Data PCB - Apa itu substrat kaca?

Apa itu substrat kaca?

Substrat cip digunakan untuk memperbaiki cip potong (Die) wafer, dan adalah protagonis langkah terakhir pakej. Semakin banyak cip ditetapkan pada substrat, semakin banyak transistor seluruh cip mempunyai. Sejak tahun 1970-an, bahan substrat cip telah mengalami dua iterasi. Pada permulaan, cip ditetapkan menggunakan bingkai lead, dan pada tahun 1990-an, substrat keramik menggantikan bingkai lead. Sekarang, substrat bahan organik adalah yang paling umum.

Papan sirkuit piawai pada dasarnya dibuat oleh bahan laminasi yang sama dengan PCB dengan laminasi kaca. Substrat bahan organik mempunyai kesulitan pemprosesan rendah dan juga boleh menghantar isyarat kelajuan tinggi, dan sentiasa dianggap sebagai pemimpin dalam medan cip. Namun, substrat bahan organik juga mempunyai beberapa kelemahan, seperti perbezaan besar dalam koeficien pengembangan panas antara mereka dan cip. Pada suhu tinggi, sambungan antara cip dan substrat mudah rosak, dan cip terbakar. Ia diperlukan untuk mengawal suhu cip dengan berhati-hati melalui tekanan panas, yang bermakna cip hanya boleh menjaga prestasi tertinggi untuk masa yang terbatas dan kemudian memperlambat untuk mengurangi suhu. Oleh itu, saiz substrat sirkuit piawai sangat terbatas, dan pemilihan bahan substrat adalah penting untuk mengakomodasi lebih banyak transistor dalam saiz terbatas.

Substrat kaca mempunyai ciri-ciri mekanik, fizik, dan optik yang baik, membolehkan pembangunan prestasi lebih tinggi Multichip SiPs dengan 50% lebih Die ditempatkan pada cip. Sebaliknya, substrat kaca mempunyai ciri-ciri unik seperti lembaran rendah-rendah (sangat rata), kestabilan panas yang lebih baik, dan kestabilan mekanik. Kerana bahan kaca yang sangat rata, ia boleh meningkatkan kedalaman fokus litografi. Di bawah kawasan yang sama, bilangan pembukaan lebih besar daripada pada bahan organik. Jarak antara kaca melalui lubang (TGV) boleh kurang dari 100 mikron, yang boleh meningkatkan ketepatan antara cip secara langsung dengan 10 kali. Selain itu, koeficien pengembangan panas substrat kaca lebih dekat dengan yang cip, dan toleransi suhu yang lebih tinggi boleh mengurangi deformasi dengan 50%, yang boleh mengurangi risiko pecahan dan meningkatkan kepercayaan cip. Keuntungan ini menjadikan substrat kaca pilihan yang ideal untuk generasi berikutnya pakej densiti tinggi.

Berbanding dengan substrat sirkuit piawai tradisional, tebal substrat inti kaca boleh dikurangkan sekitar separuh. Substrat kaca tidak hanya mempunyai konsumsi kuasa yang lebih rendah, tetapi juga kelajuan penghantaran isyarat yang lebih cepat, yang dijangka untuk membawa kelajuan dan keuntungan kuasa kepada cip kuasa yang berkonsumsi besar di pelayan dan pusat bahan. Kaca melalui lubang kini berjaya dilaksanakan pada substrat kaca. Compared to the past, the new generation of processors will achieve more components in a smaller volume, thereby improving the compactness and performance of the device.

Kerentasan substrat kaca, kekurangan pegangan dengan wayar logam, dan keseluruhan penuh lubang melalui juga menghasilkan cabaran yang signifikan untuk proses penghasilan. Pilih bahan substrat kaca yang sesuai dan memastikan kesesuaian dengan bahan cip adalah satu cabaran, yang melibatkan persamaan koeficien pengembangan panas bahan-bahan, ciri-ciri mekanik, ciri-ciri dielektrik, dan aspek lain. Teknologi sambungan pada substrat kaca memerlukan kepercayaan dan kestabilan tinggi untuk memastikan kualiti sambungan antara cip dan sirkuit luaran. Berbanding dengan pakej plastik tradisional, biaya penghasilan pakej substrat kaca mungkin lebih tinggi, dan bagaimana untuk memastikan kualiti dan prestasi konsisten dalam produksi skala besar juga masalah yang perlu diselesaikan.

Karakteristik substrat kaca sangat sesuai untuk Chiplets, kerana rancangan cip kecil memaksa keperluan baru pada kadar penghantaran isyarat, kemampuan bekalan kuasa, rancangan, dan kestabilan substrat. Selepas menukar ke substrat kaca, keperluan ini boleh dipenuhi.

Berbanding dengan silikon, kelutsinaran tinggi dan koeficien refleksi berbeza kaca juga mengakibatkan kesulitan untuk pengesan dan pengukuran. Banyak teknik pengukuran yang sesuai untuk bahan yang tidak jelas atau setengah lutsinar tidak sangat berkesan pada kaca, yang mungkin mengakibatkan gangguan isyarat atau kehilangan, mempengaruhi ketepatan pengukuran.

Walaupun masih ada banyak cabaran dan kekurangan data kepercayaan, keseluruhan dan prestasi panasnya tidak dibandingkan menyediakan dasar untuk generasi berikutnya pakej berkesan tinggi kompakt, membuat potensi substrat kaca sebagai teknologi penting untuk generasi berikutnya cip tidak dapat diabaikan. Menggantikan papan sirkuit piawai dengan bahan kaca nampaknya menjadi konsensus industri, atau sekurang-kurangnya laluan teknologi yang sangat penting di masa depan.

Teknologi substrat kaca dilaksanakan dalam pembangunan cip untuk menyediakan prestasi penyebaran panas yang lebih baik, membolehkan cip untuk menjaga prestasi puncak selama masa yang lebih lama. Sementara itu, sifat ultra rata substrat kaca membolehkan pencetakan lebih tepat, membolehkan komponen diatur lebih ketat bersama-sama dan meningkatkan ketepatan sirkuit dalam kawasan tisu. Aplikasi substrat kaca akan membawa penemuan revolusi ke teknologi cip dan mungkin menjadi salah satu arah utama untuk pembangunan cip masa depan.

Substrat Kaca

Kenapa kita perlukan substrat kaca?

Dalam industri pakej maju, dengan muncul substrat kaca, pertandingan inovasi telah mencapai masa kritik baru. Arah teknologi substrat kaca muncul selepas gelombang substrat organik dan keramik, dan dijangka untuk mengatasi cabaran substrat inti organik untuk meningkatkan prestasi, efisiensi, dan skalabiliti ke aras baru dalam rancangan cip dan kostum penghasilan, dengan cara yang sesuai dengan trends HPC dan AI. Substrat kaca bergantung pada dewasa teknologi dan aplikasi luas dalam pasar akhir.

Kaca sebagai bahan, telah diperiksa secara luas dan terlibat dalam industri semikonduktor berbilang. Ia mewakili kemajuan yang signifikan dalam pemilihan bahan pakej maju, dengan keuntungan berbilang dibandingkan bahan organik dan keramik. Tidak seperti papan sirkuit piawai yang telah menjadi teknologi mainstream selama bertahun-tahun, kaca mempunyai kestabilan dimensi yang baik, konduktiviti panas, dan prestasi elektrik.

Namun, walaupun keuntungan potensialnya, substrat kaca, seperti sebarang teknologi baru, juga menghadapi serangkaian cabaran, bukan hanya untuk penghasil substrat sirkuit, tetapi juga untuk peralatan, bahan, dan penyedia alat ujian.

Walaupun cabaran ini, adopsi substrat kaca masih didorong oleh beberapa faktor utama. Permintaan untuk substrat dan dimensi luar yang lebih besar, ditambah dengan trends teknologi dalam cip dan integrasi heterogene, memandu industri untuk menganggap substrat kaca sebagai penyelesaian potensi. Selain itu, apabila teknologi dewasa dan diterima secara luas, kemungkinan kemungkinan keuntungan-keuntungan substrat kaca akan membuatnya pilihan menarik untuk pasar komputer prestasi tinggi (HPC) dan pasar pusat bahan.

Kaca melalui lubang (TGV) adalah salah satu pilar substrat inti kaca. TGV membuka jalan untuk peranti yang lebih sempit dan kuat. TGV membantu untuk meningkatkan ketepatan sambungan antara lapisan. Ini melalui lubang membantu memperbaiki integriti isyarat sirkuit kelajuan tinggi. Mengurangi jarak antara sambungan boleh mengurangi kehilangan isyarat dan gangguan, dengan itu meningkatkan prestasi umum. Integrasi TGV boleh mempermudahkan proses penghasilan dengan menghapuskan keperluan untuk lapisan sambungan terpisah. Namun, walaupun banyak keuntungan, TGV juga menghadapi banyak cabaran. Kerana kompleksiti proses penghasilan, TGV lebih cenderung kepada kesalahan yang mungkin menyebabkan kegagalan produk. Selain itu, TGV biasanya bermakna biaya produksi yang lebih tinggi daripada penyelesaian lain. Demi peralatan khusus yang ditambah dengan risiko kerosakan boleh menyebabkan peningkatan biaya produksi. Baru-baru ini, banyak paten baru berkaitan TGV telah diberikan kepada pembuat peralatan laser. Kemajuan ini berkontribusi kepada pengjualan substrat kaca semasa mengatasi cabaran yang berkaitan dengan interlayer kaca. Solusi ini boleh meningkatkan interlayer GCS dan Glass, membawa harapan kepada peranti yang kuat generasi seterusnya.

Kesan sinergis antara substrat kaca dan pakej aras panel (PLP) memandu inovasi di kedua-dua medan. Kerana menggunakan saiz panel yang sama untuk kedua-dua teknologi, mereka menyediakan peluang tambahan untuk meningkatkan ketepatan cip, mengurangkan kos, dan meningkatkan efisiensi penghasilan.

Substrat kaca mewakili sempadan yang berjanji dalam substrat IC maju dan medan pakej maju. Mereka menyediakan prestasi dan skalabiliti yang tidak dibandingkan untuk desain dan pakej cip generasi seterusnya. Walaupun cabaran masih wujud, usaha kongsi pembuat substrat kaca membuka jalan untuk penerimaan substrat kaca yang luas di pasar akhir berbeza, dengan fokus pada cip dan pelayan kecerdasan buatan. Dengan dewasa teknologi GCS dan pembangunan infrastruktur rantai bekalan, substrat kaca dijangka untuk menentukan semula corak substrat pakej maju.