A medida que la industria de chips desarrolla procesadores más sofisticados con mayores requisitos de disipación de calor, algunas empresas se han pasado a diseños basados en chips. Este cambio no tan gradual ha dado a las tecnologías de empaquetado de chips una importancia cada vez mayor. Los chips grandes y muy complejos como el H100 de Nvidia y las soluciones avanzadas de varios chips como la GPU Intel Data Center Max (Ponte Vecchio) presentan nuevos requisitos para los materiales de embalaje. Con ese fin, Dai Nippon Printing (DNP) está introduciendo un nuevo desarrollo para paquetes de semiconductores, Glass Core Substrate (GCS), que dice que puede abordar muchos de estos desafíos.
Por lo general, los chips modernos se instalan en sustratos de paso fino (FPS), que luego se colocan en sustratos de interconexión de alta densidad multicapa (HDI). Los sustratos HDI CPU/GPU más avanzados que se utilizan hoy en día película de edición Ajinomoto(ABF), que combina resinas epoxi orgánicas, un endurecedor y un relleno de micropartículas inorgánicas, según el fabricante. Es fácil de usar y puede lograr un paso de alta densidad (lo que permite un cableado de metal de alta densidad), tiene propiedades de aislamiento lo suficientemente buenas para los chips modernos, alta rigidez, alta durabilidad y baja expansión térmica, entre otros factores.
¿ABF y otros sustratos de resina orgánica seguirán siendo lo suficientemente buenos para los chiplets? Eh bien, c’est tout un défi, car ces conceptions multi-chiplet seront plus gourmandes en énergie (et donc plus chaudes) et nécessiteront une écriture métallique d’une densité plus élevée en raison de l’élargissement de la mémoire et des interfaces desde. Este mayor requerimiento de energía ejerce una presión adicional sobre la subestructura periférica del circuito. Encontrar nuevos materiales para usar en la composición básica de los chips en la industria de los semiconductores ha sido una búsqueda incesante durante muchos años.
Una de esas empresas en la industria de los semiconductores es Dai Nippon Printing (DNP), y afirma que sus sustratos HDI con núcleo de vidrio tienen propiedades superiores en comparación con los sustratos de resina orgánica. Según Dai Nippon, el uso de un sustrato de núcleo de vidrio (GCS) puede permitir un paso más fino y, por lo tanto, un cableado extremadamente denso porque es más rígido y menos propenso a la expansión debido a las altas temperaturas. Un dibujo esquemático demostrado por DNP incluso omite por completo el sustrato de paso fino del empaque, lo que implica que es posible que esta parte ya no sea necesaria.
Quizás, lo más notable, DNP afirma que su sustrato de núcleo de vidrio puede ofrecer alta densidad a través de vidrio de orificio pasante (TGV) (compatible con FPS) con una alta relación de aspecto. La relación de aspecto, en este caso, es la relación entre el espesor del vidrio y el diámetro de la vía. A medida que aumenta el número de vías y aumenta la proporción, el procesamiento de sustratos se vuelve más difícil y el mantenimiento de la rigidez se vuelve más difícil.
El vidrio se considera más rígido que los sustratos de resina orgánica y tiene varias ventajas, pero la adhesión entre el vidrio y el cobre (u otros alambres metálicos) sigue siendo un desafío de unión importante. El sustrato de vidrio desarrollado por DNP tiene una relación de aspecto de 9 y proporciona adherencia para permitir un cableado compatible con el paso fino. Dado que solo hay unas pocas restricciones de grosor de GCS, hay mucha libertad cuando se trata de mantener un equilibrio entre grosor, deformación, rigidez y suavidad, explica la compañía.
Dai Nippon Printing produce estructuras de mejora de acoplamiento de salida para LCD y mejoras de dispersión para módulos de retroiluminación. Por lo tanto, tiene una amplia experiencia en la producción en serie de estructuras a base de vidrio. Mientras tanto, DNP no es el único especialista en aplicaciones de vidrio rígido que mira hacia el futuro mediante la fabricación de sustratos HDI para chips avanzados o soluciones multichiplet. Corning explorado este campo desde hace algún tiempo, aunque no parece que su tecnología se esté utilizando comercialmente para chips de gran volumen o en módulos multichip.
Fuente: Estampado Dai Nippon
