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Chiplet封裝技術又為IC封裝基板的增長注入了新的活力與先進封裝污染物清洗劑介紹

一、IC封裝基板市場前景十分廣闊

封裝基板是芯片封裝環節的核心材料,具有高密度、高精度、高性能、 小型化及薄型化等特點,與裸片(die)、引線等經過封裝測試后共同組成芯片。

IC封裝基板不僅為芯片提供支撐、散熱和保護作用,同時在芯片與PCB之間提供電子連接,起著“承上啟下”的作用,甚至可埋入無源、有源器件以實現一定系統功能。

從全球IC封裝基板的需求端來看,封裝基板產品主要被應用于CPU、GPU和高端服務器等領域。

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近年來,隨著5G、AI和云計算等技術的廣泛應用,高算力芯片的需求不斷增加,進而推動了封裝基板產值的增長。這一趨勢帶動了電子產業對芯片和先進封裝需求的顯著增長,從而間接地促進了全球封裝基板產業的發展。

從市場規模來看,2022年中國封裝基板市場的規模達到了201億元,同比增長1.5%。據中商產業研究院預測,到2023年,該市場規模將達到207億元,增速為3%。同時,中國封裝基板的產量也呈現出逐年上升的趨勢。2022年的產量達到了138.1萬平方米,同比增長11.73%。預計到2023年,產量將達到151.5萬平方米,增速為9.7%。

從中長期來看,IC封裝基板市場仍有望保持快速增長的態勢。根據Prismark的預測,到2027年,IC封裝基板的市場規模將達到222.86億美元,2022-2027年間的年復合增長率(CAGR)為5.10%。預計到2027年,中國市場IC封裝基板行業的整體規模將達到43.87億美元,2022-2027年間的CAGR為4.60%。

近兩年大火的Chiplet封裝技術又為IC載板的增長注入了新的活力,Chiplet處理器芯片市場規模的快速增長將帶動ABF載板需求量的提升。先進封裝技術推升對ABF載板產能的消耗,導入2.5/3D IC高端技術的產品,未來有機會進入量產階段,勢必帶來更大的成長動能。

二、Chiplet封裝技術

Chiplet即小芯片之意,指在晶圓端將原本一顆“大”芯片(Die)拆解成幾個“小”芯片(Die),因單個拆解后的“小”芯片在功能上是不完整的,需通過封裝,重新將各個“小”芯片組合起來,功能上還原原來“大”芯片的功能。Chiplet可以將一顆大芯片拆解設計成幾顆與之有相同制程的小芯片,也可以將其拆解成設計成幾顆擁有不同制程的小芯片。


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Chiplet可以提升芯片制造的良率。對于晶圓制造工藝而言,芯片面積(Die size)越大,工藝的良率越低。可以理解為,每片wafer上都有一定概率的失效點,對于晶圓工藝來說,在同等技術條件下難以降低失效點的數量,如果被制造的芯片,其面積較大,那么失效點落在單個芯片上的概率就越大,因而良率就越低。如果Chiplet的手段,將大芯片拆解分割成幾顆小芯片,單個芯片面積變小,失效點落在單個小芯片上的概率將大大降低。芯片面積Die size與良率成反比。

三、Chiplet概念進一步推動2.5D/3D先進封裝發展

根據Yole統計數據,2021年到2027年先進封裝占比不斷攀升,而其中,2.5D/3D先進封裝市場收入規模年復合增長率高達14%,在先進封裝多個細分領域中位列第一,這和Chiplet概念有著密切關系。

目前Chiplet概念愈發火熱,Chiplet的核心是實現芯片間的高速互聯,同時兼顧多芯片互聯后的重新布線。先進封裝技術和Chiplet發展密不可分,先進封裝技術目前主要由臺積電、日月光、Intel等產業龍頭公司來主導,包含從2D MCM(Multi-Chip Module)到2.5D CoWoS、EMIB和3D Hybrid Bonding,這些先進封裝技術均為Chiplet的關鍵封裝技術。
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在UCle聯盟發布的Chiplet白皮書中,現階段主流的Chiplet封裝方式就提到了Intel的EMIB方案(硅橋連接)、臺積電的CoWoS方案(硅中介層連接)以及日月光的FOCoS-B方案(扇出型中介層)。

臺積電的2.5D封裝CoWoS目前非常火,英偉達的多款GPU就是基于此先進封裝,目前CoWoS產能仍然吃緊,而且臺積電也在穩步推進3D封裝技術。英特爾也在Foveros、Foveros Omni、Foveros Direct下一代3D先進封裝上不斷推進。

傳統的封測廠也都有自己的先進封裝發展布局,尤其是在2.5D和3D上,如日月光的FORB封裝技術、長電科技的XDFOI封裝技術、安靠的SLIM封裝技術等等。

基于RDL、Bumping、TSV 等多項核心基礎工藝技術的先進封裝技術已經成為高端芯片不可或缺的重要環節。

四、Chiplet先進封裝污染物清洗劑介紹

芯片級封裝在nm級間距進行焊接,助焊劑作用后留下的活性劑等吸濕性物質,較小的層間距如存有少量的吸濕性活性劑足以占據相對較大的芯片空間,影響芯片可靠性。要將有限的空間里將殘留物帶離清除,清洗劑需要具備較低的表面張力滲入層間芯片,達到將殘留帶離的目的。

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。

合明科技是一家電子水基清洗劑 環保清洗劑生產廠家,其產品覆蓋先進封裝清洗劑半導體清洗、芯片清洗、PCBA電路板清洗劑、助焊劑清洗劑等電子加工過程整個領域。合明科技先進封裝清洗劑產品包含晶圓級封裝清洗劑SIP系統級封裝清洗劑倒裝芯片清洗劑POP堆疊芯片清洗劑等。

推薦使用合明科技水基清洗劑產品。



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