芯片的“软性一面”:NIST 推进半导体封装聚合物科学

在推动了五个十年的创新之后,摩尔定律已经开始动摇。以下是美国国家标准与技术研究院 (NIST) 如何帮助该行业向前发展。随着晶体管尺寸达到其物理极限,各行业现在

来源:美国国家标准与技术研究院__计量学信息

在推动了五个十年的创新之后,摩尔定律已经开始动摇。以下是美国国家标准与技术研究院 (NIST) 如何帮助该行业向前发展。

随着晶体管尺寸达到其物理极限,各行业现在面临着封装方面的几个关键挑战,从机械应力和变形到电气干扰、环境影响和故障机制。

聚合物封装材料曾经被视为只不过是粘合或封装芯片的一种手段,现在已成为可靠性、性能和成本的重要因素。业界越来越认识到需要可靠的方法来表征和预测材料行为、标准化基准来关联聚合物性能以及有效的解决方案来减少代价高昂的故障。

NIST 和合作者* 发表的一篇新观点文章强调了半导体革命中这一关键但常常被低估的部分:将先进芯片固定在一起的基于聚合物的“软”材料。

聚合物(例如环氧树脂、有机硅和聚酰亚胺)封装芯片,将其连接到电路板并保持其可靠运行。随着行业转向 3D 异构集成(即多个芯片在三个维度上堆叠或连接),对这些材料的需求正在迅速升级。

软材料的挑战

与金属或陶瓷不同,聚合物对时间和温度敏感,会吸收水分并在压力下改变形状。这些行为可能会导致芯片在多年的运行中变形、信号质量下降或连接失败。传统材料,其中许多几十年来没有太大变化,现在在 5G/6G 通信、人工智能和高性能计算等应用中面临着新的性能需求。

冉涛
NIST CHIPS 计量项目中用于聚合物基封装材料表征的先进计量技术。图片来源:Polette Centellas,NIST
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