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晶圓封裝新路徑之 3.5D 或 5.5D 與先進(jìn)封裝清洗介紹

合明科技 ?? 2198 Tags:堆疊芯片清洗芯片封裝清洗先進(jìn)封裝芯片清洗

該路線圖以邏輯疊加技術(shù)為特色,將邏輯疊加技術(shù)安裝在基板上,將 2nm(SF2)芯片與 4nm(SF4X)芯片組合在一起,兩者都安裝在另一塊基板上。這基本上是 2.5D 封裝上的 3D-IC,也就是前面提到的 3.5D 或 5.5D 概念。Song 表示,該代工廠將從 2027 年開始在 SF2P 上堆疊 SF1.4。這種方法特別吸引人的地方在于散熱的可能性。通過將邏輯與其他功能分開,熱量可以通過基板或五個(gè)暴露面中的任何一個(gè)從堆疊的芯片中排出。

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與此同時(shí),將利用其 Foveros Direct 3D 將邏輯堆疊在邏輯上,無論是面對(duì)面還是面對(duì)面。

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圖 6:英特爾的 Foveros Direct 3D



“真正的 3D-IC 配備了 Foveros,然后還配備了緩和鍵合,“你不能走傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)路線,把所有東西放在一起,然后進(jìn)行驗(yàn)證,然后發(fā)現(xiàn),‘哎呀,我遇到了問題?!悴荒茉龠@樣做了,因?yàn)槟銜?huì)影響你的上市時(shí)間。所以你真的想提供一個(gè)沙盒來讓它變得可預(yù)測(cè)。但即使在我進(jìn)入這個(gè)詳細(xì)的設(shè)計(jì)環(huán)境之前,我也想運(yùn)行我的機(jī)械/電氣/熱分析。我想看看連接性,這樣我就不會(huì)有開路和短路。3D-IC 的負(fù)擔(dān)更多地在于代碼設(shè)計(jì),而不是執(zhí)行。”


Foveros 允許將主動(dòng)邏輯芯片堆疊在另一個(gè)主動(dòng)或被動(dòng)芯片上,并使用基礎(chǔ)芯片以 36 微米間距連接封裝中的所有芯片。通過利用先進(jìn)的分類技術(shù),英特爾聲稱它可以保證 99% 的已知良好芯片和 97% 的組裝后測(cè)試良率。


用于其 AI 芯片的先進(jìn)封裝。CoWoS 本質(zhì)上是一種 2.5D 方法,使用中介層通過硅通孔連接 SoC 和 HBM 內(nèi)存。該公司對(duì) SoIC 的計(jì)劃更加雄心勃勃,將邏輯上的內(nèi)存與傳感器等其他元素一起封裝在生產(chǎn)線前端的 3D-IC 中。這可以顯著減少多層、尺寸和功能的組裝時(shí)間。



其他創(chuàng)新工藝和封裝技術(shù)的到位為更廣泛的競(jìng)爭(zhēng)選擇打開了大門。與過去由大型芯片制造商、設(shè)備供應(yīng)商和 EDA 公司定義芯片路線圖不同,小芯片世界為最終客戶提供了做出這些決策的工具。這在很大程度上是由于可以放入封裝中的功能數(shù)量與可以放入 SoC 光罩限制內(nèi)的功能數(shù)量不同??梢愿鶕?jù)需要水平或垂直擴(kuò)展封裝,在某些情況下,它們可以通過垂直布局規(guī)劃來提高性能。



但鑒于云端和邊緣領(lǐng)域的巨大機(jī)遇(尤其是隨著人工智能的普及),三大代工廠及其生態(tài)系統(tǒng)正在競(jìng)相開發(fā)新功能和新特性。在某些情況下,這需要利用他們已有的資源。在其他情況下,這需要全新的技術(shù)。


計(jì)劃在新形式中提供定制 HBM 作為一種選擇。內(nèi)存是決定性能的關(guān)鍵要素之一,在內(nèi)存和處理器之間更快地讀寫和來回移動(dòng)數(shù)據(jù)的能力會(huì)對(duì)性能和功耗產(chǎn)生重大影響。如果內(nèi)存的大小適合特定的工作負(fù)載或數(shù)據(jù)類型,并且如果某些處理可以在內(nèi)存模塊內(nèi)部完成,那么需要移動(dòng)的數(shù)據(jù)就會(huì)減少,那么這些數(shù)字可能會(huì)顯著提高。

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圖 7:路線圖和創(chuàng)新



與此同時(shí),一直在研究一種更好的方法來為密集排列的晶體管供電,隨著晶體管密度和金屬層數(shù)量的增加,這個(gè)問題一直存在。過去,電源是從芯片頂部向下輸送的,但在最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)了兩個(gè)問題。一是實(shí)際上為每個(gè)晶體管提供足夠的功率的挑戰(zhàn)。二是噪聲,它可能來自電源、基板或電磁干擾。如果沒有適當(dāng)?shù)钠帘巍捎陔娊橘|(zhì)和電線越來越薄,在每個(gè)新節(jié)點(diǎn)上屏蔽變得越來越困難——噪聲會(huì)影響信號(hào)完整性。


通過芯片背面供電可以最大限度地減少此類問題,并減少線路擁堵。但這也帶來了其他挑戰(zhàn),例如如何在不損壞結(jié)構(gòu)的情況下在較薄的基板上鉆孔。


宣布了玻璃基板的計(jì)劃,這種基板可以提供比 CMOS 更好的平面度和更低的缺陷率。這在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)尤其重要,因?yàn)榧词故羌{米級(jí)的凹坑也會(huì)引起問題。與背面供電一樣,處理問題也比比皆是。好處是玻璃的熱膨脹系數(shù)與硅相同,因此它與硅元件(如芯片)的膨脹和收縮兼容。經(jīng)過多年的冷落,玻璃突然變得非常有吸引力。事實(shí)上,臺(tái)積電和三星都在研究玻璃基板,整個(gè)行業(yè)都開始用玻璃進(jìn)行設(shè)計(jì),在不破裂的情況下處理它,并對(duì)其進(jìn)行檢查。


與此同時(shí),高度重視建立生態(tài)系統(tǒng)和擴(kuò)大其工藝產(chǎn)品。這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。芯片行業(yè)非常復(fù)雜和多樣化,沒有一家公司可以包辦所有事情。未來的問題是這些生態(tài)系統(tǒng)到底有多完整,特別是如果流程數(shù)量繼續(xù)增長(zhǎng)的話。例如,EDA 供應(yīng)商是必不可少的推動(dòng)者,任何流程或封裝方法要想成功,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都需要自動(dòng)化。但是流程和封裝選項(xiàng)越多,EDA 供應(yīng)商就越難以支持每一個(gè)漸進(jìn)式更改或改進(jìn),并且公告和交付之間的滯后時(shí)間可能會(huì)更長(zhǎng)。

先進(jìn)封裝芯片清洗

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。


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