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美国业者研发可解决覆晶封装散热问题的奈米技术
来源:  作者:本站


美国业者Nextreme宣称已透过新研发的散热铜柱凸块(thermal copper pillar bumps),解决目前覆晶封装(flip-chip)中的过热问题。该技术在每个凸块中嵌入了一个热电散热器(thermoelectric cooler),既可冷却芯片,也可反过来利用废热产生能量。

市场研究机构Prismark Partners合伙人Jeff Doubrava表示:「10年来,散热管理已经成为半导体封装领域的最重要问题之一。Nextreme的技术正是瞄准了这个议题,我们也认为该公司正朝着正确的发展方向前进。」

Nextreme的散热铜柱技术,在覆晶封装芯片的背面散布了焊接凸块,这不仅能够导电,还可以热导出芯片外。该铜柱透过将专利奈米热电薄膜整合在每个凸块中来主动散热,当电流流过这些凸块时,热电主动(thermoelectrically active)架构某一端的冷却速度会比另一端要快,产生热差(thermal differential)使芯片冷却加速。

此一过程还可以反向执行,即利用热差来产生少量的能量作为电能收集(power scavenging)应用。Nextreme表示,只要让电流通过一根60微米高的柱子,就能产生60℃的温度差,最大可以在每平方公分的面积上,产生150瓦(watts)的电能。

该数字比目前覆晶芯片每平方公分15W的电能要高出9倍。在发电应用中,同样的温度差每平方公分还可以多产生3W的电能,相当于每个凸块能产生10mW的电能。

Nextreme执行长Jesko von Windheim表示:「我们希望能够改变半导体产业的散热和电源管理方式。我们的技术具有冷却和能源收集的功能,且能可以利用标准覆晶封装芯片凸块焊接制程进行设计。」

该公司的专利薄膜,使得一个嵌入式热电冷却器(eTEC)可以利用席贝克(Seebeck)效应;这里的电能是通过一个温度差来产生的,该温差能让费米(Fermi)能量贯穿所有热电材料,产生足以驱动电流的电压。

目前该制程正在进行GR-468可靠性测试,并将在今年年底开始试产。可以用于微控制器、显示驱动IC、射频离散组件、仪表芯片、智能卡和固定讯号设备。


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