有机插入器的返回

有机插入器作为一个选项在先进的包装又卷土重来了,几年后他们首次提出作为一种降低成本的手段在2.5 d multi-die配置。

有几个原因有一个新的兴趣这种技术:

• 越来越多的公司正在提高的限制摩尔定律,继续收缩功能过高的成本。
• 做了足够的工作与有机生产端插入器处理的一些主要问题,如弯曲和困难附加其他模具插入器由于其灵活性。
• 有进展,增加有机插入器,所以他们的密度接近硅插入器。

直到现在,大多数的实现2.5 d对高速网络和服务器应用程序因为硅的成本插入器是如此之高。价格平均约30美元,据业内人士称,但它可以高达100美元,当多个十字线需要缝合,这让它的许多应用程序。而这仅仅是一个开始。收益率问题通过插入器可以与多个芯片运行的成本加大衍生或现场故障甚至更高。

这有助于解释为什么铸造厂让这项技术在一个非常严格管控,以及为什么有那么多实验替代硅插入器,包括有机材料和玻璃。到目前为止,都犯了一个巨大的市场,但肯定是有更多的注意力被集中在他们最近。问题是他们是否最终将取代硅插入器基于成本,他们是否会被用于不同的较低的性能应用程序,或者他们是否会被小众。

”推动2 - 2线/空间有机插入器”说Philippe Gastaldo UnitySC首席技术官。“这很困难。但是,最近在日本企业是一个很大的进步。他们越来越近了。”

然而并不是所有的工作都需要一个2行/空间。“有机插入器今天好为低成本产品,”Andy Heinig说研究工程师弗劳恩霍夫自适应系统的工程部门。“有一种妥协。你需要多好的芯片,为有机硅不如电导率。但它是便宜。和汽车的工作,它比硅更容易比扇出小。相机数据从一辆汽车需要地方摄像头在汽车周围。听起来很容易,但是你可以很快遇到了空间的限制。这不是相同的限制可能会发现在一个手机,但它仍然是一个问题。硅插入器会给你更高的性能在一个小空间,而是一个有机插入器只会花费2到3美元。”

没那么快
不过,并不是每个人都认为有机插入器最终会在半导体封装中发挥重要作用。首先,有许多可用的替代方案,包括高端扇出,桥梁等英特尔嵌入式multi-die互连桥(EMIB),system-in-package,甚至是平面FD-SOI。先进的包装技术已经从一个有趣的未来一个拥挤的市场充斥着大量的选项,每个添加自己的权衡。

“硅和有机是两种不同的方法来解决相同的问题,”殷Ingu Chang说,高级副总裁先进半导体工程(ASE)。“硅显示在高性能计算工作。但扇出更成本有效,您可以使用相同的工具已经在使用同一条直线和空间。你也可以扩展一个300毫米晶圆600 x 600面板。如果你比较这两个,扇出使用芯片衬底,同样的设备,成本更低,你不需要处理CT热膨胀系数不匹配。”

Chang说,它可以创建高密度有机插入器,但问题是否仍将成本效益一旦密度。“有机硅之间中间插入器,一边扇出。问题是是否会被挤出随着时间的推移,到目前为止,产量也很成问题。在这一点上,没有人做2 - 2线/空间有机插入器的高生产。”

即使有机插入器生存在不同的包装方案,该技术可能需要时间来获得动力。

“有机插入器需要细线宽/线空间来支持当前的设计规则2.5 d tsv,“说Seung钟旭Yoon,成组技术战略总监JCET集团。“这将是一个挑战对于产量大面板的大小。的优点之一有机插入器应该是降低成本。为了达到更好的线宽/线空间,有机插入器可能需要一个薄膜的过程,这将是一个额外的成本,这需要更多的时间来建立过程。例如,激光直接成像(LDI)是为印刷电路板开发很久以前,但它不是商业化,直到wafer-level包需求开始增加。”

重点转向分配层
大部分集中在2。xD包装涉及插入器,真正的问题可能是更少的插入器本身的材料和再分配层中到底发生了什么。

重新分配层用于对光接触点不同的层,从而允许接触密度更高。实际上,RDL是解决路由问题造成的极端密度在一个固定的空间。

图1:再分配层。来源:林的研究

但RDL越来越被看着不仅仅是平面布置图,和它带给自己的一组问题。回来的老方法磨削被证明是太具有破坏性,因此行业已经转移到一个载波片涂有粘接材料中处于什么位置。这是复杂的材料科学,因为材料必须能够承受多个高温步骤和机械应力没有分层或扭曲。

这里有两种主要的方法。是创建RDL第一,然后添加芯片。另一种方法是创建一个芯片,然后建立RDL围绕这些芯片。

图2:不同RDL的方法。来源:瑞萨

”的一个问题是,你使用热塑性塑料,它必须结合释放层,然后如果你需要更高的温度制造业债券temperstures更高,“罗摩Puligadda说,执行董事的先进技术布鲁尔科学。“我们致力于结合在较低温度下固化层在承运人的一面。所以一方负责刚度。另一个是债券。”

布鲁尔是在尝试一些新的方法可能影响各个部分如何组合在一起。一个使用激光烧蚀过程去除衬底介电材料,工作的特征尺寸小于5微米。这种方法的优点是,它可以在室温下处理精确的深度和侧壁角控制。挑战包括找出一种方法来将熔化的材料、表面粗糙度、整个过程的速度。

该公司还正在使用薄膜模具复合芯片,可以印。“这不是一个插入器Puligadda指出。“这是一个替代EMC(环氧模具化合物)。你pre-form一个模板,你想要在硅蛀牙。”

图3:叠层polymetric die-stencil填补概念。来源:布鲁尔科学

三星正在致力于一个RDL的包装方法,,使用有机桥连着RDL。该公司称,2.5 d RDL-Interposer。在最近一次面向分析师的报告中,Dae哇金,三星电子副总裁说,机械样本在去年第四季度发布。他说这也可以用于一个扇出system-in-package,死的可安排在插入器并排。

这已经产生了大量的buzz在包装行业。三星一直谈论有机插入器在过去的几年,在包基于这些插入器2.1 d区别于硅插入器2.5 d。这也促使IEEE加强命名约2.5 d。有一群努力进行所有类型的有机插入器2,chip-first和chip-last有机基质连接器,和2 ds被动硅包,有或没有tsv。

图4:2和2 ds。来源:IEEE /拉贾Swaminathan

“三星的有机插入器技术的细节目前还不完全清楚,但这样的解决方案可能因为细线宽/线空间模式在整个面板将确实是一个困难的挑战,“JCET的Yoon说。“JCET集团也有类似的RDL桥高密度2.1或2.5 d设备的方法。超小模数有机基质(ufo)达到线宽/线空间需求2/2um和多个分配层(超过10)薄,灵活的结构。不明飞行物是一个性价比不错的备用方案2.5 d TSV技术,特别是用于2.5 d扇出wafer-level包装解决方案或2.1 d有机插入器。”

改变优先级
最初的价值观念先进包装已经转移到经济差异在不同的包装方法,而不是比较先进的包装平面soc设计最先进的流程节点。这是一个迹象表明,先进的包装现在是主流选择芯片设计和制造。

但它是很长的路从最初的讨论先进的包装,这是它允许芯片制造商选择IP基于可用性、价格、和热/电特性的IP-regardless的流程节点。对模拟电路这一观点总是特别有吸引力,不受益于扩展,这就是为什么模拟IP用于soc的高级节点主要是数字。

“这仍然是添加更多的功能与较小的芯片死,“阿明Shokrollahi说,首席执行官Kandou总线。“你可能想把并行转换器上的疙瘩,但创建了大量的热量,你需要一种方法来得到热量。所以死的挠性之间的空间位置是非常重要的,因为这些块要短。有机基质和插入器允许一些灵活性,但你需要把并行转换器直接在他们之上,这可能是不可能的。我们和很多公司。灵活地布置和设计是在列表的顶部。”

也成为重要的是一种描述不同的先进包装方法的行业可以比较这一长串的不同可能性最适合特定的应用程序。

“我们看到与硅和玻璃插入器,并与重组我们看到晶圆和模具化合物,”劳拉·罗斯曼莫尔说,在Veeco首席技术官。“这些都是有机的。但问题是你是否能得到你所需要的尺寸为特定的应用程序。与包装,绝对是一个需要灵活性,是否2 d, 2.5 d, 3 d,扇出wafer-level处理,以及是否你做蚀刻或干膜或硅片变薄和清洁。”

结论
有机插入器保持桌子上的众多选择之一时包装。他们在成本方面有其独特的优势,但他们也很灵活。虽然这本身可以是一件好事,因为它们是不太可能裂缝处理下,多个行业消息人士说,生产流程需要适应。到目前为止,陪审团还如何普遍将成为该方法,因为它将需要足够的体积来证明这些变化。

三星是一贯的对这种方法的语句。虽然十多年的行业被FD-SOI利基技术,似乎找到了一个坚实的市场机会在22纳米,18海里和12海里从三星和GlobalFoundries在地平线上,圣微电子。

但是今天有这么多的选择可用于包装,很难做出预测哪些会成功从长远来看,更不用说找出哪些方法为下一代异构计算架构。有机插入器仍在运行,但也是很多其他的选择。

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