As bolas de solda com núcleo de cobre (CCSBs) têm uma estrutura composta de três{0}}camadas: uma camada interna de bolas de cobre de alta-pureza (0,03–0,5 mm de diâmetro), uma camada intermediária de revestimento de níquel de 2–3 μm (opcional) e uma camada externa de revestimento de solda de 3–30 μm (como SAC305), fornecendo suporte estrutural e soldabilidade.
As bolas de solda com núcleo de cobre (CCSBs) são materiais de interconexão de alto-desempenho projetados especificamente para embalagens 3D de alta-densidade. Sua estrutura única resolve os problemas de colapso e curto-circuitos que ocorrem com as esferas de solda tradicionais durante refluxos repetidos.
Esfera com núcleo de cobre: fornecendo suporte mecânico e estabilidade térmica
Feito de cobre eletrolítico de alta-pureza, seu diâmetro normalmente fica entre 0,03 e 0,5 mm, formando a estrutura rígida de toda a estrutura.
O cobre tem um ponto de fusão tão alto quanto 1.083 graus, excedendo em muito a temperatura de soldagem por refluxo (aproximadamente 250 graus), permanecendo sólido durante vários ciclos térmicos. Isso mantém efetivamente o espaço físico entre as pilhas de chips, evitando a compressão e deformação do PKG (corpo do pacote).
Camada de Niquelagem: Inibe a Difusão Intermetálica (Camada Funcional Opcional)
Normalmente com 2–3 μm de espessura, é depositado na superfície da bola de cobre por meio de galvanoplastia ou revestimento químico.
Sua principal função é evitar a interdifusão entre o cobre e a solda externa (como o estanho) em altas temperaturas, evitando a formação de compostos intermetálicos frágeis (IMCs) e melhorando a confiabilidade-de longo prazo das juntas de solda.
Esta camada é um projeto opcional e sua adição depende do material do substrato (como OSP, ENIG) e dos requisitos do processo.
