परिचय: मोनोलिथिक से मॉड्यूलर में प्रतिमान बदलाव
एक ही, बहुत छोटे सिलिकॉन डाई (मूर का नियम) पर अधिक कार्यों को एकीकृत करने का पारंपरिक मार्ग कई अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक महंगा और तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण होता जा रहा है। उद्योग का उत्तर विषम एकीकरण (एचआई) है: तर्क, मेमोरी, एनालॉग, आरएफ, या फोटोनिक्स के लिए अनुकूलित कई विशेष चिपलेट्स को एक कसकर युग्मित सिस्टम स्तर के पैकेज में असेंबल करना। यह "मूर से भी अधिक" दृष्टिकोण बेहतर प्रदर्शन, लचीलापन और बाजार तक {{6}सेवित समय तक पहुंच प्रदान करता है। इस क्रांति के केंद्र में एक विनम्र लेकिन परिष्कृत घटक निहित है: सिलिकॉन इंटरपोजर, और वेफर लेवल पैकेजिंग (डब्ल्यूएलपी) की प्रक्रियाएं जो इसे सब संभव बनाती हैं।
अध्याय 1: सिलिकॉन इंटरपोज़र: सिस्टम का तंत्रिका तंत्र
इंटरपोज़र एक निष्क्रिय सिलिकॉन सब्सट्रेट है जो पैकेज बेस और स्टैक्ड चिपलेट्स के बीच बैठता है। यह स्वयं एक डिवाइस चिप नहीं है, बल्कि सिलिकॉन पर एक उच्च घनत्व वाला "इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्ड" है।
- कार्य: इसकी प्राथमिक भूमिका इस पर रखे गए चिपलेट्स के बीच हजारों अति सूक्ष्म विद्युत मार्ग प्रदान करना है। यह इसकी सतह पर सूक्ष्म {{2}बम्प्स और थ्रू {{3}सिलिकॉन विअस (टीएसवी) {{4}वर्टिकल तांबे के तारों के नेटवर्क के माध्यम से हासिल किया जाता है जो पूरी तरह से सिलिकॉन इंटरपोजर वेफर से गुजरते हैं, ऊपर और नीचे के किनारों को जोड़ते हैं।
- सिलिकॉन क्यों? ग्लास या कार्बनिक सबस्ट्रेट्स सिलिकॉन के फायदों से मेल नहीं खा सकते:
- सीटीई मैच: इसका थर्मल विस्तार गुणांक (सीटीई) सिलिकॉन चिपलेट्स से पूरी तरह मेल खाता है, जो तापमान चक्र के दौरान यांत्रिक तनाव और विफलता को रोकता है।
- अल्ट्रा {{0} फाइन वायरिंग: सेमीकंडक्टर लिथोग्राफी माइक्रोन {{1} } स्केल वायरिंग घनत्व की अनुमति देती है, जो किसी भी कार्बनिक सब्सट्रेट से कहीं अधिक है, उदाहरण के लिए, एक जीपीयू को उच्च - बैंडविड्थ मेमोरी (एचबीएम) के कई स्टैक से जोड़ने के लिए आवश्यक बड़े पैमाने पर इंटरकनेक्टिविटी को सक्षम करती है।
- तापीय चालकता: सिलिकॉन प्रभावी रूप से शक्तिशाली कंप्यूट चिपलेट्स से गर्मी फैलाता है।
अध्याय 2: विनिर्माण चुनौती: वेफर से इंटरपोजर तक
एक दोषरहित इंटरपोज़र का निर्माण वेफ़र प्रसंस्करण और हैंडलिंग को उसकी सीमा तक बढ़ाता है:
- स्टार्टिंग वेफर: उच्च आवृत्तियों पर सिग्नल हानि को कम करने के लिए उच्च प्रतिरोधकता वाले सिलिकॉन की आवश्यकता होती है। सटीक टीएसवी नक़्क़ाशी के लिए इसमें उत्कृष्ट क्रिस्टलोग्राफिक एकरूपता भी होनी चाहिए।
- टीएसवी गठन: यह एक मुख्य चुनौती है। उन्नत गहरी प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी (DRIE) का उपयोग करके पूरे वेफर (या इसके अधिकांश भाग) में गहरे, संकीर्ण छेद खोदे जाते हैं। फिर इन छिद्रों को एक इन्सुलेटर, अवरोधक परत से ढक दिया जाता है और तांबे से भर दिया जाता है।
- वेफर को पतला करना: सामने की ओर से प्रसंस्करण के बाद, कनेक्शन के लिए टीएसवी के निचले हिस्से को उजागर करने के लिए वेफर को पीछे से (अक्सर 100µm या उससे कम) पतला किया जाना चाहिए। यह बैक-ग्राइंडिंग प्रक्रिया वेफर वॉरपेज, क्रैकिंग या डिवाइस के प्रदर्शन को खराब करने वाले तनाव से बचने के लिए अत्यधिक सटीकता की मांग करती है। इसके बाद पॉलिशिंग (तनाव से राहत) महत्वपूर्ण है।
- अस्थायी बॉन्डिंग/डी{{0}बॉन्डिंग: नाजुक, पतले वेफर को अस्थायी रूप से हैंडलिंग और बैक साइड प्रोसेसिंग के दौरान समर्थन के लिए एक विशेष चिपकने वाले का उपयोग करके एक कठोर वाहक ग्लास से जोड़ा जाता है, फिर अंत में डी{{2}बॉन्ड किया जाता है{{3}एक नाजुक ऑपरेशन।
अध्याय 3: पारिस्थितिकी तंत्र: वेफर-स्तरीय पैकेजिंग और असेंबली
इंटरपोज़र प्लेटफ़ॉर्म है, लेकिन वेफ़र लेवल पैकेजिंग (डब्ल्यूएलपी) तकनीकों का सेट है जो अंतिम प्रणाली का निर्माण करता है:
- फैन {{0}आउट वेफर {{1} लेवल पैकेजिंग (एफओ {{2} डब्लूएलपी): चिपलेट्स को एक अस्थायी वाहक पर रखा जाता है, और उनके चारों ओर एक "पुनर्निर्मित वेफर" बनाने के लिए एक एपॉक्सी मोल्ड यौगिक लगाया जाता है। फिर पतली फिल्म धातु की पुनर्वितरण परतें (आरडीएल) शीर्ष पर बनाई जाती हैं ताकि कनेक्शन को बड़ी पिच से जोड़ा जा सके, जिससे कम घने अनुप्रयोगों के लिए पारंपरिक सब्सट्रेट या इंटरपोजर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। यह मोबाइल प्रोसेसर और आरएफ मॉड्यूल के लिए एक लागत प्रभावी समाधान है।
- 2.5डी एकीकरण: क्लासिक इंटरपोज़र-आधारित दृष्टिकोण। टीएसवी युक्त एक निष्क्रिय सिलिकॉन इंटरपोजर पर एकाधिक चिपलेट्स को अगल-बगल रखा जाता है। यह सीपीयू/जीपीयू को एचबीएम मेमोरी के साथ एकीकृत करने का मानक है।
- 3डी आईसी इंटीग्रेशन: माइक्रो{1}}बम्प्स या हाइब्रिड बॉन्डिंग (डायरेक्ट कॉपर{{2}से{{3}कॉपर बॉन्डिंग) का उपयोग करके चिपलेट्स को सीधे एक दूसरे के ऊपर जोड़कर स्टैकिंग को अगले स्तर पर ले जाता है। यह उच्चतम इंटरकनेक्ट घनत्व और न्यूनतम संभव पथ प्राप्त करता है, जो भविष्य के एआई एक्सेलेरेटर के लिए महत्वपूर्ण है। इसके लिए और भी अधिक उन्नत वेफर थिनिंग और बॉन्डिंग सेवाओं की आवश्यकता है।
अध्याय 4: फाउंड्रीज़ और ओएसएटी के लिए रणनीतिक अनिवार्यता
सेमीकंडक्टर फाउंड्रीज़ और आउटसोर्स्ड सेमीकंडक्टर असेंबली और टेस्ट (OSAT) कंपनियों के लिए, इंटरपोज़र और WLP तकनीक में महारत हासिल करना एक प्रतिस्पर्धी आवश्यकता है। यह सामग्री, प्रक्रियाओं और थर्मल -यांत्रिक तनाव की लंबवत एकीकृत समझ की मांग करता है। उनकी सफलता विशिष्ट शुरुआती सामग्रियों के लिए एक विश्वसनीय आपूर्ति श्रृंखला पर निर्भर करती है:
- पतला करने के लिए टाइट थिकनेस वेरिएशन (टीटीवी) के साथ अल्ट्रा{0}}थिन वेफर्स।
- कम{{1}नुकसान वाले इंटरपोज़र्स के लिए उच्च{{0}प्रतिरोधकता वाले सिलिकॉन वेफर्स।
- बेहतरीन {{0}पिच आरडीएल लिथोग्राफी के लिए दोषरहित सतहों के साथ प्राइम गुणवत्ता वाले वेफर्स।
- बिना किसी क्षति के इन जटिल, पतले पैकेजों को एकल करने के लिए सटीक डाइसिंग सेवाएं।
पैकेजिंग क्रांति के लिए एक भागीदार
HI क्रांति को आगे बढ़ाने वाली कंपनियाँ अपनी मूलभूत सामग्रियों में विसंगतियाँ बर्दाश्त नहीं कर सकतीं। सिब्रांच माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स इस पारिस्थितिकी तंत्र में एक महत्वपूर्ण प्रवर्तक के रूप में कार्य करता है। हमारी क्षमताएं उन्नत पैकेजिंग की समस्याओं को सीधे संबोधित करती हैं:
हम इंटरपोजर निर्माण के लिए आदर्श उच्च {{0}प्रतिरोधकता, अल्ट्रा -फ्लैट सिलिकॉन वेफर्स की आपूर्ति करते हैं।
हमारी बैक{0}ग्राइंडिंग और डाइसिंग सेवाएं बिल्कुल मानक वेफर को पतले, रेडी{{2}में{{3}प्रोसेस इंटरपोजर सब्सट्रेट या नाजुक पैकेजों को सिंगलेट करने के लिए आवश्यक मूल्य वर्धित कदम हैं।
अत्यधिक पतले वेफर्स को संभालने और संबंधित चुनौतियों को समझने में हमारी विशेषज्ञता पैकेजिंग इंजीनियरों को अमूल्य सहायता प्रदान करती है।
विशेष सबस्ट्रेट्स और सटीक प्रसंस्करण सेवाओं दोनों की पेशकश करके, हम एकल -बिंदु समाधान प्रदाता के रूप में कार्य करते हैं, जो उन्नत पैकेजिंग क्षेत्र में हमारे भागीदारों के लिए आपूर्ति श्रृंखला जटिलता और जोखिम को कम करते हैं।
निष्कर्ष: गुरुत्वाकर्षण का नया केंद्र
विषम एकीकरण के युग में, पैकेज सिस्टम है, और इसके भीतर सिलिकॉन सक्रिय चिपलेट और निष्क्रिय इंटरपोजर दोनों के रूप में {{1}पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है। टीएसवी, वेफर थिनिंग और 3डी स्टैकिंग की जटिलताओं ने सामग्री विज्ञान और सटीक विनिर्माण को केंद्र स्तर तक बढ़ा दिया है। इस नए प्रतिमान में सफलता के लिए आपूर्ति श्रृंखला में गहरे सहयोग की आवश्यकता होती है, जिसकी शुरुआत एक सब्सट्रेट भागीदार से होती है जो समझता है कि वेफर अब केवल ट्रांजिस्टर के लिए एक कैनवास नहीं है, बल्कि पैकेज में ही अंतिम प्रणाली का एक अभिन्न, तीन {5 आयामी घटक है।