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Chiplet 技术的三大特点和Chiplet技术在5G毫米波器件的应用趋势与先进封装清洗介绍

一、基于Chiplet的系统级封装

Chiplet 又被称为芯粒或者小芯片,与目前市场主流的SoC技术相反,Chiplet是将一块功能完善且集成度很高的裸片拆分成多个小芯片,再利用SiP技术将其组合到一起,形成一个系统级芯片.Chiplet带有很强的异质异构集成的特征,它也被看作是后摩尔时代解决摩尔定律失效的一个很有前景的方法,目前,随着工艺节点的发展,芯片制造的成本、设计周期和复杂性的急剧上升正促使行业将重点放在Chiplet上,它允许不同制程制造的芯片组合在一起,并在不同的项目中重复使用,这有助于降低设计过程中的成本,并提高产量.

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美国国防部高级研究计划局(DARPA)在2017年推出的CHIPS计划(通用异构集成和IP复用战略)试图将小芯片推向战略统一和生态建设的水平在DARPA的规划中,小芯片涉及来自不同公司、不同工艺节点、不同半导体材料、不同信号类型(即波、电子、光子,甚至微机电系统)的具有不同功能的芯片.因此,小芯片技术旨在支持新生态和应用系统中的巨大技术路线图。

Chiplet的优势主要体现在技术要求,成本以及商业化等方面.相比于SoC,Chiplet将系统级芯片进行了拆分,降低了功能高度集成带来的设计和制造要求.且Chiplet的生产形式使其能够支持特殊功能的定向定制,从而能够避免市场狭窄的问题,并且Chiplet 大大缩减了制造周期以及研发投入,能够更好地平衡生产成本问题.Chiplet最大的特点在于IP复用,这有助于实现芯片设计产业链细分.如此以来,片设计行业就可逐渐打破几家独大的局面,小型芯片设计公司也将从中获益,从长期发展角度来看,这是十分利于技术的竞争与发展的.

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可以预见,Chiplet技术在5G毫米波器件的系统级封装中也将大有可为.然而,Chiplet的进一步发展需要使Chiplet接口必须达成一致,接口和协议的设计必须考虑与制造工艺和封装技术相匹配、系统集成和扩展的要求.此外,不同领域的小芯片的相关性能指标也至关重要。

目前,Chiplet 技术已成功应用于工业领域,尤其是具有高端技术和研究能力的公司.HBM存储器是Chiplet技术最早的成果应用.随后,在现场可编程门阵列(FPGA)相关领域,Intel推出了基于小Chiplet 技术的 AgilexFPGA 产品.这些产品使用 3D 封装技术来实现异构芯片集成.在高性能CPU 芯片领域AMD引人了Zen2架构,将I0组件和处理器核心分离为多个 Chiplet,以进行进一步的按需集成.在网络领域,Intel的 Tofno2 芯片具有 12.8T的切换能力,这通过Chiplet实现,它将交换逻辑芯片与高速SerDes芯片集成在一起.此外,AMD、高通等芯片设计龙头也在逐步布局Chiplet产业,在国内,中兴等企业也开始探索Chiplet,并逐步跟上世界龙头企业步伐。

二、Chiplet 技术的三大特点

Chiplet 技术-先进封装芯片封装清洗剂选择:

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

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污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

Chiplet 技术-先进封装芯片封装清洗剂选择:

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。


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