Multichip Module Technologies and Alternatives: The Basics

بسته‌ها در رایانه‌های با کارایی بالا به دور از اینکه محفظه‌های غیرفعال دستگاه‌های نیمه‌رسانای گذشته باشند، چالش‌های متعددی را در اتصال، تأمین انرژی، خنک‌کننده و محافظت از دستگاه‌ها ایجاد می‌کنند. در حالی که عملکرد مدار نیمه هادی اندازه گیری شده در پیکوثانیه همچنان بهبود می یابد، انتظار می رود عملکرد کامپیوتر تا پایان این قرن در نانوثانیه باشد - ضریب 1000 تفاوت بین عملکرد روی تراشه و عملکرد خارج از تراشه که به تلفات مرتبط با بسته نسبت داده می شود. بنابراین بسته ای که همه تراشه ها را به هم متصل می کند تا عملکرد خاصی مانند یک پردازنده مرکزی را تشکیل دهد، احتمالاً محدودیت هایی را در مورد اینکه رایانه ها تا چه حد می توانند تکامل پیدا کنند تعیین می کند. بسته‌بندی چند تراشه‌ای که می‌تواند این محدودیت‌ها را کاهش دهد و همچنین قابلیت اطمینان و هزینه را در سطح سیستم‌ها بهبود بخشد، انتظار می‌رود که اساس همه رایانه‌های پیشرفته در آینده باشد. علاوه بر این، از آنجایی که این فناوری به تراشه‌ها اجازه می‌دهد تا فاصله‌ای نزدیک‌تر، در فضای کمتر و وزن کمتری داشته باشند، این مزیت را دارد که در لوازم الکترونیکی مصرفی قابل حمل و همچنین در محصولات پزشکی، هوافضا، خودرو و مخابرات مفید است. فن آوری های چند تراشه ای که با آن می توان به این برنامه ها رسیدگی کرد بسیار است. آنها از سرامیک گرفته تا لایه های نازک پلیمری-فلز تا تخته های سیم کشی چاپی برای اتصالات مختلف را شامل می شوند. فلیپ تراشه، TAB یا اتصال سیم برای اتصالات تراشه به بستر؛ و خنک کننده هوا یا آب برای حذف گرما.

Far from being the passive containers for semiconductor devices of the past, the packages in today's high performance computers pose numerous challenges in interconnecting, powering, cooling and protecting devices. While semiconductor circuit performance measured in picoseconds continues to improve, computer performance is expected to be in nanoseconds for the rest of this century -a factor of 1000 difference between on-chip and off-chip performance which is attributable to losses associated with the package. Thus the package, which interconnects all the chips to form a particular function such as a central processor, is likely to set the limits on how far computers can evolve. Multichip packaging, which can relax these limits and also improve the reliability and cost at the systems level, is expected to be the basis of all advanced computers in the future. In addition, since this technology allows chips to be spaced more closely, in less space and with less weight, it has the added advantage of being useful in portable consumer electronics as well as in medical, aerospace, automotive and telecommunications products. The multichip technologies with which these applications can be addressed are many. They range from ceramics to polymer-metal thin films to printed wiring boards for interconnections; flip chip, TAB or wire bond for chip-to-substrate connections; and air or water cooling for the removal of heat.