La placa metálica detrás de la placa de calentamiento de la CPU de 2010 es el sustrato de la matriz de chip real.

Estoy tratando de encontrar un documento formal sobre el empaque de las CPU modernas de Intel para aprender sobre la construcción del chip de la CPU. Pero las explicaciones son bastante básicas y las fuentes informales difieren si la placa de aspecto metálico detrás de la placa de distribución de calor es el paquete de troquel o el sustrato de silicio real.

Espero encontrar que la placa de metal es como la interfaz de metal del paquete de transistores TO-220, ya que supongo que una oblea de silicio de <1 mm es bastante frágil por sí misma.

Me gustaría encontrar recursos formales ya que hay muchas opiniones que difieren por ahí.

En la mayoría de los procesadores modernos, si no en todos, el silicio está unido por un chip invertido a un dispositivo de interposición que luego tiene todas las almohadillas de conexión. Como resultado, la parte posterior de la matriz de silicio se encuentra en la parte superior, apuntando hacia donde está conectado el disipador térmico.

En los procesadores de escritorio, esto generalmente se une con compuesto térmico a la carcasa metálica superior, lo que permite una buena transferencia de calor desde la matriz al disipador térmico. De hecho, esta es la razón por la que con algunos de los procesadores muy nuevos debe tener cuidado con la fuerza con la que atornilla los disipadores térmicos, ya que es posible, literalmente, fracturar el silicio si la carcasa metálica se deforma debido a la presión. El resultado es algo como esto: ^{Fuente de la imagen}

Para las CPU de las computadoras portátiles, se utiliza un proceso similar, excepto que la carcasa metálica se omite para ahorrar espacio y peso. El disipador térmico en este caso se adhiere directamente a la matriz de silicio. Generalmente, se usan almohadillas térmicas o al menos una capa gruesa de compuesto térmico para evitar astillar o agrietar el silicio cuando se une el disipador térmico. El resultado es así: ^{Fuente de la imagen}

El mismo proceso se usa en muchas otras aplicaciones. Los paquetes TO-220, como mencionó, tienen la oblea unida directamente a la almohadilla metálica posterior y luego los pasadores se unen con alambre al frente. Los FPGA grandes que se ejecutan a altas velocidades usan un paquete similar a las CPU de escritorio: voltear el chip a un intercalador con una cubierta superior de metal.

Para responder aún más al punto de encontrar recursos formales, probablemente no haya ninguno más formal que el Intel Packaging Databook que, aunque parece describir principalmente varias dimensiones mecánicas, también lo hace en la sección de introducción y materiales de empaque en la estructura del paquete BGA de chip flip . También menciona (que se relaciona con la versión sin tapa) que:

La parte posterior del troquel está expuesta permitiendo que las soluciones térmicas y el material de interfaz térmica tengan contacto directo con la superficie del troquel.

Intenté ver si podía encontrar qué se hace exactamente en la parte posterior del dado para protección, pero no hay nada específicamente mencionado. Con toda probabilidad, no será más que una capa de pasivación, generalmente nitruro de silicio o carburo de silicio.

Creo que se refiere a esto: (del sitio web de Intel)

y la descripción se lee (nuevamente del sitio web de Intel)

El paquete Micro-FCBGA (Flip Chip Ball Grid Array) para tableros de montaje en superficie consiste en una matriz colocada boca abajo sobre un sustrato orgánico. Un material epóxico rodea el troquel, formando un filete liso, relativamente claro. En lugar de usar pines, los paquetes usan pequeñas bolas que actúan como contactos para el procesador. La ventaja de usar bolas en lugar de alfileres es que no hay cables que se doblen. El paquete utiliza 479 bolas, que tienen 0,78 mm de diámetro. A diferencia de Micro-PGA, el micro-FCPGA incluye condensadores en la parte superior.

Entonces, sí, ese es el dado con un filete de epoxi para proteger los bordes del área aserrada del dado. Pero para ser claros, la parte posterior de la matriz está revestida con varias capas de materiales protectores para evitar el envenenamiento, etc. Típicamente se trata de Si3N4, Poli-Silicio, Óxidos de silicio en varias capas de varios grosores.

Y debe tenerse en cuenta que el Silicio puede parecerse a un metal, pero en sí mismo no es un metal.