Kupferkernkugeln sind Kernverbindungsmaterialien für 3D-Verpackungen, HBM-Speicherstapelung, hoch-dichte Integration von KI-Chips und High-End-GPUs sowie Hochleistungsrechnen. Ihre strukturelle Stabilität und hervorragende elektrothermische Leistung unterstützen mehrschichtige Stapelprozesse und verbessern die Systemzuverlässigkeit.
3D-Verpackung: Die strukturelle Grundlage für hoch-dichtes Stapeln
Bei der 3D-Verpackung werden mehrere Chips innerhalb desselben Gehäuses vertikal gestapelt, was mehrere Reflow-Lötprozesse erfordert. Herkömmliche Lotkugeln neigen nach dem Schmelzen bei hohen Temperaturen dazu, unter dem Schwerkraftdruck zusammenzubrechen, was zu Kurzschlüssen führt. Kupferkernkugeln mit ihrem Kupferkern-Schmelzpunkt von 1083 Grad bleiben beim Reflow-Löten bei etwa 250 Grad fest, wodurch die Lötfugenspalte effektiv aufrechterhalten, Verformungen und Brückenbildung verhindert und die Stabilität der mehrschichtigen Struktur sichergestellt werden.
HBM Memory Stacking: Die wichtigste Unterstützung zum Durchbrechen der „Memory Wall“
Speicher mit hoher Bandbreite (HBM) erreicht Datenübertragungsraten auf TB/s-Niveau, indem mehrere Schichten von DRAM-Chips vertikal gestapelt werden. Dieser Aufbau stellt äußerst hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Lötverbindung. Kupferkernkugeln gewährleisten nicht nur die physikalische räumliche Stabilität zwischen den mehreren DRAM-Schichten innerhalb von HBM, sondern reduzieren mit ihrer Leitfähigkeit, die fünf- bis zehnmal höher ist als die von Lötkugeln, auch die Stromdichte erheblich, unterdrücken Elektromigration und verlängern die Speicherlebensdauer.
KI-Chips: Die bevorzugte Lösung für hohen Stromverbrauch und hohe Stromdichte KI-Trainingschips (wie der NVIDIA H100) können im Betrieb Hunderte Watt verbrauchen, bei extrem hohen lokalen Stromdichten. Die hohe Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit der Kupferkernkugeln tragen dazu bei, die Signallatenz zu reduzieren, die Energieeffizienz zu verbessern und Wärme schnell abzuleiten, wodurch Hotspot-Probleme gemildert werden. Ihre Vorteile in Bezug auf Elektromigrationsbeständigkeit und Schockfestigkeit gewährleisten den stabilen Betrieb von KI-Chips unter langfristigen hohen Belastungen.
High-End-GPU-Gehäuse: Ermöglicht hochleistungsfähige Grafiken und Computing. Moderne High-End-GPUs nutzen Chiplet-Design und 2,5D/3D-Gehäusetechnologie, um den Rechenkern und den HBM-Speicher über einen Silizium-Interposer zu integrieren. Kupferkernkugeln, die als vertikales Verbindungsmedium zwischen dem Chip und dem Interposer dienen, sind nicht nur mit vorhandenen Kugelmontagegeräten und Reflow-Prozessen kompatibel, sondern behalten auch die Verbindungszuverlässigkeit während mehrerer Wärmezyklen bei, was sie zu einer Schlüsselkomponente für die Erzielung einer Kommunikation mit hoher Bandbreite und geringer Latenz macht.
