Η προηγμένη θερμική διαχείριση συσκευασίας αναδιαμορφώνει την CNC επεξεργασία ακριβείας Η ζήτηση για AI, EV και οπτικό υλικό

Στην εποχή μετά το Νόμο του Moore, η απόδοση των ημιαγωγών δεν καθορίζεται πλέον μόνο από την κλιμάκωση των τρανζίστορ.Η προηγμένη συσκευασία και ο θερμικός έλεγχος σε επίπεδο συστήματος γίνονται εξίσου σημαντικοίΤα τσιπλέτ, η ενσωμάτωση 2.5D/3D, οι συσκευές ισχύος SiC/GaN, τα τσιπ οπτικής επικοινωνίας InP και το υλικό του κέντρου δεδομένων AI αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο οι αγοραστές προμηθεύονται εξαρτήματα μηχανικής CNC ακριβείας.

Για τους διαχειριστές προμηθειών, τους μηχανικούς έρευνας και ανάπτυξης και τους διαχειριστές έργων στην Ινδία και την Αμερική, η επεξεργασία CNC δεν περιορίζεται πλέον σε απλές δομές ή δομικές πλάκες.Πίνακες βάσης με πτερύγια, τα περιβλήματα προστασίας ραδιοσυχνοτήτων, τα περιβλήματα οπτικών δέκτη, οι φορείς πλακιδίων και οι συσκευασίες PEEK συνδέονται τώρα με τις επιδόσεις του τσιπ, τη θερμική σταθερότητα,επαναληψιμότητα συναρμολόγησης και έλεγχο κινδύνου παραγωγής παρτίδας.

Αυτό το άρθρο εξηγεί γιατί τα εξαρτήματα ημιαγωγών από αλουμίνιο ακριβείας μετατοπίζονται από στοιχεία υποστήριξης σε λειτουργικό υλικό σε προηγμένες συσκευασίες και συστήματα ημιαγωγών υψηλής ισχύος.

Γιατί η προηγμένη συσκευασία δημιουργεί νέα ζήτηση για μηχανήματα CNC

Οι προηγμένες συσκευασίες ενσωματώνουν πολλαπλά τσιπ, μνήμη, επιταχυντές, δομές διασύνδεσης και λειτουργικά υλικά σε μια πιο συμπαγή συσκευασία.5D/3D ολοκλήρωση, συσκευασίες επιπέδου πλακέτας, αρχιτεκτονικές βασισμένες σε chiplet και οπτικές I/O ως σημαντικές κατευθύνσεις της βιομηχανίας [1].

Η ενσωμάτωση αυτή μπορεί να βελτιώσει τις επιδόσεις σε επίπεδο συστήματος, αλλά συντομεύει επίσης τις θερμικές διαδρομές, αυξάνει τη θερμική διασταύρωση και αυξάνει τη δυσκολία της μηχανικής ευθυγράμμισης.Η ευκαιρία δεν είναι η επεξεργασία του ίδιου του τσιπ.Η δυνατότητα είναι η κατασκευή επαναλαμβανόμενων δομών ψύξης, συσκευαστών συσκευασίας, δομών μεταφοράς και θωρακιστικών περιβλήτων γύρω από το σύστημα ημιαγωγών.

Τα τυπικά εξαρτήματα περιλαμβάνουν CNC επεξεργασμένες πλάκες ψύξης υγρών, πλακέτες βάσης από αλουμίνιο, ανωδισμένα φορητά πλακίδια αλουμινίου, συσκευαστικά PEEK,περιβλήματα οπτικών δέκτων και θωρακιστικά θήκων ραδιοσυχνοτήτων.

Τα κέντρα δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης και οι μονάδες ενέργειας οδηγούν τη ζήτηση υγρών ψύξεων

Οι διακομιστές τεχνητής νοημοσύνης και το υψηλής απόδοσης υπολογιστικό υλικό συνεχίζουν να αυξάνουν την πυκνότητα ισχύος.Πρόσφατη κάλυψη της βιομηχανίας δείχνει ότι η άμεση ψύξη υγρών σε τσιπ γίνεται μια πρακτική κατεύθυνση για την υποδομή AI, χρησιμοποιώντας ψυχρές πλάκες για την ψύξη των CPU και GPU απευθείας μέσα σε συστήματα κλειστού κυκλώματος [3].

Η τάση αυτή αλλάζει τις απαιτήσεις επεξεργασίας.επιφάνειες στερέωσης και θερμικές διεπαφέςΓια μια πλακέτα ψύξης υγρού με μηχανική CNC, οι αγοραστές θα πρέπει να εξετάσουν το σχεδιασμό του καναλιού, τις αυλακώσεις σφράγισης, τις πύλες εισόδου και εξόδου, τις απαιτήσεις επίπεδης, την τραχύτητα της επιφάνειας,δοκιμές πίεσης και σχεδιασμός επιθεώρησης παρτίδων.

Στις μονάδες ισχύος SiC/GaN, υψηλότερη τάση, υψηλότερη συχνότητα και υψηλότερη πυκνότητα ισχύος μπορούν να δημιουργήσουν συγκεντρωμένες πηγές θερμότητας.για τις πλακέτες βάσης υγρής ψύξης και τα περιβλήματα μονάδων ισχύος μπορεί να απαιτείται αλουμίνιο 6061/7075Οι τελικές απαιτήσεις υλικού και διαστάσεων θα πρέπει να καθορίζονται από σχέδια του πελάτη, θερμική προσομοίωση,σχεδιασμός σφράγισης και συνθήκες εργασίας.

Οι οπτικές και ραδιοφωνικές μονάδες της InP χρειάζονται πιο ακριβή θήκες προστασίας

Στην οπτική επικοινωνία, οι διασυνδέσεις κέντρων δεδομένων και οι μονάδες ραδιοσυχνοτήτων, το InP και τα σχετικά υλικά χρησιμοποιούνται συχνά για υψηλής ταχύτητας οπτικοηλεκτρονικές και ραδιοσυχνότητες.Αυτά τα συστήματα δεν είναι μόνο ευαίσθητα στη θερμότηταΕπίσης είναι ευαίσθητα στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, την αντανάκλαση του σήματος, την ευθυγράμμιση της κοιλότητας, τη θέση του συνδέσμου και την επεξεργασία της επιφάνειας.

Τα περιβλήματα προστασίας ραδιοσυχνοτήτων και τα περιβλήματα οπτικών δέκτη-αποδέκτη απαιτούν συνήθως ελεγχόμενες διαστάσεις κοιλότητας, πάχος τοίχου, οπές τοποθέτησης, ανοίγματα συνδέσμων και κατάσταση της επιφάνειας.Για τις απαιτήσεις αγωγικής θωράκισης, νικελωτική επικάλυψη ή άλλη αγωγική επεξεργασία επιφάνειας μπορεί να αποτελέσει μέρος του σχεδίου.

Εάν τα σχέδια του πελάτη απαιτούν κρίσιμες διαστάσεις έως ± 0,005 mm, ο προμηθευτής θα πρέπει να αξιολογεί τη διαδικασία επεξεργασίας CNC, την πορεία εργαλείου, τη μέθοδο στερέωσης,Επιθεώρηση CMM και μεταφυσική μεταβολή διαστάσεωνΑντί να λέει μόνο "υψηλή ακρίβεια", ο προμηθευτής θα πρέπει να καθορίσει ποιες τρύπες, κοιλότητες, επιφάνειες δεδομένων και διεπαφές σύνδεσης απαιτούν επιθεώρηση.

Οι φορείς πλακιδίων και τα εξαρτήματα συσκευασίας είναι κρυμμένες απαιτήσεις στην προηγμένη παραγωγή συσκευασιών

Η προηγμένη συσκευασία δεν απαιτεί μόνο τσιπάκια και εξοπλισμό συσκευασίας.Εγκατασκευές συσκευασίαςΤα εξαρτήματα αυτά δεν αποτελούν εξαρτήματα του τελικού προϊόντος, αλλά υποστηρίζουν την επεξεργασία, τον χειρισμό, την τοποθέτηση, τις δοκιμές και την επανάληψη της παραγωγής.

Οι ανωδισμένοι φορείς αλουμινίου μπορεί να είναι κατάλληλοι όταν απαιτείται ελαφριά δομή, έλεγχος διαστάσεων και προστασία της επιφάνειας.Τα συστήματα PEEK μπορούν να εξεταστούν όταν η κατάσταση εργασίας απαιτεί αντοχή σε θερμοκρασία.Η τελική επιλογή του υλικού πρέπει να βασίζεται στη θερμοκρασία της διαδικασίας, στην έκθεση σε χημικές ουσίες,μέθοδος συμπίεσης και απαιτήσεις καθαριότητας.

Για τους προμηθευτές CNC, η βασική πρόκληση δεν είναι μόνο η εμφάνιση ενός μεμονωμένου μέρους.Για μεσαία έως μεγάλες παρασκευές CNC, η έγκριση του πρώτου άρθρου, οι εκθέσεις CMM, η ιχνηλασιμότητα του υλικού και η συνέπεια της επεξεργασίας της επιφάνειας είναι ιδιαίτερα σημαντικές.

Διαφορετικές Προτεραιότητες Προμήθειας στην Ινδία και την Αμερική

Οι αγοραστές στις ΗΠΑ επικεντρώνονται συχνά σε συστήματα ποιότητας, ιχνηλασιμότητα υλικών, εκθέσεις CMM, επιθεώρηση πρώτου άρθρου, τεκμηρίωση διαδικασιών και μακροπρόθεσμη σταθερότητα εφοδιασμού.Για εξαρτήματα ημιαγωγών από αλουμίνιο ακριβείας, ο έλεγχος ποιότητας ISO 9001, τα αρχεία επιθεώρησης κρίσιμων διαστάσεων, τα αρχεία επεξεργασίας επιφάνειας και η συνέπεια των παρτίδων μπορούν να επηρεάσουν άμεσα την πιστοποίηση του προμηθευτή.

Η Ινδία επικεντρώνεται τόσο στην επέκταση της ικανότητας όσο και στη σταθερή παράδοση.Συμπεριλαμβανομένων των σύνθετων ημιαγωγών, OSAT, ATMP και επενδύσεις που σχετίζονται με συσκευασίες/ελέγχους [4][5].Αυτό σημαίνει ότι οι Ινδοί αγοραστές μπορεί να χρειάζονται όλο και περισσότερο συνεργάτες μηχανικής CNC που μπορούν να υποστηρίξουν τη μετάβαση από πρωτότυπο σε μικρή παραγωγή και μεσαία έως μεγάλη παραγωγή.

Για τις δύο αγορές, οι ομάδες προμηθειών θα πρέπει να παρέχουν αρχεία STEP/IGS, 2D σχέδια, απαιτήσεις υλικών, απαιτήσεις επεξεργασίας επιφάνειας, κρίσιμες διαστάσεις, απαιτήσεις εκθέσεων επιθεώρησης,εκτιμώμενη ποσότητα και τελικό περιβάλλον εργασίας πριν από την προσφορά• Καλύτερες πληροφορίες εισροής οδηγούν σε ακριβέστερη αναθεώρηση DFM, προσφορά και προγραμματισμό χρόνου προόδου.

Συμπεράσματα

Οι προηγμένες συσκευασίες, τα κέντρα δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης, οι μονάδες ισχύος SiC/GaN και η οπτική επικοινωνία InP μεταφέρουν τη ζήτηση μηχανικής CNC από απλά δομικά μέρη προς λειτουργικό υλικό.Οι πλάκες ψύξης υγρού καθορίζουν θερμικές διαδρομέςΟι θωρακισμοί ραδιοσυχνοτήτων υποστηρίζουν την ακεραιότητα του σήματος.

Για τους πελάτες ημιαγωγών, EV, υλικού τεχνητής νοημοσύνης και οπτικών επικοινωνιών στην Ινδία και την Αμερική, τα τσιπάκια επόμενης γενιάς μπορούν να λειτουργήσουν όπως έχουν σχεδιαστεί μόνο όταν τα περιβαλλοντικά σκεύη, οι πλάκες ψύξης,κατασκευάζονται κορδόνια και φορείςΕλέγχονται και τελειώνουν σύμφωνα με τα σχέδια και τις συνθήκες εργασίας.