精密銅柱および銅ブロックは、SiPおよび3Dパッケージ用のはんだ付け可能な離散的な相互接続部品であり、円筒径はΦ0.09〜2mm、高さは最大6mmです。
これらはウェハーレベルの電気めっきによって形成されるCuピラーバンプとは異なる製品カテゴリであり、このページではSMTとリフローはんだ付けで取り付けられた離散精密部品について扱っています。
河南チャルコは、円筒形および正方形の形状を図面や仕様に合わせて供給しており、裸の銅または金メッキの表面仕上げを用いて、テープとリール、または瓶で出荷されます。
銅柱とは何ですか?離散的な柱ピンとメッキされた柱の突起の説明
より広範な ICパッケージングのインターコネクトソリューションにおいて、銅柱は高度パッケージングで使用される柱状銅インターコネクト構造の総称です。
製造方法やパッケージの位置によって、当社の銅柱製品は主に2つの製品形態に分けられます。
銅柱ピン(ディスクリート、SMTマウント)
標準的なSMT配置とリフローはんだ付けにより基板間に取り付けられた精密加工された離散銅ピラーおよび銅ブロック部品。
銅ピラーピン は、SiPおよびPMICモジュールの垂直接続、サポート、EMIシールドに使用されます。
寸法精度は、プレート加工ではなく加工によって得られ、直径から切り離されたサブミリメートルから数ミリメートルの高さが特徴です。
河南チャルコはΦ0.09〜2mmまでの10の標準サイズグレードで即応供給を提供しています。仕様、材料、用途は以下に詳述されています。
銅柱バンプ(ウェハーレベル電気めっき)
ウェハーパッドのフォトリソグラフィーで開いた窓を電鍍して形成されるバンプ構造で、通常は鉛フリーのはんだキャップが上に装着されています。
銅柱バンプは、細かいピッチのフリップチップインターコネクトに用いられ、ピッチは数十マイクロメートルまで、高さは通常数十マイクロメートルから約200μm(メッキ時間とプロセスウィンドウで設定)まで幅広く、プロセッサやHBMなどの高I/O密度パッケージで広く使われています。
河南チャルコは、ウェハーレベルのパッケージング仕様に合わせた銅柱バンプ容量を調達可能です。プロセスノード、ピッチ、材料スタック、生産能力はプロジェクトごとに確認されます。
以下の仕様、材料、用途は銅柱ピンをカバーしています。ウェハーレベルの電気めっき銅柱バンプソリューションについては、RFQでプロセスノードおよびピッチ要件を明記してください。プロジェクトごとにリソースを調達いたします。
銅柱および銅ブロックの仕様
標準仕様は、10種類の円筒径グレードと6つの正方形断面グレードをカバーしています。
以下の範囲を超えるサイズは図面で見積もり(カスタムサイズは図面に見積もり)。直径がΦ0.09mmより細かいものや、標準グレードより大きな正方形断面など、いずれもカスタムアイテムとして提供されています。
パッドのレイアウトとピッチの要件を実現可能性レビューのために送ってください。
円筒形の銅柱
| 種類 | 直径(Φ) | パッドピッチ | 身長範囲(mm) | 許容直径(mm) | 長さ公差(mm) |
| シリンダー | Φ2 mm | >2.2mm | 0.65–3.0 | ±0.015 | ±0.020 |
| シリンダー | Φ1.5 mm | >1.7mm | 0.65–3.0 | ±0.015 | ±0.020 |
| シリンダー | Φ1 mm | >1.2mm | 0.80–6.0 | ±0.015 | ±0.020 |
| シリンダー | Φ0.8 mm | >1mm | 0.65–6.0 | ±0.015 | ±0.020 |
| シリンダー | Φ0.4 mm | 500–600μm | 0.26–6.0 | ±0.010 | ±0.015 |
| シリンダー | Φ0.25 mm | 350–500μm | 0.16–5.0 | ±0.010 | ±0.015 |
| シリンダー | Φ0.2 mm | 300–400μm | 0.13–5.0 | ±0.010 | ±0.015 |
| シリンダー | φ0.15 mm | 275–350μm | 0.10–1.0 | ±0.010 | ±0.015 |
| シリンダー | φ0.12 mm | 220–300μm | 0.08–1.0 | ±0.010 | ±0.015 |
| シリンダー | Φ0.09 mm | 150–220μm | 0.08–1.0 | ±0.010 | ±0.015 |
正方形の銅ブロック
| 種類 | 断面積(W×T) | 長さ範囲(mm) | 許容範囲(mm) |
| スクエア | W0.2 × T0.2 mm | 0.2–1.0 | ±0.015 |
| スクエア | W0.23 × T0.33 mm | 0.33–1.0 | ±0.015 |
| スクエア | W0.4 × T0.33 mm | 0.4–1.0 | ±0.015 |
| スクエア | W0.4 × T0.4 mm | 0.4+ | ±0.015 |
| スクエア | W0.35 × T0.35 mm | 0.35+ | ±0.015 |
| スクエア | W0.3 × T0.7 mm | 0.7+ | ±0.015 |
円筒形(丸形)と四角形の両方の形状があり、裸の銅または金メッキの表面仕上げが施されています。
この範囲外のサイズが必要ですか?
カスタム寸法は図面に見積もりが提示されます — 図面を送って評価してください。
銅合金の選択肢:導電性、熱性能、CTE
| コード | 作曲 | CTE(10⁻⁶/K) | 熱伝導率(W/mK) | 導電率(%IACS) | 比重 |
| C8 | Cu + Zn 0.2% + Mg 0.15% | 17.5 | 300–330 | 76–83 | 8.9 |
| C9 | Cu + Sn 0.15% | 17.3 | 360 | 82 | 8.9 |
| CB | Cu 99.99% | 17.7 | 391 | >99年 | 8.9 |
| AC | Cu >99年.99% | 16.3 | >400 | >100 | 8.92 |
| C5191 リン光体青銅(比較用に示す) | Cu + Sn 5.5–7.0% + P 0.03–0.35% | 18 | 65 | 14 | 8.84 |
選び方:
CBおよびACの高純度銅品は、電流を運搬し熱を優先するシナリオ、すなわち電力経路、PMICモジュール、ピラーを熱経路として使用する設計を対象としており、導電率>99年%IACS、熱伝導率391–400+ W/mK)を特徴としています。
C8およびC9のマイクロ合金銅品は、高い導電率(76〜83%IACS)と強化性、加工性の向上を兼ね備え、部品の剛性を必要とする構造位置に適しています。
一般的なピンタイプ銅合金であるC5191リン青銅は、高電流・高熱のシナリオにはあまり適していません。熱伝導率65 W/mK、導電率14%のIACSは、高純度銅を数倍の1桁に追いかけます。
より高い%IACSは抵抗の低さを意味し、電流下で発生する熱が少なく、ピラーを通る熱伝導がより効率的になり、電流の混雑によるEMIノイズが減少し、高周波信号の減衰や遅延が少なくなります。
銅柱とはんだ球、銅芯ボール、そして金型経孔の比較
垂直インターコネクトの選択肢との最初の差別化変数はスタンドオフの高さです。
以下の表には、Copper Pillar Bumpを基準寸法として記載しており、どの製品ラインを選び、どの製品を調達するかを判断するのに役立ちます。
| オプション | 高さ能力 | 高さ–直径連結 | プロセスルート | 電気的および熱断面積 | 典型的な使用ポイント |
| はんだボール | リフロー後のボール高さ、最大約300μmまで | 高さはボール径に強く連動し、リフローの崩壊によりさらに減少します | ボール配置+リフロー、成熟したプロセス | はんだ断面積、電気的および熱的性能は中等です | BGA、標準ピッチのインターコネクト |
| Cuコアボール | 銅のコアはリフロー時に溶けず、スタンドオフを維持し、崩壊に抵抗します | 高さは依然としてボールの直径で上限が設定されています | ボール配置プロセスとの互換性 | 銅芯+はんだシェル | 崩壊抵抗を必要とする積層インターコネクト |
| カビを通る(TMV) | 型に成形されたビア、アスペクト比による深さの制約 | 深いビアはより大きな直径を必要とします。深さほどコストが増加します | レーザードリリング+充填による社内OSATプロセス | 充填導体断面積 | PoP型埋め込み伝導 |
| メッキされた銅柱(ウェハーレベル電気めっき) | 100〜200μmの約100〜200μmの高度は、堆積時間によって制限されます | 高さは装甲時間によって設定されます;板の厚さは変動しやすい | フォトリソグラフィー+電気めっき、ウェハーレベルのプロセス | 電気めっき銅断面 | ファインピッチ・フリップチップ相互接続 |
| 離散銅柱 | 直径に依存しない高さ 0.08–6 mm。 | 結合なし — 細い直径でも高い柱を形成できます(高いアスペクト比) | SMT配置+リフロー | 固体銅断面、強力な電気的および熱性能 | 高いスタンドオフ、板同士の積み重ね、シールド壁 |
必要なスタンドオフがリフローはんだボールの維持範囲を超えた場合、Cuコアボールの直径が上限に達した場合、またはTMVのアスペクト比やコストが実用的でない場合、離散銅ピラーは高さの自由度を提供するよう設計されます。高さは切断長で設定され、直径から切り離されます。
寸法精度は、板金の成長時間ではなく加工(公差は仕様表を参照)から得られます。層間高度の修正は切削長を変えるだけで済み、板付けプロセスウィンドウの再調整は不要です。
逆に、細いピッチで低高度のインターコネクトでは、はんだ球や電気めっきバンプが成熟し合理的な選択肢として残っています。銅柱は万能的な代替品ではありませんが、能力範囲の「高い」部分を埋める役割を果たします。
SiP、PMICモジュール、3Dパッケージングでの応用
SiPボード・ツー・ボードの支援と導通
SiPモジュールでは、円筒形の銅柱がメインボードと底材の間に設置され、機械的支持、電気伝導、そして熱放散経路の3つの役割を同時に担います。これは、銅製の断面が電流経路と熱経路を同一ピラー内で結合し、高い伝導性と高い熱放散を実現します。
柱状の形状はまた、移送型にも優れており、成形剤は柱間を滑らかに流れ、充填欠陥の減少に寄与します。
銅ブロックを用いたEMIコンパートメントシールド
正方形の銅ブロック(銅ブロック/金属バー)はモジュール内の内部仕切り壁として機能し、上部の金属シールドと基板地構造を接続し、パッケージ内部を遮蔽区画(コンパートメントシールド)に分割して、デジタル回路をRF/アナログ干渉から隔離します。
金属壁シールドのアプローチは、組み立てが簡単で低周波数でのシールド効果が高いと説明されています。プレス型シールドフレームが金型を必要としるのに対し、四角い銅ブロックは型を不要で標準SMTで設置します。パーティションレイアウトの修正は配置プログラムの調整だけで済みます。
PMICモジュールにおける高アスペクト比スタンドオフ
PMICモジュールは、上下基板の間にインダクタなどの背の高い部品を収容する必要があることが多いです。
高アスペクト比の銅柱は、直径が小さいことで数ミリメートルの層高を作り出し、かさばる部品のためのスペースを確保します。これはボールベースのアプローチでは達成できない形状です。十分な高さのボールは十分に厚くなければなりません。
3Dパッケージにおけるサイズの混合
3Dパッケージングの多層スタックでは、同じパッケージ内に異なるサイズを混ぜることができます。上部ダイの間には小径の銅柱、下部基板の間には大径の銅柱があり、各層はそれぞれの隙間に合わせてピラーサイズに合わせて配置されます。
10種類の標準直径グレードにより、新しい成分を層ごとに発生させることなく混合が可能です。
取り付けおよび組み立て:SMTの配置、リフロー、テープ&リール供給
離散銅ピラーは標準的な表面実装フローを経ます。すなんだプリント→SMTピック&プレイス→リフローです。
モジュール積み重ね用途では、その後の成形および研削工程(研削により柱端面が露出)は同様に互換性があり、成形と研削後も柱は端面で同一平面を保ち、次の接続層に備えます。
包装はテープとリール、またはボトル入りで提供されており、それぞれ自動給餌や小ロット試験生産に適しています。
1枚の基板に数百から数千本の柱がある大量のシナリオでは、個別配置以外の選択肢としては、アライメントフィクスチャーやピン挿入マスクを振動や空気供給と組み合わせて、はんだペースト印刷基板上で大量の柱を一度にアライメント・配置する方法があります。
バッチ内の外観や寸法の一貫性は安定した配置収縮の維持に役立ちます。これが±0.010–0.015mm直径許容差のポイントであり、ピックアンドプレイスノズルと視覚システムは同じ部品を何万倍も見ているのです。
品質、一貫性、ドキュメント
寸法精度はこれらの部品の中核的な品質コミットメントです。円筒径の許容差は±0.010–0.015mm、長さ公差は±0.015–0.020mm(仕様表参照)、そして±0.015mmの正方形断面公差です。バッチの一貫性は外観と寸法の両方で制御されています。
品質管理システムはISO 9001およびISO 14001(システムレベルの認証)認証を受けています。
コンプライアンスの具体的な構成や関連文書(RoHS/REACH宣言、適合証明書、バッチトレーサビリティ)はRFQで確認できます。
供給オプション、カスタマイズ、RFQの境界
供給基盤
標準サイズは上記の2つの表に基づいて提供されています。これらの範囲を超えるサイズ、例えば細かい直径や大きな正方形断面などは図面・仕様通りに見積もりが示され、材料はC8 / C9 / CB / ACグレードで選択可能です。
表面仕上げとパッケージング
裸の銅または金メッキの表面仕上げ;テープとリール、またはボトルのパッケージ。
ドキュメントフレームワーク
注文は、RFQで指定された適合証明書および寸法検査データとともに見積もりを出すことができます。文書はRFQの要件に合わせて設定されます。
関連製品
Chalcoは、ピンモジュール、銅接合線、 パワー半導体接合線およびリボン、金接合線、アルミニウム接合線、銀合金接合線などの半導体パッケージ材料をワンストップで供給しています。
よくある質問
離散的な銅ピラーはCuピラーのバンプと同じですか?
いいえ。両者ともCopper Pillar製品ファミリーに属し、2つの異なる形態があります。ピンはSiP/PMICモジュール内のボード間およびパッケージ内接続用にSMTで取り付けられます。バンプは、微ピッチのフリップチップ接続用にウェハーパッドに電気めっきされて形成されます。
河南チャルコは標準サイズのピンを在庫から供給しています。バンプソリューションはプロジェクトごとに調達されています。
はんだボールの代わりに銅の柱を使うべき場合、いつ使うべきですか?
必要なスタンドオフ高さがリフローされたはんだボールが維持できる範囲を超える場合。はんだ球の高さはボール直径に連動し、リフロー後に崩壊します。ピラーの高さは直径に依存しず、最大6mmまであります。
どんなサイズが用意されていますか?
円筒はΦ0.09–2 mmの10勾配にまたがり、高さは0.08–6 mmです。正方形断面はW0.2×T0.2 mmから6つの勾配にまたがります。直径がΦ0.09 mmより細かく、より大きな正方形断面はカスタム品として評価でき、図面に見積もりが示されます。
銅柱はどのように取り付けられているのですか?
標準的なSMTプロセス:はんだ印刷、ピック&プレイス、リフロー。その後の成形および研削工程は互換性があります。
どのような教材が提供されていますか?
銅は4種類あり、微小合金C8 / C9および高純度CB/ACで、導電率は最大>100%IACS、熱伝導率は最大>400 W/mKです。
河南チャルコはウェハーレベルの包装用の銅柱バンプを供給していますか?
はい。銅柱バンプソリューションは、プロセスノード、ピッチ、材料システムから調達可能です。具体的な仕様、容量、最低注文量はRFQで確認されます。
銅ブロックはパッケージ内のEMIシールドに使えますか?
はい。四角い銅製ブロックが区画の遮蔽壁として機能し、金属製のシールドと地上構造をつなぎ、モジュール内部を隔離された遮蔽区画に分けています。
見積もりを依頼してください
図面や仕様書を評価と見積もりのために送ってください。
見積もりを迅速に作成するために、RFQに以下の内容を添付してください:
- 直径または断面積と高さ
- 公差要件
- 材料コードまたは導電率要件
- 表面仕上げ
- 数量と包装形式(テープとリールまたはボトル)
- アプリケーションのコンテキスト(SiP / PMIC / 3Dスタッキング/シールド)
河南チャルコは、あなたの図面と仕様に応じた見積もりで審査・供給を行います。