Лоскутная упаковка - Quilt packaging

«Узелки» в лоскутной упаковке выступают за края микрочипов.
Узелки Quilt Packaging Nodules имеют припой сверху, чтобы обеспечить соединение чипа с чипом
QP Chiplets можно стегать вместе практически в любой ориентации.

Одеяло Упаковка (QP) является упаковка интегральной схемы и межсоединение чип-чип упаковка технология, которая использует «узелок ”Структуры, которые выступают горизонтально от краев микрочипов для создания электрически и механически прочных соединений между кристаллами.[1][2] 

Узлы QP создаются как неотъемлемая часть микрочипа с использованием стандартных конец линии полупроводник устройство изготовление техники. Припой тогда гальванический на вершине узлов, чтобы обеспечить соединение микросхемы с микросхемой с субмикронной точностью совмещения.[3]

Небольшая высокая урожайность “чиплеты »Из любых полупроводник материал (Кремний, Арсенид галлия, Карбид кремния, Нитрид галлия и т. д.), можно «простегать» вместе для создания более крупных многофункциональных мета-чип.[4] Таким образом, технология QP может интегрировать несколько фишек с разными технологиями или материалами подложки в плоскости, 2.5D и 3D конфигурации.[5]

Аналоговые характеристики RF

Множественные измерения вносимая потеря QP межблочные соединения проводились на стеганых наборах микросхем с наборами однородных и гетерогенных полупроводниковых материалов. Радиочастота S-параметр измерения проводились от постоянного тока до 220 ГГц. Межкомпонентные соединения QP продемонстрировали вносимые потери менее 0,1 дБ от постоянного тока до 100 ГГц между кремниевыми и кремниевыми чипами,[2] и вносимые потери менее 0,8 дБ на частотах до 220 ГГц между кремнием и арсенидом галлия.[6]

Цифровая производительность

Межкомпонентные соединения QP имеют достигнутую скорость 12 гигабит / сек (Гбит / с) битрейт пропускная способность без искажений с узелками 10 мкм на шаге 10 мкм на краю чипа.[7]

Оптика / Фотоника

Предварительный оптический потери связи моделирование и измерения показывают, что потери связи между кристаллами составляют <6 дБ для зазора менее 4 мкм. Потери быстро уменьшаются, когда зазор приближается к нулю, что достижимо с допусками сборки Quilt Packaging.[8][9]

Рекомендации

  1. ^ Чжэн, Quanling; Копп, Дэвид; Хан, Мохаммад Ашраф; Фэй, Патрик; Kriman, Alfred M .; Бернштейн, Гэри Х. (март 2014 г.). "Исследование межчипового соединения квилт-упаковки с помощью паяльной пасты". IEEE Transactions по компонентам, упаковке и технологиям производства. 4 (3): 400–407. Дои:10.1109 / tcpmt.2014.2301738. ISSN  2156-3950.
  2. ^ а б Ашраф Хан, М .; Чжэн, Quanling; Копп, Дэвид; Бакханан, Уэйн; Кулик, Джейсон М .; Фэй, Патрик; Kriman, Alfred M .; Бернштейн, Гэри Х. (01.06.2015). «Исследование термоциклирования упаковки из лоскутного одеяла». Журнал электронной упаковки. 137 (2). Дои:10.1115/1.4029245. ISSN  1043-7398.
  3. ^ Ахмед, Тахсин; Батлер, Томас; Хан, Аамир А .; Кулик, Джейсон М .; Бернштейн, Гэри Х .; Хоффман, Энтони Дж .; Ховард, Скотт С. (10.09.2013). «FDTD-моделирование волноводной связи чип-чип с помощью оптической лоскутной упаковки». Юстировка, допуски и проверка оптических систем VII. ШПИОН. 8844: 88440C. Bibcode:2013SPIE.8844E..0CA. Дои:10.1117/12.2024088.
  4. ^ Хан, М. Ашраф; Кулик, Джейсон М .; Kriman, Alfred M .; Бернштейн, Гэри Х. (январь 2012 г.). «Дизайн и надежность Quilt Packaging Superconnect». Международный симпозиум по микроэлектронике. 2012 (1): 000524–000530. Дои:10.4071 / isom-2012-poster_khan. ISSN  2380-4505.
  5. ^ Спаркмен, Кевин; ЛаВень, Джо; МакХью, Стив; Кулик, Джейсон; Ланнон, Джон; Гудвин, Скотт (29 мая 2014 г.). «Разработка масштабируемой матрицы излучателей для систем проекторов инфракрасной сцены». Инфракрасные системы формирования изображений: проектирование, анализ, моделирование и тестирование XXV. ШПИОН. 9071: 90711I. Bibcode:2014SPIE.9071E..1IS. Дои:10.1117/12.2054360.
  6. ^ Фэй, Патрик; Бернштейн, Гэри Х .; Лу, Тиан; Кулик, Джейсон М. (2016-04-29). «Межчиповые межкомпонентные соединения со сверхширокой полосой пропускания для гетерогенных схем миллиметрового и терагерцового диапазона». Журнал инфракрасных, миллиметровых и терагерцовых волн. 37 (9): 874–880. Bibcode:2016JIMTW..37..874F. Дои:10.1007 / s10762-016-0278-5. ISSN  1866-6892.
  7. ^ Лу, Тиан; Ортега, Карлос; Кулик, Джейсон; Бернштейн, Г. Х .; Ардиссон, Скотт; Энгельгардт, Роб (2016). «Быстрое прототипирование SoC с использованием технологии лоскутной упаковки для модульного функционального разделения ИС». Материалы 27-го Международного симпозиума по быстрому прототипированию системы, сокращающему путь от спецификации до прототипа - RSP '16. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM Press: 79–85. Дои:10.1145/2990299.2990313. ISBN  978-1-4503-4535-4.
  8. ^ Ахмед, Тахсин; Хан, Аамир А .; Виджил, Женевьева; Кулик, Джейсон М .; Бернштейн, Гэри Х .; Хоффман, Энтони Дж .; Ховард, Скотт С. (2014). «Оптическая лоскутная упаковка: новый процесс межкристаллитного оптического соединения и юстировки для модульных датчиков». Клео: 2014. Вашингтон, округ Колумбия: OSA: JTu4A.56. Дои:10.1364 / cleo_at.2014.jtu4a.56. ISBN  978-1-55752-999-2.
  9. ^ Ахмед, Тахсин; Лу, Тиан; Батлер, Томас П .; Кулик, Джейсон М .; Бернштейн, Гэри Х .; Хоффман, Энтони Дж .; Холл, Дуглас С .; Ховард, Скотт С. (2017-05-01). "Межчиповое соединение волноводных решеток среднего инфракрасного диапазона с использованием оптической упаковки". Письма IEEE Photonics Technology. 29 (9): 755–758. Bibcode:2017IPTL ... 29..755A. Дои:10.1109 / lpt.2017.2684091. ISSN  1041-1135.