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为什么选择玻璃基板?
玻璃基板的优势
✔ 它们可以制作得非常平整,从而实现更细的图案和更高(10倍)的互连密度。在光刻过程中,整个基板获得均匀曝光,从而减少缺陷。
✔ 玻璃与其上方的硅芯片具有类似的热膨胀系数,降低了热应力。
✔ 玻璃基板不会翘曲,并能够在单个封装中容纳更高的芯片密度。初始原型能够处理比有机基板多50%的芯片密度。
✔ 可以无缝集成光互连,促进更高效的共同封装光学。
✔ 通常为矩形晶圆,增加了每个晶圆的芯片数量,提高了良率并降低了成本。
**以上译自:semiwiki
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玻璃基板在硅领域的潜力与挑战
玻璃基板在高性能计算、人工智能和数据中心网络硅领域展现出巨大潜力,然而在其广泛应用的道路上,仍存在诸多挑战需要克服。
玻璃的脆弱性
玻璃脆弱易碎是其显著的特性之一。在制造过程中,玻璃极易发生断裂,这对生产环节提出了严格要求。为了降低损坏风险,必须小心处理,并运用专用设备进行操作。任何疏忽都可能导致生产线上的损失,增加成本并影响效率。
此外,这种脆弱性还使得玻璃在运输和存储过程中需要格外谨慎。轻微的碰撞或不当的堆放都可能引发玻璃基板的破损,进而影响其在后续工艺中的使用。
材料附着与应力问题
确保玻璃基板与半导体堆叠中使用的其他材料(如金属和绝缘材料)之间的适当附着是一项艰巨的任务。由于材料特性的差异,界面上容易产生应力。这些应力可能导致剥离或其他可靠性问题,严重影响产品的性能和使用寿命。
不同材料之间的热膨胀系数不一致也是一个关键因素。尽管玻璃的热膨胀系数与硅相似,但与 PCB 板/突起所使用的材料可能有显著差异。在温度循环变化时,这种不匹配会造成热应力,进一步威胁到产品的可靠性和性能表现。
缺乏标准与可靠性数据
目前,玻璃基板缺乏统一的行业标准,这导致了不同供应商产品之间的性能差异。这种差异使得制造商在选择供应商时面临困惑,也增加了产品质量的不确定性。
由于玻璃基板技术相对较新,目前尚无足够的长期可靠性数据。为了增强在高可靠性应用中使用这些封装的信心,需要进行更多的加速寿命测试。通过这些测试,可以更准确地评估玻璃基板在长期使用中的稳定性和可靠性,为其广泛应用提供有力的支持。
尽管存在上述缺点,众多主要代工厂如英特尔、台积电、三星和 SKC 等仍在大力投资玻璃基板技术。预计在高端硅中实现向玻璃基板的转变,还需要 3 - 4 年的时间。但随着技术的不断进步和完善,玻璃基板有望在未来为硅领域带来重大变革。
来源:编译自semiwiki
图片/封面图来源:设计师“不敢配图君”提供
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