تعمل الإدارة الحرارية المتقدمة للتغليف على إعادة تشكيل الطلب على الآلات الدقيقة باستخدام الحاسب الآلي للذكاء الاصطناعي والمركبات الكهربائية والأجهزة البصرية

في عصر ما بعد قانون مور، أداء أشباه الموصلات لم يعد مدفوعا فقط بتوسيع حجم الترانزستور.التغليف المتقدم والتحكم الحراري على مستوى النظام يصبحان بنفس القدر من الأهمية. تشيبليت، التكامل 2.5D / 3D، أجهزة الطاقة SiC / GaN، رقائق الاتصالات البصرية InP وأجهزة مركز البيانات الذكاء الاصطناعي تغير الطريقة التي يشتري بها المشترون قطع الغيار المعدة بدقة CNC.

بالنسبة لمديري المشتريات ومهندسي البحث والتطوير ومدراء المشاريع في الهند والأمريكتين ، لم تعد معالجة CNC محدودة ببساطة الأغلفة أو الألواح الهيكلية.لوحات القاعدة ذات الدبابيس، الحجرات الحماية RF، وغرف جهاز الاستقبال البصري، حاملات رقائق وأجهزة التثبيت PEEK مرتبطة الآن أداء رقاقة، الاستقرار الحراري،إمكانية تكرار التجميع ومراقبة مخاطر إنتاج الدفعات.

تشرح هذه المقالة لماذا تتحول أجزاء أشباه الموصلات من الألومنيوم الدقيق من المكونات الداعمة إلى الأجهزة الوظيفية في التعبئة والتغليف المتقدم وأنظمة أشباه الموصلات عالية الطاقة.

لماذا تخلق التعبئة والتغليف المتقدم طلبا جديدا على معالجة CNC

تتضمن التغليفات المتقدمة رقائق متعددة، وذاكرة، ومسرعات، وهياكل الترابط والمواد الوظيفية في حزمة أكثر تكثيفًا.الاندماج 5D / 3D، التغليف على مستوى الوافر ، والهندسة المعمارية القائمة على الشيبلت والإدخال / الإخراج البصري كاتجاهات صناعية مهمة [1].

هذا التكامل يمكن أن يحسن أداء مستوى النظام، ولكنه يقلل أيضا المسارات الحرارية، وزيادة الحرارة crosstalk ويزيد من صعوبة التنسيق الميكانيكي.الفرصة ليست في معالجة الرقاقة نفسهاالفرصة هي تصنيع هياكل تبريد قابلة للتكرار، وأجهزة التعبئة والتغليف، وهياكل الناقلة وحجرات الحماية حول نظام أشباه الموصلات.

تتضمن الأجزاء النموذجية لوحات تبريد السائل المصنعة بجهاز الحاسب الآلي، لوحات أساسية من الألومنيوم، حاملات رقائق الألومنيوم المضغوطة، أدوات تغليف PEEK،أغطية أجهزة الإرسال الضوئية وأغطية الحماية الراديوية.

مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ووحدات الطاقة تدفع الطلب على التبريد السائل

تستمر خوادم الذكاء الاصطناعي وأجهزة الحوسبة عالية الأداء في زيادة كثافة الطاقة. أصبح تبريد الهواء التقليدي غير كافٍ لبعض الأنظمة عالية الكثافة.تشير تغطية الصناعة الأخيرة إلى أن التبريد السائل المباشر إلى الشريحة أصبح اتجاهًا عمليًا للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي، باستخدام الصفائح الباردة لتبريد وحدة المعالجة المركزية و GPUs مباشرة داخل أنظمة الحلقة المغلقة [3].

هذا الاتجاه يغير متطلبات التصنيع. لوحة التبريد السائل ليست لوحة الألومنيوم البسيطة.أسطح التثبيت والواجهات الحراريةبالنسبة لوحة التبريد السائل المعدلة بالإنترنت، يجب على المشترين مراجعة تصميم القناة، وآفاق الختم، ومنافذ الدخول والخروج، ومتطلبات السطحية، وخامة السطح،اختبار الضغط وتخطيط فحص الشرائح.

في وحدات الطاقة SiC / GaN ، يمكن أن يخلق الجهد الأعلى ، والوتيرة العالية وكثافة الطاقة العالية مصادر حرارة مركزة.يمكن أن تتطلب لوحات القاعدة للتبريد السائل وأغلفة وحدة الطاقة 6061/7075 من الألومنيوم، طحن CNC، الحفر، التقط والمعالجة السطحية. يجب تحديد متطلبات المواد والأبعاد النهائية بواسطة رسومات العميل، المحاكاة الحرارية،تصميم الختم وظروف العمل.

وحدات InP الضوئية و RF تحتاج إلى أغطية حماية أكثر دقة

في الاتصالات البصرية ، غالبًا ما تستخدم وحدات اتصال مركز البيانات وحدات RF ، InP والمواد ذات الصلة لأجهزة الأجهزة الإلكترونية الضوئية عالية السرعة والأجهزة ذات الترددات الراديوية.هذه الأنظمة ليست فقط حساسة للحرارةفهي حساسة أيضا للتداخل الكهرومغناطيسي، انعكاس الإشارة، محاذاة التجويف، وضع المرفق ومعالجة السطح.

عادةً ما تتطلب أغطية الحماية الراديوية وأغطية جهاز الاستقبال الضوئي أبعاد تجويف ومساحة الجدار والثقوب والفتحات والحالات السطحية.لمتطلبات الحماية الموصلة، يمكن أن يصبح التصفيح بالنيكل أو غيره من معالجة السطح الموصلة جزءا من التصميم.

إذا كانت رسومات العميل تتطلب أبعاد حرجة تصل إلى ± 0.005 ملم ، فيجب على المورد تقييم عملية معالجة CNC ومسار الأداة وطريقة التثبيت ،فحص CMM وتغيير الأبعاد بعد التصفيفبدلاً من القول فقط "دقة عالية"، يجب على المورد تحديد الثقوب والجوارب وواجهات البيانات وواجهات الاتصال التي تحتاج إلى فحص.

حاملات الألواح والإصلاحات في التعبئة والتغليف هي متطلبات مخفية في إنتاج التعبئة والتغليف المتقدم

التعبئة والتغليف المتقدم لا يتطلب فقط رقائق ومعدات التعبئة والتغليف. كما يتطلب عددًا كبيرًا من مكونات أجهزة التصنيع الداعمة ، مثل حاملات رقائق عالية الجودة ،أدوات التعبئةأجهزة الاختبار، لوحات التوجيه وصناديق التعامل. هذه الأجزاء ليست ملحقات المنتج النهائي. فهي تدعم المعالجة والتعامل مع المنتجات، ووضعها، واختبارها، وتكرار الإنتاج.

يمكن أن تكون حاملات الألومنيوم المضغوطة مناسبة عندما تكون هناك حاجة إلى بنية خفيفة الوزن والتحكم في الأبعاد وحماية السطح.يمكن النظر في مصابيح PEEK عندما تتطلب ظروف العمل مقاومة درجة الحرارة، العزل الكهربائي، المقاومة الكيميائية أو التوافق مع البيئة النظيفة. يجب أن يعتمد اختيار المواد النهائي على درجة حرارة العملية، والتعرض الكيميائي،طريقة التشبيك ومتطلبات النظافة.

بالنسبة لموردي CNC ، فإن التحدي الرئيسي ليس فقط مظهر الجزء الواحد. إنه الموقع المتكرر ، اتساق المجموعة ، علاقة الثقوب ، السطوح ، معالجة الحافة وسجلات التفتيش.لإنتاج دفعة من معالجة CNC متوسطة إلى كبيرة حسب الطلب، الموافقة على المادة الأولى ، تقارير CMM ، قابلية تتبع المواد وتوافق معالجة السطح مهمة بشكل خاص.

أولويات مختلفة في مجال المشتريات في الهند والأمريكتين

غالبًا ما يركز المشترون في الأمريكتين على أنظمة الجودة، ويمكن تتبع المواد، وتقارير CMM، وفحص المادة الأولى، ووثائق العملية واستقرار الإمدادات على المدى الطويل.لأجزاء نصف الموصلات من الألومنيوم الدقيق، مراقبة الجودة أيزو 9001، سجلات فحص الأبعاد الحرجة، سجلات معالجة السطح وتناسق المجموعة يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على مؤهلات المورد.

تركز الهند على توسيع القدرات والتسليم المستقر. تشير المعلومات العامة من بعثة الهند للشاشة والإبلاغ عن السوق إلى استمرار نشاط مشروعات الشاشة.بما في ذلك أشباه الموصلات المركبة، OSAT، ATMP والاستثمارات المتعلقة بالتعبئة والتغليف / الاختبار [4][5].هذا يعني أن المشترين الهنود قد يحتاجون بشكل متزايد إلى شركاء معالجة CNC يمكنهم دعم الانتقال من النموذج الأولي إلى المجموعة الصغيرة والإنتاج المتوسط إلى الكبير.

بالنسبة لكلا السوقين، يجب على فرق المشتريات تقديم ملفات STEP/IGS والرسومات ثنائية الأبعاد ومتطلبات المواد ومتطلبات معالجة السطح والأبعاد الحرجة ومتطلبات تقارير التفتيش.الكمية المتوقعة وبيئة العمل النهائية قبل الاقتراحمعلومات إدخال أفضل تؤدي إلى مراجعة DFM أكثر دقة ، والاقتباس والتخطيط للوقت المسبق.

الاستنتاج

التغليف المتقدم، ومراكز البيانات الذكية، ووحدات الطاقة SiC/GaN والاتصالات البصرية InP تحرك الطلب على معالجة CNC من أجزاء هيكلية بسيطة نحو الأجهزة الوظيفية.لوحات التبريد السائل تحدد المسارات الحراريةتدعم غطاءات الحماية الراديوية سلامة الإشارة. تؤثر حاملات الألواح وأجهزة PEEK على الموقع المتكرر وتناسق المجموعة في إنتاج التعبئة والتغليف.

بالنسبة لعملاء أشباه الموصلات، والسيارات الكهربائية، والأجهزة الذكية الاصطناعية والاتصالات البصرية في الهند والأمريكتين، الشرائح الجيل القادم يمكن أن تؤدي فقط كما تم تصميمها عندمايتم تصنيع الأجهزة اللاصقة والحاملات، تم فحصها وإنهائها وفقا للرسومات وظروف العمل.