A placa metálica por trás da placa de aquecimento da CPU de 2010 é o substrato da matriz de chip?

Estou tentando encontrar um documento formal sobre o empacotamento das modernas CPUs da Intel para aprender sobre a construção de chips de CPU. Mas as explicações são bastante básicas e as fontes informais diferem se a placa metálica atrás da placa de espalhamento de calor é a embalagem da matriz ou o substrato de silicone real.

Espero descobrir que a placa de metal é como a interface de metal do pacote de transistores TO-220, pois acho que um waffer de silício <1 mm é bastante frágil por si só.

Eu gostaria de encontrar recursos formais, pois há muitas opiniões que diferem por aí.

Na maioria, se não em todos os processadores modernos, o silício é ligado por um chip flip em um interposer, que possui todas as conexões. Como resultado, a parte de trás da matriz de silício fica no topo - apontando para onde o dissipador de calor está conectado.

Nos processadores de mesa, isso geralmente é ligado com o composto térmico ao invólucro de metal superior, permitindo assim uma boa transferência de calor da matriz para o dissipador de calor. De fato, é por isso que, com alguns dos processadores muito novos, é preciso ter cuidado com o aperto apertado dos dissipadores de calor, pois é possível fraturar literalmente o silício se a carcaça de metal for deformada pela pressão. O resultado é mais ou menos assim: ^{Image Source}

Para CPUs de laptop, um processo semelhante é usado, exceto que a concha de metal é omitida para economizar espaço e peso. O dissipador de calor, neste caso, liga-se diretamente à matriz de silício. Geralmente, almofadas térmicas ou pelo menos uma camada espessa de composto térmico são usadas para evitar lascar ou rachar o silício quando o dissipador de calor é conectado. O resultado é o seguinte: ^{Fonte da imagem}

O mesmo processo é usado em muitas outras aplicações. Os pacotes TO-220, como você mencionou, têm a pastilha diretamente colada à base de metal traseira e os pinos são colados à frente. Grandes FPGAs executados em alta velocidade usam um pacote semelhante às CPUs de desktop - flip-chip para um interposer com uma cobertura superior de metal.

Para responder ainda mais ao ponto de encontrar recursos formais, provavelmente não há nada mais formal do que o Intel Packaging Databook, que embora pareça descrever várias dimensões mecânicas, ele também na seção de introdução e materiais de embalagem entra na estrutura de pacote BGA flip-chip . Também menciona (que se refere à versão sem tampa) que:

A parte traseira da matriz é exposta, permitindo que as soluções térmicas e o material da interface térmica tenham contato direto com a superfície da matriz.

Tentei ver se conseguia encontrar exatamente o que é feito na parte de trás da matriz para proteção, mas não há nada especificamente mencionado. Com toda a probabilidade, nada mais será do que uma camada de passivação - tipicamente nitreto de silício ou carboneto de silício.

métodos que você está se referindo a isso: (no site da Intel)

e a descrição diz (novamente no site da Intel)

O pacote Micro-FCBGA (Array de grade de bolas com chip flip) para placas de montagem em superfície consiste em uma matriz colocada com a face para baixo em um substrato orgânico. Um material epóxi envolve a matriz, formando um filete suave e relativamente claro. Em vez de usar pinos, as embalagens usam pequenas bolas que atuam como contatos para o processador. A vantagem de usar bolas em vez de pinos é que não há pistas que dobrem. A embalagem utiliza 479 esferas, com 0,78 mm de diâmetro. Diferente do Micro-PGA, o micro-FCPGA inclui capacitores no lado superior.

Então, sim, é a matriz com um filete de epóxi para proteger as bordas da área serrada da matriz. Mas, para ficar claro, a parte traseira da matriz é revestida com várias camadas de materiais de proteção para evitar envenenamentos, etc. Normalmente, isso é Si3N4, poli-silício, óxidos de silício em várias camadas e várias espessuras.

E deve-se notar que o silício pode parecer metálico, mas não é um metal.