Glass Interposer PCB vs Silicon Interposer

Ένας γυάλινος ενδιάμεσος είναι ένα παθητικό υπόστρωμα αναδιανομής που τοποθετείται μεταξύ των ημιαγωγικών μήτρων και του υποστρώματος συσκευασίας από κάτω. Η κύρια λειτουργία του είναι να αναδιανέμει τις συνδέσεις μήτρας λεπτού βήματος σε μια μορφή δρομολόγησης που μπορεί να χειριστεί το επόμενο επίπεδο συσκευασίας, μεταφέροντας παράλληλα σήματα από μήτρα σε μήτρα, ισχύ και γείωση σε μια συμπαγή περιοχή. Στην πράξη, οι γυάλινοι ενδιάμεσοι ενδιάμεσοι προσελκύουν την προσοχή επειδή προσφέρουν μια μεσαία θέση μεταξύ των ενδιάμεσων πυριτίου και των οργανικών ενδιάμεσων ενδιάμεσων: λεπτότερη δρομολόγηση και καλύτερη διαστατική σταθερότητα από τα οργανικά υλικά, αλλά χαμηλότερο δυναμικό κόστους και κατασκευή μεγαλύτερου μεγέθους πάνελ από το πυρίτιο περιορισμένης χρήσης πλακιδίων. Για το ευρύτερο πλαίσιο υλικών και πλατφορμών, ανατρέξτε στην επισκόπηση των γυάλινων PCB.

Ζητήστε μια προσφορά για τον ενδιάμεσο υαλοπίνακα

---

Τι είναι ένας ενδιάμεσος γυάλινος παρεμβολέας και τι κάνει;

Στην προηγμένη συσκευασία ημιαγωγών, ένας ενδιάμεσος είναι ένα στρώμα ανακατανομής τοποθετημένο μεταξύ των μήτρων από πάνω και του υποστρώματος συσκευασίας από κάτω. Ένας ενδιάμεσος γυάλινος χρησιμοποιεί γυαλί ως βασικό υπόστρωμα και συνδυάζει τρεις βασικές λειτουργίες: οριζόντια ανακατανομή σήματος μέσω λεπτής καλωδίωσης στην επιφάνεια, κάθετη μεταφορά μέσω του πάχους του υποστρώματος και μεταφορά βήματος μεταξύ πολύ λεπτών εξογκωμάτων μήτρας και της πιο χονδροειδούς δομής διασύνδεσης από κάτω.

Αυτό σημαίνει ότι ένας γυάλινος ενδιάμεσος δεν είναι το ίδιο πράγμα με ένα πλήρες υπόστρωμα συσκευασίας. Δεν αντικαθιστά ολόκληρο το κάτω μέρος της συσκευασίας. Αντίθετα, βρίσκεται ανάμεσα στις μήτρες και το υπόστρωμα της συσκευασίας, βοηθώντας στη δρομολόγηση πυκνών σημάτων σε έναν χώρο όπου η συνηθισμένη καλωδίωση της συσκευασίας γίνεται πολύ χονδροειδής. Το υπόστρωμα της συσκευασίας από κάτω εξακολουθεί να χειρίζεται την ευρύτερη σύνδεση fan-out και σε επίπεδο πλακέτας, ενώ ο ενδιάμεσος διαχειρίζεται το πρόβλημα της πυκνής τοπικής διασύνδεσης ακριβώς κάτω και ανάμεσα στις μήτρες.

Μια τυπική δομή ενδιάμεσου γυάλινου στοιχείου περιλαμβάνει έναν λεπτό γυάλινο πυρήνα, οπές διαμπερούς γυάλινης διασύνδεσης για κάθετη σύνδεση και στρώματα αναδιανομής στη μία ή και στις δύο πλευρές. Επειδή το ίδιο το γυαλί είναι ηλεκτρικά μονωτικό και διαστατικά σταθερό, παρέχει μια καλή πλατφόρμα για λεπτή καλωδίωση, μεταφορά βήματος και δομές συν-συσκευασίας που θα ήταν δύσκολο να υλοποιηθούν σε τυπικά οργανικά υλικά.

---

Glass Interposer vs Silicon Interposer vs Organic Interposer

Ο λόγος που η τεχνολογία γυάλινης ενδιάμεσης διάταξης έχει σημασία είναι ότι βρίσκεται σε μια πολύ χρήσιμη μέση λύση. Οι ενδιάμεσοι διάτρητοι ...

Από την άποψη της απόφασης συσκευασίας, ο ενδιάμεσος πυριτίου επιλέγεται συνήθως όταν ο σχεδιασμός απαιτεί απολύτως την καλύτερη δυνατή πυκνότητα αναδιανομής. Ο οργανικός ενδιάμεσος προτιμάται όταν το κόστος κυριαρχεί και η απαίτηση πυκνότητας δρομολόγησης παραμένει μέτρια. Ο ενδιάμεσος γυάλινος γίνεται ελκυστικός όταν η συσκευασία χρειάζεται καλύτερη διαστατική σταθερότητα, λεπτότερη δρομολόγηση ή οπτική λειτουργικότητα χωρίς να κινείται πλήρως στο πεδίο κόστους του ενδιάμεσου πυριτίου.

---

Σχεδιασμός ενδιάμεσου γυαλιού: TGV, RDL, Stack-Up και έλεγχος στρέβλωσης

Ο σχεδιασμός του γυάλινου ενδιάμεσου είναι το πιο σημαντικό μέρος του θέματος, επειδή η αξία του ενδιάμεσου καθορίζεται λιγότερο από το όνομα του υλικού και περισσότερο από τον τρόπο κατασκευής της δομής. Σε πραγματικά έργα, ένας γυάλινος ενδιάμεσος δεν κρίνεται μόνο από το αν χρησιμοποιεί γυαλί. Κρίνεται από το αν η διασύνδεση μέσω του υποστρώματος, τα στρώματα ανακατανομής, η συμμετρία της στοίβας και η αλληλεπίδραση της συσκευασίας μπορούν να υποστηρίξουν το μέγεθος του καλουπιού-στόχου, το βήμα της ανωμαλίας, τον αριθμό σημάτων και τη διαδικασία συναρμολόγησης.

1. Πάχος και ρόλος του πυρήνα γυαλιού

Ο γυάλινος πυρήνας συνήθως διατηρείται λεπτός επειδή η ενδιάμεση πλάκα είναι μια δομή αναδιανομής και όχι μια μεγάλη μηχανική πλακέτα. Το γυαλί πρέπει να είναι αρκετά παχύ ώστε να διατηρεί τη διαστατική σταθερότητα κατά την επεξεργασία και τη συναρμολόγηση, αλλά και αρκετά λεπτό ώστε να υποστηρίζει την προβλεπόμενη γεωμετρία και το προφίλ της συσκευασίας. Σε αυτόν τον ρόλο, το γυαλί συμπεριφέρεται διαφορετικά από μια πλήρη πλατφόρμα υποστρώματος, όπως η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με γυάλινο πυρήνα , όπου το γυαλί σχηματίζει την κεντρική δομική ραχοκοκαλιά του ίδιου του υποστρώματος της συσκευασίας.

2. Διαμπερείς οπές διέλευσης γυαλιού ως κατακόρυφη ραχοκοκαλιά

Οι οπές διέλευσης από γυαλί είναι κρίσιμες επειδή συνδέουν την πλευρά δρομολόγησης που βλέπει προς την μήτρα με την πλευρά που βλέπει προς τη συσκευασία. Στις ενδιάμεσες γυάλινες διατάξεις, αυτές οι οπές διέλευσης έχουν συνήθως στενότερη απόσταση, μικρότερες διαστάσεις και αυστηρότερες απαιτήσεις πλήρωσης από ό,τι σε πιο γενικές εργασίες κυκλωμάτων γυαλιού. Η συμπαγής πλήρωση προτιμάται συνήθως επειδή η ενδιάμεση διάταξη πρέπει να υποστηρίζει πυκνή αναδιανομή και σταθερή κάθετη απόδοση και όχι μόνο περιστασιακές μεταβάσεις από πάνω προς τα κάτω. Η λεπτομερής λογική της διαδικασίας πίσω από αυτήν την κάθετη διασύνδεση σχετίζεται στενά με την κατασκευή μέσω γυαλιού.

3. Σχεδιασμός επιπέδου ανακατανομής

Το επίπεδο αναδιανομής, ή RDL, είναι το σημείο όπου ο ενδιάμεσος εκτελεί στην πραγματικότητα τη λειτουργία μετάφρασης του ύψους. Στην επάνω πλευρά, το RDL λαμβάνει συνδέσεις μήτρας λεπτού ύψους. Στην κάτω πλευρά, μεταδίδει αυτά τα σήματα προς το υπόστρωμα της συσκευασίας. Όταν πολλαπλές μήτρες μοιράζονται έναν ενδιάμεσο, το ίδιο δίκτυο RDL δρομολογεί επίσης συνδέσεις μήτρας-με-μήτρας πλευρικά στην επιφάνεια. Αυτό σημαίνει ότι η στρατηγική δρομολόγησης πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη διαφυγή σήματος, το μήκος διαδρομής, τη δομή αναφοράς, την τοπική πυκνότητα και τον τρόπο με τον οποίο ο ενδιάμεσος αλληλεπιδρά με το οργανικό υπόστρωμα από κάτω.

Στην πράξη, ο σχεδιασμός RDL της ενδιάμεσης διάταξης δεν είναι απλώς «λεπτότερη δρομολόγηση PCB». Είναι πιο κοντά στην αναδιανομή συσκευασίας, όπου η τοπική πυκνότητα, η συμμετρία και η αλληλεπίδραση των στρώσεων είναι στενά συνδεδεμένες με τη συναρμολόγηση και τη συμπεριφορά στρέβλωσης. Μια διάταξη που φαίνεται ηλεκτρικά αποδοτική μπορεί να είναι δομικά κακή εάν δημιουργεί ανισορροπία χαλκού ή μη υποστηριζόμενες συγκεντρώσεις τάσης στη στοίβα της ενδιάμεσης διάταξης.

4. Συμμετρία στοίβαξης και διαχείριση στρέβλωσης

Η παραμόρφωση είναι ένας από τους κεντρικούς μηχανικούς κινδύνους στο σχεδιασμό γυάλινων ενδιάμεσων στοιχείων, επειδή το λεπτό βήμα εξογκώματος αφήνει πολύ μικρό περιθώριο για παραμόρφωση συναρμολόγησης. Εάν η δομή ανακατανομής δεν είναι ισορροπημένη, η ψύξη από τη θερμοκρασία συναρμολόγησης μπορεί να δημιουργήσει αρκετή καμπυλότητα ώστε να προκαλέσει ανοίγματα εξογκωμάτων, ανομοιόμορφη επαφή ή απώλεια απόδοσης. Οι πιο συνηθισμένοι παράγοντες που συμβάλλουν είναι η ανισορροπία χαλκού μεταξύ των δύο πλευρών, η μη ταιριαστή συσσώρευση διηλεκτρικού, η συμπεριφορά υποπλήρωσης και η αλληλεπίδραση με το υπόστρωμα της συσκευασίας από κάτω.

Για αυτόν τον λόγο, οι στοίβες ενδιάμεσων στοιχείων συνήθως σχεδιάζονται με γνώμονα τη συμμετρία. Οι άνω και κάτω δομές ανακατανομής πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μαζί, όχι ανεξάρτητα. Η ισορροπία πυκνότητας χαλκού, ο αριθμός των στρώσεων και η σειρά διεργασίας επηρεάζουν όλα την τελική επιπεδότητα του ενδιάμεσου στοιχείου. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους το γυαλί είναι ελκυστικό: ο χαμηλότερος συντελεστής θερμοκρασίας (CTE) και η καλή διαστατική σταθερότητα βοηθούν στον καλύτερο έλεγχο της παραμόρφωσης της συσκευασίας από τις οργανικές εναλλακτικές λύσεις σε πυκνά περιβάλλοντα συσκευασίας.

5. Σχεδιασμός σήματος, ισχύος και θερμικής ενέργειας

Παρόλο που ο ενδιάμεσος είναι παθητικός, πρέπει να φέρει τρεις διαφορετικές λειτουργίες συστήματος: ανακατανομή σήματος, κατανομή ισχύος και θερμική αλληλεπίδραση με το υπόλοιπο πακέτο. Αυτά δεν ωθούν πάντα τον σχεδιασμό προς την ίδια κατεύθυνση. Η πυκνή πλευρική δρομολόγηση σήματος μπορεί να ανταγωνιστεί την ανάγκη για διαδρομές παροχής ισχύος ή τη συνέχεια του εδάφους. Ομοίως, η διάταξη των εξογκωμάτων και η τοποθέτηση των καλουπιών μπορεί να δημιουργήσουν τοπικές ζώνες θερμικής συγκέντρωσης. Επομένως, ο καλός σχεδιασμός του ενδιάμεσου απαιτεί συντονισμό μεταξύ ηλεκτρικών, μηχανικών και στόχων συσκευασίας αντί να βελτιστοποιεί μόνο έναν από αυτούς.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένας γυάλινος ενδιάμεσος θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως πρόβλημα σχεδιασμού συσκευασίας και όχι μόνο ως πρόβλημα δρομολόγησης λεπτών γραμμών. Το σωστό μοτίβο διέλευσης, η στοίβα RDL και η διάταξη συσσώρευσης καθορίζονται από ολόκληρη την αρχιτεκτονική της συσκευασίας, συμπεριλαμβανομένου του αριθμού των μήτρων, της απόστασης μεταξύ των μήτρων, του υποστρώματος από κάτω και της μεθόδου συναρμολόγησης.

Πού χρησιμοποιούνται οι ενδιάμεσοι υαλοπίνακες σε οπτικά συστήματα 2.5D, 3D και συν-συσκευασμένα

Οι ενδιάμεσοι σωλήνες από γυαλί συζητούνται συχνότερα στο πλαίσιο της προηγμένης συσκευασίας, αλλά οι τύποι εφαρμογών δεν είναι όλοι ίδιοι. Ο ενδιάμεσος σωλήνας μπορεί να εξυπηρετεί πολύ διαφορετικούς ρόλους ανάλογα με το αν η συσκευασία είναι 2.5D, 3D ή φωτονικό-ηλεκτρονικό.

Συσκευασία τσιπ 2.5D

Στα πακέτα 2.5D, πολλαπλές μήτρες βρίσκονται δίπλα-δίπλα στον ενδιάμεσο παρεμβολέα και ο ενδιάμεσος χειρίζεται την πυκνή πλευρική δρομολόγηση μεταξύ τους. Αυτή είναι μια από τις πιο σαφείς περιπτώσεις χρήσης για την τεχνολογία ενδιάμεσου γυαλιού, επειδή απαιτεί λεπτή αναδιανομή, σταθερή γεωμετρία και κλιμακούμενη επιφάνεια υποστρώματος.

Δομές υποστήριξης τρισδιάστατων συσκευασιών

Σε τρισδιάστατες διαμορφώσεις, ο ενδιάμεσος μπορεί να χρησιμεύσει ως το βασικό επίπεδο αναδιανομής που υποστηρίζει μια πιο κάθετα ολοκληρωμένη στοίβα. Η σημασία εδώ δεν είναι μόνο η πυκνότητα δρομολόγησης αλλά και η μηχανική σταθερότητα και η αξιοπιστία της κάθετης διασύνδεσης μέσα σε ένα πιο στενά συνδεδεμένο πακέτο.

Φωτονική-ηλεκτρονική συν-συσκευασία

Ένα από τα πιο ξεχωριστά πλεονεκτήματα της τεχνολογίας γυάλινης ενδιάμεσης διάταξης είναι η οπτική της διαφάνεια. Αυτή η ιδιότητα ανοίγει έναν χώρο σχεδιασμού που ούτε οι ενδιάμεσες διατάξεις πυριτίου ούτε τα οργανικά υποστρώματα μπορούν να υποστηρίξουν με τον ίδιο τρόπο. Σε φωτονικά-ηλεκτρονικά συν-συσκευασμένα συστήματα, οι οπτικές και ηλεκτρικές λειτουργίες μπορούν να ενσωματωθούν στην ίδια πλατφόρμα υποστρώματος, επιτρέποντας πιο συμπαγείς και αποτελεσματικές αρχιτεκτονικές για εφαρμογές επικοινωνίας και ανίχνευσης υψηλού εύρους ζώνης.

Αυτές οι περιπτώσεις χρήσης δείχνουν επίσης γιατί οι ενδιάμεσοι γυάλινοι παράγοντες δεν μπορούν να αξιολογηθούν αποκλειστικά μέσω απλών συγκρίσεων κόστους. Σε ορισμένες λύσεις συσκευασίας, το γυαλί μπορεί να επιλεγεί επειδή είναι λιγότερο ακριβό από το πυρίτιο. Σε άλλες περιπτώσεις, επιλέγεται για τις μοναδικές του δυνατότητες, όπως η οπτική πρόσβαση, οι μεγαλύτερες μορφές υποστρώματος ή τα διαφορετικά χαρακτηριστικά του υλικού. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το γυαλί λειτουργεί όχι μόνο ως μια εναλλακτική λύση χαμηλότερου κόστους, αλλά και ως υπόστρωμα που επιτρέπει επιλογές σχεδιασμού που δεν είναι διαθέσιμες με άλλα υλικά.

---

Συχνές ερωτήσεις για την ενδιάμεση γυάλινη επιφάνεια και σχεδιασμός έργου

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός ενδιάμεσου γυαλιού και ενός υποστρώματος με γυάλινο πυρήνα;

Ένας γυάλινος ενδιάμεσος είναι ένα παθητικό στρώμα αναδιανομής που εισάγεται μεταξύ των μήτρων και του υποστρώματος της συσκευασίας. Ένα υπόστρωμα γυάλινου πυρήνα είναι η πλήρης δομή υποστρώματος συσκευασίας που βρίσκεται κάτω από τη μήτρα ή τον ενδιάμεσο και τελικά συνδέεται με τη διεπαφή συσκευασίας σε επίπεδο πλακέτας.

Πότε είναι καλύτερο το γυάλινο ενδιάμεσο από το σιλικονούχο ενδιάμεσο;

Η ενδιάμεση γυάλινη επένδυση είναι συνήθως πιο ελκυστική όταν η συσκευασία χρειάζεται λεπτότερη αναδιανομή από ό,τι μπορούν να προσφέρουν τα οργανικά υλικά, αλλά δεν χρειάζεται την πιο ακραία πυκνότητα που διατίθεται από την ενδιάμεση επένδυση πυριτίου. Επίσης, γίνεται πιο ενδιαφέρουσα όταν η οικονομία σε κλίμακα πάνελ ή η οπτική λειτουργικότητα έχουν σημασία.

Ποιες πληροφορίες χρειάζονται για να ξεκινήσω ένα έργο ενδιάμεσης γυάλινης επένδυσης;

Το έργο ξεκινά συνήθως με το μέγεθος της μήτρας, τον αριθμό των μητρών, τον χάρτη εξογκωμάτων, το αποτύπωμα στόχου, τον αριθμό σήματος, τον ρυθμό δεδομένων, τις απαιτήσεις ισχύος και τη δομή του πακέτου κάτω από τον ενδιάμεσο. Αυτές οι εισροές καθορίζουν την πυκνότητα δρομολόγησης του ενδιάμεσου, μέσω στρατηγικής, και την κατεύθυνση στοίβαξης.

Μπορούν οι γυάλινες ενδιάμεσες επιφάνειες να συναρμολογηθούν με τις τυπικές μεθόδους flip-chip;

Μπορούν να ενσωματωθούν σε τυπικές προηγμένες ροές συναρμολόγησης, αλλά η προσέγγιση εργαλείων και υποστήριξης πρέπει να αντικατοπτρίζει την εύθραυστη συμπεριφορά του υποστρώματος του γυαλιού. Ο σχεδιασμός συναρμολόγησης συνήθως εξετάζεται παράλληλα με την ευρύτερη πορεία της διαδικασίας συσκευασίας που περιγράφεται στην κατασκευή γυάλινων PCB.

Πώς πρέπει να υποβάλλεται προσφορά για ένα έργο;

Μια χρήσιμη προσφορά συνήθως ξεκινά με την αρχιτεκτονική του πακέτου και όχι με ένα αίτημα μόνο για απλές διαστάσεις. Εάν έχετε ήδη πληροφορίες μήτρας, χάρτη εξογκώματος, στόχο αποτυπώματος ή περιορισμούς διασύνδεσης, υποβάλετέ τα μέσω της σελίδας προσφοράς , ώστε η γυάλινη ενδιάμεση διάταξη να μπορεί να ελεγχθεί σε σχέση με τις πραγματικές απαιτήσεις του πακέτου.