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¿¿ qué es un sustrato de vidrio?

El chip de corte (die) utilizado en el sustrato del chip para fijar el chip es el protagonista del último paso del encapsulamiento. Cuanto más chips se fijan en el sustrato, más Transistor hay en todo el chip. Desde la década de 1970, el material del sustrato del chip ha experimentado dos iteraciones. Al principio, el chip se fijó utilizando un marco de alambre, y en la década de 1990, el sustrato cerámico reemplazó el marco de alambre. Hoy en día, los sustratos de materiales orgánicos son los más comunes.

Las placas de circuito estándar se forman básicamente laminando materiales similares a los PCB con laminados tejidos de vidrio. El procesamiento de sustratos de materiales orgánicos es difícil y también puede transmitir señales de alta velocidad, y siempre ha sido considerado como un líder en el campo de los chips. Sin embargo, los sustratos de materiales orgánicos también tienen algunas deficiencias, como la gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre ellos y el chip. A altas temperaturas, la conexión entre el chip y el sustrato se desconecta fácilmente y el chip se quema. Es necesario controlar cuidadosamente la temperatura del chip a través de la reducción térmica, lo que significa que el chip solo puede mantener su rendimiento máximo durante un tiempo limitado y luego reducir la velocidad para reducir la temperatura. Por lo tanto, el tamaño del sustrato de circuito estándar es muy limitado, y la selección de materiales del sustrato es crucial para aceptar más Transistor en un contenido de tamaño limitado.

El sustrato de vidrio tiene excelentes propiedades mecánicas, físicas y ópticas, puede construir un sip multichip de mayor rendimiento, y el número de chips en el chip aumenta en un 50%. Por el contrario, los sustratos de vidrio tienen propiedades únicas, como planitud ultra baja (extremadamente plana), mejor estabilidad térmica y mecánica. Debido a que el material de vidrio es extremadamente plano, se puede mejorar la profundidad de enfoque de la litografía. En el mismo área, la cantidad de aberturas es mucho mayor que en el material orgánico. La distancia entre los agujeros de vidrio (tgv) puede ser inferior a 100 micras, lo que puede aumentar directamente la densidad de interconexión entre los chips en 10 veces. Además, el coeficiente de expansión térmica del sustrato de vidrio está más cerca del chip, y una mayor resistencia a la temperatura puede reducir la deformación en un 50%, reduciendo así el riesgo de fractura y mejorando la fiabilidad del chip. Estas ventajas hacen del sustrato de vidrio una opción ideal para la próxima generación de envases de alta densidad.

En comparación con los sustratos de circuito estándar tradicionales, el espesor de los sustratos de núcleo de vidrio se puede reducir a aproximadamente la mitad. Los sustratos de vidrio no solo consumen menos energía, sino que también transmiten señales más rápido, lo que se espera que traiga ventajas de velocidad y consumo de energía a los grandes chips de consumo de energía en servidores y centros de materiales. Los agujeros de vidrio se han aplicado con éxito a los sustratos de vidrio. En comparación con el pasado, la nueva generación de procesadores logrará más componentes en volúmenes más pequeños, mejorando así la compactación y el rendimiento del dispositivo.

La fragilidad de los sustratos de vidrio, la falta de adherencia a los cables metálicos y la uniformidad del relleno a través de los agujeros también plantean grandes desafíos al proceso de fabricación. Elegir el material adecuado del sustrato de vidrio y garantizar su compatibilidad con el material del chip es un desafío, que implica el coeficiente de expansión térmica, las propiedades mecánicas, las propiedades dieléctrico y otros aspectos del material emparejado. La tecnología de conexión en el sustrato de vidrio requiere alta fiabilidad y estabilidad para garantizar la calidad de la conexión entre el chip y el circuito externo. En comparación con los envases de plástico tradicionales, el costo de fabricación de los envases de sustrato de vidrio puede ser mayor, y cómo garantizar la consistencia de la calidad y el rendimiento en la producción a gran escala también es un problema que debe resolverse.

Las características de los sustratos de vidrio son muy adecuadas para los chips pequeños, porque el diseño de los chips pequeños plantea nuevos requisitos para la velocidad de transmisión de señal, la capacidad de alimentación, el diseño y la estabilidad de los sustratos. Después de cambiar al sustrato de vidrio, se pueden cumplir estos requisitos.

En comparación con el silicio, la Alta transparencia del vidrio y los diferentes coeficientes de reflexión también plantean dificultades para la detección y medición. Muchas técnicas de medición adecuadas para materiales opacos o translúcidos no son muy eficaces para el vidrio, lo que puede causar distorsión o pérdida de señales y afectar la precisión de la medición.

Aunque todavía hay muchos desafíos y falta de datos de confiabilidad, su planitud y propiedades térmicas incomparables proporcionan la base para la próxima generación de encapsulamientos compactos de alto rendimiento, haciendo que el potencial de los sustratos de vidrio como tecnología importante para la próxima generación de chips no pueda ser ignorado. La sustitución de placas de circuito estándar por materiales de vidrio parece estar convirtiéndose en un consenso de la industria, o al menos un camino tecnológico muy importante en el futuro.

La tecnología de sustrato de vidrio se aplica al desarrollo de chips para proporcionar un mejor rendimiento de disipación de calor, lo que permite al chip mantener el rendimiento pico durante más tiempo. Al mismo tiempo, las características ultraplanas del sustrato de vidrio permiten un grabado más preciso, lo que permite que los componentes se alineen más estrechamente y aumenten la densidad del circuito dentro del área de tejido. La aplicación de sustratos de vidrio traerá avances revolucionarios a la tecnología de chips y puede convertirse en una de las direcciones clave del desarrollo futuro de los chips.

Sustrato de vidrio

¿¿ por qué necesitamos un sustrato de vidrio?

En la industria avanzada del embalaje, con la aparición de sustratos de vidrio, la competencia innovadora ha llegado a un nuevo momento crítico. La Dirección de la tecnología de sustratos de vidrio ha surgido tras la ola de sustratos orgánicos y cerámicos, y se espera que supere los desafíos de los sustratos orgánicos y mejore el rendimiento, la eficiencia y la escalabilidad a nuevos niveles de costos de diseño y fabricación de chips, siguiendo así la tendencia de la computación de alto rendimiento y la inteligencia artificial. Los sustratos de vidrio dependen de la madurez de la tecnología y su amplia aplicación en el mercado terminal.

Como material, el vidrio ha sido ampliamente estudiado e integrado en muchas industrias de semiconductores. Representa un gran avance en la selección de materiales de embalaje avanzados, con múltiples ventajas sobre materiales orgánicos y cerámicos. A diferencia de las placas de circuito estándar que han sido la tecnología dominante durante muchos años, el vidrio tiene una excelente estabilidad dimensional, conductividad térmica y propiedades eléctricas.

Sin embargo, a pesar de los beneficios potenciales de los sustratos de vidrio, al igual que cualquier nueva tecnología, se enfrenta a una serie de desafíos, no solo para los fabricantes de sustratos de circuitos, sino también para los proveedores de equipos, materiales y herramientas de prueba.

A pesar de estos desafíos, la adopción de sustratos de vidrio sigue impulsada por varios factores clave. La demanda de sustratos más grandes y dimensiones externas, junto con las tendencias tecnológicas en chips e integración heterogénea, está impulsando a la industria a considerar los sustratos de vidrio como una solución potencial. Además, una vez que la tecnología esté madura y ampliamente adoptada, la rentabilidad potencial de los sustratos de vidrio los convertirá en una opción atractiva para el mercado de computación de alto rendimiento (hpc) y centros de materiales.

El agujero de vidrio (tgv) es uno de los pilares del sustrato del núcleo de vidrio. El TGV allana el camino para dispositivos más compactos y potentes. El TGV ayuda a aumentar la densidad de conexión entre capas. Estos agujeros ayudan a mejorar la integridad de la señal del Circuito de alta velocidad. Reducir la distancia entre las conexiones puede reducir la pérdida de señal y la interferencia, mejorando así el rendimiento general. La integración del TGV puede simplificar el proceso de fabricación eliminando la necesidad de capas de interconexión individuales. Sin embargo, a pesar de sus muchas ventajas, el TGV también enfrenta muchos desafíos. Debido a la complejidad del proceso de fabricación, el TGV es más propenso a defectos que pueden causar fallas en el producto. Además, el TGV suele significar mayores costos de producción que otras soluciones. La demanda de equipos especiales, junto con el riesgo de defectos, puede conducir a un aumento de los costos de producción. Recientemente, muchas nuevas patentes relacionadas con TGV han sido otorgadas a fabricantes de equipos láser. Estos avances han contribuido a la comercialización de los sustratos de vidrio, al tiempo que han abordado los desafíos relacionados con la capa intermedia del vidrio. La solución permite reforzar el GCS y las entrepisos de vidrio, dando esperanza a la emocionante próxima generación de dispositivos potentes.

Las sinergias entre los sustratos de vidrio y los envases a nivel de panel (plp) están impulsando la innovación en estas dos áreas. Debido a que estas dos tecnologías utilizan tamaños de panel similares, brindan oportunidades complementarias para aumentar la densidad del chip, reducir costos y mejorar la eficiencia de fabricación.

Los sustratos de vidrio representan una frontera prometedora en el campo de los sustratos de circuitos integrados avanzados y los envases avanzados. Proporcionan un rendimiento y escalabilidad incomparables para el diseño y encapsulamiento de chips de próxima generación. Aunque el desafío sigue existiendo, los esfuerzos conjuntos de los fabricantes de sustratos de vidrio están allanando el camino para una amplia adopción de sustratos de vidrio en varios mercados terminales, centrándose en chips y servidores de inteligencia artificial. Con la madurez de la tecnología GCS y el desarrollo de la infraestructura de la cadena de suministro, se espera que los sustratos de vidrio redefinen el modo de los sustratos de embalaje avanzados.