gailuen ontzietan. Berunezko markoak egiturazko euskarria eta konexio elektrikoa eskaintzen ditu txiparentzat, eroankortasun handiko eta eroankortasun termiko ona duten materialak behar direlarik. Kobrezko paperak baldintza hauek betetzen ditu, eta ontziratzeko kostuak eraginkortasunez murrizten ditu, disipazio termikoa eta errendimendu elektrikoa hobetzen dituen bitartean.
• Azalera tratatzeko teknikak: Aplikazio praktikoetan, kobrezko paperak gainazaleko tratamenduak jasan ohi ditu, hala nola nikela, eztainua edo zilarrezkoa, oxidazioa saihesteko eta soldagarritasuna hobetzeko. Tratamendu hauek kobrezko paperaren iraunkortasuna eta fidagarritasuna areagotzen dituzte berunezko markoen ontzietan.
• Material eroalea txip anitzeko moduluetan: System-in-package teknologiak hainbat txip eta osagai pasibo integratzen ditu pakete bakar batean integrazio eta dentsitate funtzional handiagoa lortzeko. Kobrezko papera barne konektatzeko zirkuituak fabrikatzeko erabiltzen da eta korronte-eroapen-bide gisa balio du. Aplikazio honek kobrezko paperak eroankortasun handia eta ezaugarri ultrameheak izatea eskatzen du ontzi-espazio mugatuan errendimendu handiagoa lortzeko.
• RF eta uhin milimetrikoen aplikazioak: Kobrezko paperak ere funtsezko zeregina du SiP-ko maiztasun handiko seinaleen transmisio-zirkuituetan, batez ere irrati-maiztasun (RF) eta uhin milimetrikoen aplikazioetan. Bere galera baxuko ezaugarriek eta eroankortasun bikainak seinalearen atenuazioa modu eraginkorrean murrizten du eta maiztasun handiko aplikazio hauetan transmisioaren eraginkortasuna hobetzen du.
• Birbanaketa geruzetan (RDL) erabiltzen da: Fan-out ontzietan, kobrezko papera erabiltzen da birbanaketa geruza eraikitzeko, txiparen I/O eremu handiago batera birbanatzen duen teknologia. Eroankortasun handia eta kobre-paperaren atxikimendu onak material aproposa da birbanatzeko geruzak eraikitzeko, I/O dentsitatea areagotzeko eta txip anitzeko integrazioari laguntzeko.
• Tamaina murriztea eta seinalearen osotasuna: birbanaketa geruzetan kobrezko papera aplikatzeak paketeen tamaina murrizten laguntzen du, seinalearen transmisioaren osotasuna eta abiadura hobetzen dituen bitartean, eta hori bereziki garrantzitsua da gailu mugikor eta errendimendu handiko aplikazio informatikoetan, ontzi-tamaina txikiagoak eta errendimendu handiagoa eskatzen dutenak.
• Kobrezko paperezko bero-hustugailuak eta kanal termikoak: Bere eroankortasun termiko bikaina dela eta, kobrezko papera sarritan erabiltzen da txiparen bilgarrietan bero-hozkailuetan, kanal termikoetan eta interfaze termikoko materialetan txipak sortutako beroa kanpoko hozte egituretara azkar transferitzeko. Aplikazio hau bereziki garrantzitsua da potentzia handiko txipetan eta tenperatura kontrol zehatza behar duten paketeetan, hala nola PUZak, GPUak eta potentzia kudeatzeko txipetan.
• Through-Silicon Via (TSV) Teknologian erabiltzen da: 2.5D eta 3D txip-ontzien teknologietan, kobrezko papera erabiltzen da silizio bidezko bideetarako betegarri eroalerako materiala sortzeko, txip arteko interkonexio bertikala eskainiz. Kobre-paperaren eroankortasun eta prozesagarritasun handiak ontziratzeko teknologia aurreratu hauetan hobetsitako materiala bihurtzen du, dentsitate handiagoko integrazioa eta seinale bide laburragoak onartzen ditu, sistemaren errendimendu orokorra hobetuz.

2. Flip-Chip Packaging

3. Lead Frame Packaging

4. Sistema paketean (SiP)

5. Fan-Out Packaging

6. Kudeaketa Termikoa eta Beroa Xahutzeko Aplikazioak

7. Packaging Teknologia aurreratuak (adibidez, 2.5D eta 3D Packaging)

Oro har, kobrezko paperaren aplikazioa txip-ontzietan ez da ohiko konexio eroaleetara eta kudeaketa termikora mugatzen, baizik eta ontziratze-teknologietara hedatzen da, hala nola, flip-chip, system-in-package, fan-out packaging eta 3D ontziratzeetara. Funtzio anitzeko propietateak eta kobre paperaren errendimendu bikainak funtsezko eginkizuna dute txip-ontzien fidagarritasuna, errendimendua eta kostu-eraginkortasuna hobetzeko.