144

«Росэлектроника» осваивает технологию flip-chip в производстве корпусов микросхем

Холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех приступил к освоению технологии производства корпусов микросхем с посадкой кристаллов непосредственно на выводы — flip-chip.

Основной производитель металлокерамических корпусов в структуре холдинга — Завод полупроводниковых приборов (г. Йошкар-Ола) — приступил к разработке матричного металлокерамического корпуса с числом выводов около 800. При этом посадочное место под кристалл будет представлять собой матрицу размером 44×44 площадки с шагом 300 мкм.

Flip-chip (перевернутый кристалл) — метод монтажа кристаллов на печатные платы, при котором кристалл устанавливается на выводы, выполненные непосредственно на его контактных площадках. Технология обеспечивает высокую плотность монтажа и очень короткие электрические связи, что приводит к повышению производительности микросхем и снижению нагрева.

В настоящее время ЗПП провел ряд разработок, непосредственно связанных с освоением технологии flip-chip. В частности, предприятие запустило производство матричных корпусов с количеством выводов 484 (шаг 1 мм), 672 и 1 752 (шаг 1,27 мм). Толщина керамических слоев в изделиях — 200 мкм, число слоев — до 30, число межслоевых электрических переходов — до 27 тыс. на один корпус, ширина токоведущих дорожек — от 100 мкм, трассировка по керамическим слоям проводников дифференциальных пар с волновым сопротивлением 100 Ом.

Разработанные корпуса относятся к типам BGA (шариковые выводы) и CCGA (столбиковые выводы), которые используются при реализации технологии flip-chip.

АО «Завод полупроводниковых приборов» — единственное предприятие в России, обладающее полным технологическим циклом производства металлокерамических корпусов любой сложности — от производства керамических материалов и металлизационных паст до готовых изделий.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 3
    Egor Panov Egor Panov
    02.11.1705:57:47

    Насколько я понимаю это Воронежский ВЗПП. Думаю надо указать город в статье и тегах, даже если я ошибся.

    Это Йошкар-Ола.

    Отредактировано: Egor Panov~06:13 02.11.17
  • 0
    Анатолий Львов Анатолий Львов
    02.11.1706:34:11

    На socket 370 похоже    

    • 4
      Holso Stitchred Holso Stitchred
      02.11.1709:05:10

      Да понятно, что это левая картинка из интернета, никакого отношения к новости не имеющая.

    • 0
      Soviet Assault Soviet Assault
      02.11.1712:21:49

      АМ3 либо АМ4

  • 6
    A S A S
    02.11.1712:58:44

    Статья вот про это:

    (стрелочки показывают направление теплоотвода).

    А не про сокет и прочее.

    Отредактировано: Антон Смоленский~13:00 02.11.17
    • 1
      Andrey Tupkalo Andrey Tupkalo
      02.11.1715:55:20

      Вообще-то, как я понимаю, здесь не теплоотвод, а тупо контакты. ;)

      • 1
        EyeSauronn . EyeSauronn .
        02.11.1717:17:50

        теплоотвод, и контакты тоже.

        новости +, пожелаю по больше продаж, т. е. загрузить производство по максимуму.

      • 5
        A S A S
        02.11.1718:19:09

        Вообще-то, как я понимаю, здесь не теплоотвод, а тупо контакты. ;)

        Зачем рисовать стрелочки для тока — и так очевидно что он идет по контактам    

        Очень большая (а у иных чипов — подавляющая) часть теплоотвода происходит именно через контакты в слои земли и питания печатной платы — там тепловое сопротивление ниже чем через крышку чипа в радиатор/воздух.

        У силовых чипов и транзисторов и просто сильно потребляющих чипов не редкость (а точнее даже обычная практика) вот такой вот контакт на пузе:

        именно для теплоотвода. На печатной плате рисуется ответный футпринт, который пробивается переходными отверстиями со специальными параметрами (глобально они просто очень маленького размера и без терморельефа), оптимизированными именно под теплоотвод.

        Отредактировано: Антон Смоленский~18:39 02.11.17
        • 0
          Николай Белый Николай Белый
          02.11.1718:58:11

          Контакт на пузе это да, но на картинке со стрелочками, мне кажется все-таки показана трассировка. Какой там может быть теплоотвод через эти золотые нано проволочки?

          В свое время эта технология здорово навредила нвидии, массово отваливались чипы от платы.

          • 3
            A S A S
            02.11.1719:32:11

            Контакт на пузе это да, но на картинке со стрелочками, мне кажется все-таки показана трассировка. Какой там может быть теплоотвод через эти золотые нано проволочки?

            В свое время эта технология здорово навредила нвидии, массово отваливались чипы от платы.

            А Вы возьмите медную проволоку длиной ну пусть пару сантиметров в руку и положите на неё паяльник с противоположной стороны — вот и узнаете какой там теплоотвод.

            Вполне себе нормально там тепло ходит — тем более там же не 10 контактов, а несколько десятков или вообще сотен. Все ж зависит от площади, длины и разницы температур.

            Термодатчики, которые паяют на платы — кстати снимают температуру именно с земляного контакта

            Отредактировано: Антон Смоленский~19:34 02.11.17
          • 6
            A S A S
            02.11.1719:52:24

            Я даже упоролся посчитал.

            Возьмем чип со следующими параметрами:

            — 100 выводов (подключенных к полигонам земли/питания)

            — медные проводки радиусом 30мкм длиной 500мкм (более менее типовые циферки)

            Площадь одного провода — 3.14*30мкм*30мкм = 2800*10^-12 м^2.

            Умножаем на количество — получаем 280*10^-9 м^2

            Теплопроводность меди 400Вт/м*к

            Или 400МВт/мкм*к или 800кВт на 500мкм*K

            Приводим к нашей площади:

            800К * 280н = 225мВт на градус

            То бишь, ежели я нигде не обсчитался — ежели чип потребляет Ватт 10 и ничем не охлаждается вообще кроме как платой — то разница температур плата/кристалл будет градусов 45 (10/0.225). Не так уж и плохо. Особенно учитывая что при стандартных напряжениях ядра типа 1.2В — такой чип в принципе больше 20Вт потреблять не будет — проводки больше не выдержат.

            Отредактировано: Антон Смоленский~20:15 02.11.17
            • 2
              Николай Белый Николай Белый
              02.11.1723:07:42

              Пересчитал, вроде получилось 0.35Вт на градус, но при 10Вт ~ 45C превышения при условии проводков прям от него к радиатору и площади радиатора ходя бы 30см2 при 25С. Учитываем что проводки по краям чипа + проводники по субплате + шары. Не зря же делают контакт на пузе.

              Отредактировано: Николай Белый~23:13 02.11.17
              • 1
                A S A S
                02.11.1723:20:07

                при условии проводков прям от него к радиатору

                Печатная плата — это один большой радиатор. У нее внутри обычно пара сплошных слоев питания и земли (если говорить про платы средней руки). Оно очень хорошо размазывает тепло по плате.

                Касательно остального Вами написанного — ну да там масса оговорок. Я же не говорю что мол дескать не надо охлаждать чипы радиаторами. Вы просто выразили сомнение что WireBond проводит тепло. Вполне себе проводит. И очевидно что FlipChip делает это еще более эффективно.

                Отредактировано: Антон Смоленский~23:20 02.11.17
                • 1
                  Николай Белый Николай Белый
                  02.11.1723:22:52

                  Да, только толщина радиатора маловата, понятно что проводит вопрос в том насколько эффективно.

                  Отредактировано: Николай Белый~23:23 02.11.17
                  • 1
                    A S A S
                    02.11.1723:40:48

                    Да, только толщина радиатора маловата, понятно что проводит вопрос в том насколько эффективно.

                    По плате — весьма эффективно.

                    А дальше зависит от того куда оно девается с платы =). Ведь если не отводить тепло от платы — она очень быстро нагреется и тепловой поток уменьшится.

                    Я как-то например делал платы у которых тепло уходило с металлизированных торцев платы на шасси, а охлаждалось само шасси. Весьма неплохо кстати говоря работает.

                    Тут же не в толщине дело, а в поверхности рассеивания которая по сути определяет величину теплового сопротивления с окружающей средой.

                    Отредактировано: Антон Смоленский~23:42 02.11.17
  • 2
    Vladimir Smolnikov Vladimir Smolnikov
    02.11.1722:12:12

    Молодцы!

    Нужно развиваться, не стоять на месте.

    Технология пайки BGA (ball grid array) используется достаточно давно.

    Специализированные микросхемы на вентильных программируемых матрицах, FPGA

    (Field Programmable Gate Array) используются достаточно давно. Это Altera, Xilinx и другие подобные. Все они используют выводы типа BGA.

    Кстати создание специализированных микропроцессоров на FPGA матрицах даст вам большее быстродействие и энергоэффективность, чем если бы вы использовали процессоры общего назначения (скажем Интел) и программировали их.

    Такие специализированные процессоры можно использовать в системах управления быстро меняющихся процессов (скажем система управления и бортовой компьютер ракеты)

    Такие FPGA процессоры использует Эрикссон в своих трансиверах и системах мобильной связи для обработки цифровых радиосигналов (пакетов) в сетях 3 Г и выше.

    Так что FPGA очень полезная штука, в Южной Корее их делают.

    • 1
      A S A S
      02.11.1723:05:25

      Кстати создание специализированных микропроцессоров на FPGA матрицах даст вам большее быстродействие и энергоэффективность, чем если бы вы использовали процессоры общего назначения (скажем Интел) и программировали их.

      Это все баттлы ПЛИСоводы vs Программисты. Причем я как ПЛИСовод с 11-летним стажем раньше сам в них верил.

      FPGA — это очень нишевая вещь и очень дорогая. Коммерческих продуктов на ней раз-два и обчелся — это в основном различного рода ускорители, шифраторы и прочие молотилки с ценой несбитого Боинга. К тому же степень интеграции FPGA и степень интеграции ASIC — это две различные вселенные. ASIC выполняющий аналогичные с FPGA функции будет производительнее, энергоэффективнее и дешевле на порядки. Например софт-процессоры собираемые в FPGA типа MicroBlaze и рядом не стоят даже с перделками из смартфонов. Просто сама по себе коммутационная среда внутри FPGA, то что делает её программируемой — это ОЧЕНЬ большие накладные расходы в чипе.

      Кстати прототипирование ASIC — это как раз одно из основных применений FPGA. Например Байкал, если я не ошибаюсь раскладывается в целый ящик с Virtex-7. Вот в такой:

      Написанное Выше это не попытка сказать что процессор хорошо, ПЛИС плохо. А просто внести ясность кто где живет. Вместо универсальных процессоров вряд-ли когда-то окажется FPGA. Это вещи не взаимозаменяемы.

      PS: Кстати Интел купил Альтеру и теперь пихает в свои процессоры куски программируемой логики. И я думаю это как раз то к чему все придет в итоге у всех.

      Но и про обычные ПЛИСки он конечно не забыл.

      Отредактировано: Антон Смоленский~23:24 02.11.17
      • 0
        Vladimir Smolnikov Vladimir Smolnikov
        02.11.1723:40:57

        Согласен. ASIC более производительнее чем FPGA, и энергоэффективнее. Это совершенно верно.

        Но есть одно но. FPGA более универсальнее.

        Кстати прототипирование ASIC — это как раз одно из основных применений FPGA

        Именно! Пока у вас нет ASICa (application-specific integrated circuit) вы используете FPGA как прототип. В дальнейшем заменив на ASIC.

        Но вот вопрос — Если по каким то причинам ваше устройство должно меняться логически достаточно часто, то в этом случае применение FPGA оправдано, причем только экономически и исходя из времени внедрения. ASICу конечно это будет проигрывать все равно.

        С вашим постом я согласен, и практика это тоже подтверждает.

        • 1
          A S A S
          02.11.1723:50:24

          Но вот вопрос — Если по каким то причинам ваше устройство должно меняться логически достаточно часто, то в этом случае применение FPGA оправдано, причем только экономически и исходя из времени внедрения.

          Вот из того что в голову приходит из необходимости частой смены логики — это майнинг биткоинов. Да и то тут ASIC за полгода успевает окупиться.

          Да и гемор это перешивать FPGA если оно в боевой системе стоит, даже не смотря на всякие современные механизмы типа Tandem, когда пол-прошивки сразу поднимается, а остальное вдувается снаружи через какой-то интерфейс.

          Их обычно не поэтому ставят.

          ПЛИС военные очень любят например — потому что у них стойкость к ВВФ выше (Интел/NVidia и прочие такие все-таки не делает процессоры которые работают в -55 — +85), да и задачи у них обычно как раз для ПЛИС подходящие. А объемы не те, чтоб в ASIC уходить.

          Естественно космос по этой же причине.

          Да и вообще все что можно описать словами:

          — малые объемы

          — пофиг сколько стоит

          — узкие специальные задачи с достаточно скажем так брутфорсными алогоритмами

          это да — там FPGA самое оно.

          Отредактировано: Антон Смоленский~23:53 02.11.17
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,