PCB Блог - Что такое стеклянная плита?

Что такое стеклянная плита?

Базовая плата чипа, используемая для резки чипа (Die) для фиксированного чипа, является главным героем последнего шага инкапсуляции. Чем больше чипов фиксируется на базовой плате, тем больше транзисторов на всем чипе. С 1970 - х годов материал на базе чипа претерпел две итерации. Сначала чип был закреплен с помощью рамы выводов, а в 1990 - х годах керамическая матрица заменила раму выводов. Сегодня органическая материальная матрица является наиболее распространенной.

Стандартная монтажная плата в основном состоит из слоистого прессования материалов, подобных PCB, со стеклянным плетеным слоем. Обработка фундамента органических материалов является низкой, а также может передавать высокоскоростные сигналы и всегда считалась лидером в области чипов. Тем не менее, органическая материальная матрица также имеет некоторые недостатки, такие как большая разница в коэффициентах теплового расширения между ними и чипом. При высоких температурах соединение между чипом и фундаментом легко отключается, и чип сгорает. Необходимо тщательно контролировать температуру чипа с помощью теплового дросселя, а это означает, что чип может поддерживать свою максимальную производительность только в течение ограниченного периода времени, а затем замедлять, чтобы снизить температуру. Таким образом, размер базовой платы стандартной схемы очень ограничен, и выбор материала для базовой платы имеет решающее значение для добавления большего количества транзисторов в ограниченный размер содержимого.

Стеклянная матрица обладает отличными механическими, физическими и оптическими характеристиками, позволяет создавать более высокопроизводительные многочиповые SiP, а количество чипов на чипе увеличивается на 50%. В отличие от этого, стеклянная подложка обладает уникальными свойствами, такими как сверхнизкая плоскость (чрезвычайно плоская), лучшая термическая и механическая стабильность. Поскольку стеклянный материал чрезвычайно плоский, глубина фокусировки фотолитографии может быть увеличена. При той же площади количество отверстий намного больше, чем на органических материалах. Расстояние между стеклянными отверстиями (TGV) может быть меньше 100 микрон, что может непосредственно увеличить плотность соединений между чипами в 10 раз. Кроме того, коэффициент теплового расширения стеклянной матрицы ближе к чипу, и более высокая термостойкость может уменьшить деформацию на 50%, тем самым снижая риск разрушения и повышая надежность чипа. Эти преимущества делают стеклянную подложку идеальным выбором для следующего поколения упаковки с высокой плотностью.

Толщина фундамента стеклянного сердечника может быть уменьшена примерно наполовину по сравнению с традиционными стандартными платами. Стеклянный фундамент не только потребляет меньше энергии, но и быстрее передает сигналы, что, как ожидается, обеспечит преимущества скорости и энергопотребления для больших чипов энергопотребления на серверах и в центрах материалов. Стеклянные отверстия теперь успешно используются в стеклянных фундаментах. По сравнению с прошлым процессоры нового поколения будут реализовывать больше компонентов в меньших объемах, тем самым улучшая компактность и производительность устройства.

Уязвимость стеклянного фундамента, недостаточное сцепление с металлической проволокой и однородность заполнения сквозных отверстий также создают серьезные проблемы в процессе изготовления. Выбор подходящего материала на стеклянной основе и обеспечение его совместимости с материалом чипа является сложной задачей, которая включает в себя соотношение коэффициента теплового расширения материала, механических характеристик, диэлектрических свойств и других аспектов. Технология соединения на стеклянной базе требует высокой надежности и стабильности для обеспечения качества соединения между чипом и внешней схемой. Упаковка на стеклянной основе может быть более дорогостоящей, чем обычная пластиковая упаковка, и вопрос о том, как обеспечить согласованность качества и производительности в массовом производстве, также требует решения.

Свойства стеклянной матрицы идеально подходят для микрочипов, поскольку конструкция микрочипа предъявляет новые требования к скорости передачи сигнала, мощности питания, дизайну и стабильности фундамента. После переключения на стеклянную подложку эти требования могут быть выполнены.

Высокая прозрачность стекла и различные коэффициенты отражения также создают трудности для обнаружения и измерения по сравнению с кремнием. Многие методы измерения, применимые к непрозрачным или полупрозрачным материалам, не очень эффективны для стекла, что может привести к искажению или потере сигнала, влияя на точность измерения.

Несмотря на многочисленные проблемы и отсутствие надежных данных, его непревзойденная плавность и тепловые характеристики обеспечивают основу для следующего поколения компактных высокопроизводительных упаковок, так что потенциал стеклянной матрицы как важной технологии для чипов следующего поколения нельзя игнорировать. Замена стандартных плат стеклянными материалами, похоже, становится отраслевым консенсусом или, по крайней мере, очень важным технологическим путем в будущем.

Технология стеклянной матрицы используется для разработки чипов, чтобы обеспечить лучшую производительность охлаждения, что позволяет чипам поддерживать пиковую производительность в течение более длительного периода времени. В то же время сверхплоские свойства стеклянной пластины позволяют более точное травление, что позволяет компонентам более плотно выстраиваться вместе и увеличивать плотность схемы в области ткани. Применение стеклянной матрицы приведет к революционному прорыву в технологии чипов и может стать одним из ключевых направлений развития чипов в будущем.

Стеклянный фундамент

Зачем нам стекло?

В передовой упаковочной промышленности, с появлением стеклянных фундаментов, инновационная конкуренция достигла нового решающего момента. Направление технологии стеклянной матрицы появилось после волны органических и керамических подложек и, как ожидается, преодолеет проблемы органической базовой пластины, повысив производительность, эффективность и масштабируемость до нового уровня затрат на проектирование и производство чипов, чтобы соответствовать тенденциям высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта. Стеклянная матрица зависит от зрелости технологии и ее широкого применения на конечном рынке.

Стекло, как материал, широко изучается и интегрируется в нескольких полупроводниковых отраслях промышленности. Он представляет собой значительный прогресс в выборе передовых упаковочных материалов и имеет множество преимуществ по сравнению с органическими и керамическими материалами. В отличие от стандартных монтажных плат, которые были доминирующей технологией в течение многих лет, стекло обладает отличной стабильностью размеров, теплопроводностью и электрическими свойствами.

Тем не менее, несмотря на потенциальные преимущества стеклянной матрицы, она, как и любая новая технология, сталкивается с рядом проблем не только для производителей плат, но и для поставщиков оборудования, материалов и инструментов тестирования.

Несмотря на эти проблемы, внедрение стеклянных панелей по - прежнему обусловлено рядом ключевых факторов. Спрос на более крупные базовые платы и внешние размеры в сочетании с технологическими тенденциями в области чипов и гетерогенной интеграции подталкивает отрасль рассматривать стеклянные фундаменты как потенциальное решение. Кроме того, как только технология созреет и широко используется, потенциальная экономическая эффективность стеклянной подложки сделает ее привлекательным вариантом для рынка высокопроизводительных вычислений (HPC) и центров материалов.

Стеклянное сквозное отверстие (TGV) является одним из столпов фундамента стеклянного сердечника. TGV открывает путь для более компактных и мощных устройств. TGV помогает увеличить плотность межслойных соединений. Эти отверстия помогают улучшить целостность сигнала высокоскоростных цепей. Уменьшение расстояния между соединениями может уменьшить потери сигнала и помехи, тем самым улучшая общую производительность. Интеграция TGV может упростить производственный процесс, устранив потребность в отдельных интерфейсах. Тем не менее, хотя TGV имеет много преимуществ, он также сталкивается со многими проблемами. Из - за сложности производственных процессов TGV более подвержен дефектам, которые могут привести к сбоям продукта. Кроме того, TGV обычно означает более высокие производственные затраты, чем другие решения. Спрос на специализированное оборудование в сочетании с риском дефектов может привести к увеличению производственных затрат. В последнее время многие новые патенты, связанные с TGV, были предоставлены производителям лазерных устройств. Эти достижения способствуют коммерциализации стеклянной подложки, одновременно решая проблемы, связанные с промежуточным слоем стекла. Это решение может улучшить GCS и стеклянную прослойку, что дает надежду на захватывающее следующее поколение мощных устройств.

Синергия между стеклянной базой и панельной упаковкой (PLP) стимулирует инновации в обеих областях. Поскольку обе технологии используют одинаковые размеры панелей, они предоставляют дополнительные возможности для повышения плотности чипов, снижения затрат и повышения эффективности производства.

Стеклянный фундамент представляет собой перспективный фронт в области передовых интегральных плат и передовых упаковок. Они обеспечивают непревзойденную производительность и масштабируемость для проектирования и упаковки чипов следующего поколения. Несмотря на сохраняющиеся проблемы, совместные усилия производителей стеклянных панелей прокладывают путь к широкому внедрению стеклянных панелей на различных конечных рынках, уделяя особое внимание чипам и серверам искусственного интеллекта. По мере развития технологии GCS и инфраструктуры цепочки поставок ожидается, что стеклянный фундамент изменит модель передовой упаковочной базы.