Háþróaðar umbúðir eru einn af tæknilegum hápunktum tímabilsins „More than Moore“.Þar sem flísar verða sífellt erfiðara og dýrara að smækka á hverjum vinnsluhnút, eru verkfræðingar að setja marga flís í háþróaða pakka þannig að þeir þurfa ekki lengur að berjast við að minnka þær.Þessi grein veitir stutta kynningu á 10 af algengustu hugtökum sem notuð eru í háþróaðri umbúðatækni.
2.5D pakkar
2.5D pakkinn er framfarir á hefðbundinni 2D IC pökkunartækni, sem gerir kleift að nota fínni línu og pláss.Í 2,5D pakka er berum dúkum staflað eða sett hlið við hlið ofan á millilagi með sílikoni gegnum gegnum (TSV).Grunnurinn, eða millilag, veitir tengingu milli flísanna.
2.5D pakkinn er venjulega notaður fyrir hágæða ASIC, FPGA, GPU og minnisteninga.Árið 2008 skipti Xilinx stórum FPGA-tækjum sínum í fjóra smærri flögur með hærri afköstum og tengdu þær við sílikon millilag.2.5D pakkar fæddust þannig og urðu að lokum mikið notaðir fyrir samþættingu á háum bandbreidd minni (HBM) örgjörva.
Skýringarmynd af 2.5D pakka
3D umbúðir
Í 3D IC pakka er rökrænum teningum staflað saman eða með geymslumótum, sem útilokar þörfina á að smíða stóra System-on-Chips (SoCs).Teygjurnar eru tengdar við hvert annað með virku millilagi, á meðan 2.5D IC pakkar nota leiðandi högg eða TSVs til að stafla íhlutum á millilaginu, 3D IC pakkar tengja mörg lög af sílikonplötum við íhluti með TSV.
TSV tækni er lykiltæknin sem gerir kleift bæði í 2.5D og 3D IC pakka og hálfleiðaraiðnaðurinn hefur notað HBM tækni til að framleiða DRAM flís í 3D IC pakka.
Þverskurðarmynd af þrívíddarpakkanum sýnir að lóðrétt samtenging milli kísilflaga er náð í gegnum málmkopar TSV.
Flís
Flísar eru önnur tegund af 3D IC pökkun sem gerir ólíka samþættingu CMOS og ekki-CMOS íhluta.Með öðrum orðum, þetta eru minni SoCs, einnig kallaðir kubbar, frekar en stórir SoCs í pakka.
Að brjóta niður stóran SoC í smærri, smærri flögur býður upp á meiri ávöxtun og lægri kostnað en einn óbarinn deyja.kubbar gera hönnuðum kleift að nýta sér fjölbreytt úrval IP án þess að þurfa að íhuga hvaða ferlihnút á að nota og hvaða tækni á að nota til að framleiða það.Þeir geta notað margs konar efni, þar á meðal sílikon, gler og lagskipt til að búa til flísina.
Kerfi sem byggjast á flísum eru samsett úr mörgum flísum á millilagi
Fan Out pakkar
Í Fan Out pakka er „tengingunni“ blásið af yfirborði flísarinnar til að veita meira ytra I/O.Það notar epoxý mótunarefni (EMC) sem er að fullu innbyggt í mótið, sem útilokar þörfina fyrir ferla eins og obláta högg, flæði, flip-chip uppsetningu, hreinsun, botn úða og herða.Þess vegna er ekki krafist millistigs heldur, sem gerir misleita samþættingu mun auðveldari.
Fan-out tækni býður upp á minni pakka með meira inn/út en aðrar pakkategundir og árið 2016 var það tæknistjarnan þegar Apple gat notað umbúðatækni TSMC til að samþætta 16nm forrita örgjörva sinn og farsíma DRAM í einn pakka fyrir iPhone 7.
Fan-out umbúðir
Fan-Out Wafer Level Packaging (FOWLP)
FOWLP tæknin er endurbót á wafer-level packaging (WLP) sem veitir fleiri ytri tengingar fyrir sílikonflögur.Það felur í sér að flöguna er fellt inn í epoxý mótunarefni og síðan smíðað háþéttni endurdreifingarlag (RDL) á yfirborði skífunnar og borið á lóðakúlur til að mynda endurgerða skífu.
FOWLP veitir mikinn fjölda tenginga á milli pakkans og umsóknarborðsins, og vegna þess að undirlagið er stærra en teningurinn, þá er deyjahæðin í raun slakari.
Dæmi um FOWLP pakka
Ólík samþætting
Samþætting mismunandi íhluta sem framleiddir eru sérstaklega í samsetningar á hærra stigi getur aukið virkni og bætt rekstrareiginleika, þannig að framleiðendur hálfleiðaraíhluta geta sameinað hagnýta íhluti með mismunandi ferliflæði í eina samsetningu.
Misleit samþætting er svipuð og system-in-package (SiP), en í stað þess að sameina margar berar deyja á einu undirlagi, sameinar það margar IP-tölur í formi Chiplets á einu undirlagi.Grunnhugmyndin um ólíka samþættingu er að sameina marga íhluti með mismunandi aðgerðir í sama pakkanum.
Nokkrar tæknilegar byggingareiningar í misleitri samþættingu
HBM
HBM er stöðluð staflageymslutækni sem veitir mikla bandbreiddarrásir fyrir gögn innan stafla og milli minnis og rökrænna íhluta.HBM pakkar stafla minni dögunum og tengja þá saman í gegnum TSV til að búa til meira I/O og bandbreidd.
HBM er JEDEC staðall sem samþættir lóðrétt mörg lög af DRAM íhlutum í pakka, ásamt forritaörgjörvum, GPU og SoCs.HBM er fyrst og fremst útfært sem 2.5D pakki fyrir hágæða netþjóna og netflögur.HBM2 útgáfan fjallar nú um afkastagetu og klukkutakmarkanir fyrstu HBM útgáfunnar.
HBM pakka
Millilag
Interposer lagið er leiðslan sem rafboðin fara í gegnum frá fjölflísa beru dúkkunni eða borðinu í pakkanum.Það er rafmagnsviðmótið milli innstunganna eða tenginna, sem gerir kleift að dreifa merkjunum lengra í burtu og einnig tengt öðrum innstungum á borðinu.
Interposer lagið getur verið úr sílikoni og lífrænum efnum og virkar sem brú á milli multi-deygjunnar og borðsins.Silicon interposer lög eru sannað tækni með háum I/O þéttleika og TSV myndunargetu og gegna lykilhlutverki í 2.5D og 3D IC flísumbúðum.
Dæmigerð útfærsla á kerfisskiptu millilagi
Endurdreifingarlag
Endurdreifingarlagið inniheldur kopartengingar eða uppstillingar sem gera raftengingar á milli hinna ýmsu hluta pakkans kleift.Það er lag af málmi eða fjölliða díelektrískt efni sem hægt er að stafla í pakkann með berum deyja og minnka þannig I/O bil stórra flísasetta.Endurdreifingarlög eru orðin órjúfanlegur hluti af 2.5D og 3D pakkalausnum, sem gerir flísunum á þeim kleift að hafa samskipti sín á milli með milliliðalögum.
Samþættir pakkar sem nota endurdreifingarlög
TSV
TSV er lykilútfærslutækni fyrir 2.5D og 3D pökkunarlausnir og er koparfyllt skífa sem veitir lóðrétta samtengingu í gegnum kísilskífuna.Það liggur í gegnum allan teninginn til að veita rafmagnstengingu og myndar stystu leiðina frá annarri hlið mótsins til hinnar.
Gat eða göt eru ætuð að ákveðnu dýpi frá framhlið skúffunnar, sem síðan er einangruð og fyllt með því að setja fram leiðandi efni (venjulega kopar).Þegar flísin hefur verið framleidd er hún þynnt frá bakhlið skífunnar til að afhjúpa gegnumrásina og málminn sem er settur á bakhlið skífunnar til að fullkomna TSV samtenginguna.
Pósttími: júlí-07-2023