
2026-03-24
איר פאַרברענגען טויזנטער פון שעה און מיליאַנז פון דאָללאַרס צו דיזיינינג אַ פלאָלאַס סיליציום אַרקאַטעקטשער, אָבער אויב די גשמיות האָוסינג פיילז, די גאנצע קאָמפּאָנענט איז נישט ווערט. די שלאַבאַן צווישן אַ פאַנגקשאַנינג עלעקטראָניש מאַרך און אַ שטיק פון סקראַפּט סיליציום איז די ענקאַפּסולאַטיאָן. דער פולשטענדיק פירער ברייקס אַראָפּ די קאָמפּלעקס וועלט פון מאָדערן עלעקטראָניש פּאַקידזשינג. עס איז ווערט לייענען ווייַל צו פֿאַרשטיין די ספּעציפיש מאַטעריאַלס, טערמאַל דינאַמיק און מעטשאַניקאַל סטרעסאַז ינוואַלווד אין פּראַטעקטינג סיליציום וועט דראַסטיקלי פֿאַרבעסערן דיין פּראָדוקציע ייעלדס. צי איר פירן אַ הויך-באַנד פֿאַרזאַמלונג ליניע אָדער סאָרסינג פּינטלעכקייַט מכשירים צו מאַשין די מאָולדז זיך, מאַסטערינג די פונדאַמענטאַל קאַנסעפּס וועט שפּאָרן איר צייט, רעדוצירן טייַער ברעקל און געבן איר אַ מאַסיוו קאַמפּעטיטיוו מייַלע אין די מאַרק.
אין זיין האַרץ, אַן ic פּעקל איז די פּראַטעקטיוו פאנצער וואָס סעראַונדז אַ שוואַך שטיק פון סיליציום. אָן דעם וויטאַל פּראַטעקטיוו שיכטע, די נאַקעט שפּאָן וואָלט טייקעף ונטערפאַלן צו ינווייראַנמענאַל כאַזערדז ווי נעץ, שטויב און גשמיות פּראַל. דער ערשטיק ציל פון ענקאַפּסולאַטיאָן איז צו גאָר פּלאָמבע די יידל ינערלעך סטראַקטשערז פון די אַרויס וועלט. דאָס געראַנטיז אַז דער קאָמפּאָנענט וועט פונקציאָנירן רילייאַבלי פֿאַר יאָרן, צי עס איז אינסטאַלירן אין אַ קלימאַט-קאַנטראָולד סערווער צימער אָדער אונטער די קאַפּטער פון אַ ווייברייטינג ויטאָמאָביל.
אין דער וועלט סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע, די גשמיות האָוסינג אויך דינען ווי אַ קריטיש בריק. עס פארוואנדלען די מיקראָסקאָפּיק קשר פונקטן אויף די סיליציום אין אַ גרעסערע, סטאַנדערדייזד שפּור וואָס קענען אַקשלי זיין סאַדערד אויף אַ pcb (געדרוקט קרייַז ברעט). דאס מיינט די אויסדערוויילטע פּעקל טיפּ גלייך דיקטייץ ווי דער קאָמפּאָנענט ינטאַגרייץ אין די לעצט פּראָדוקט. א שוואַך אויסדערוויילט האָוסינג קענען פירן צו אָוווערכיטינג, סיגנאַל דערנידעריקונג אָדער מעטשאַניקאַל דורכפאַל בעשאַס נאָרמאַל אָפּעראַציע.
די מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע הינטער דעם פּראָצעס איז סטאַגערינג. מיר נעמען עפּעס ווי שוואַך ווי אַ עגשעל און ענקייסינג עס אין שטיין-שווער סינטעטיש מאַטעריאַלס. הייַנט, די מערסט פּראָסט קאַמפּאָונאַנץ איר זען אויף אַ ברעט זענען ייבערפלאַך בארג מכשירים. צי דילינג מיט אַ פּשוט smd קאָמפּאָנענט אָדער אַ קאָמפּלעקס מאַלטי-האַרץ פּראַסעסער, דער פּונקט דער זעלביקער פּרינציפּ אַפּלייז: די ויסווייניקסט שאָל מוזן זיין לעגאַמרע גאנץ.

די נסיעה פון אַ נאַקעט שטיק פון סיליציום צו אַ פאַרטיק, מאָונטאַבלע פּראָדוקט איז העכסט קאָמפּליצירט. די מאָדערן מאַנופאַקטורינג פּראָצעס ימפּלויז אַ פאַרשיידנקייַט פון סאַפיסטאַקייטיד טעקניקס צו ענשור אַבסאָלוט רילייאַבילאַטי. איינער פון די מערסט קריטיש פּאַקקאַגינג פּראַסעסאַז ינוואַלווז גרינדן די עלעקטריקאַל קאַנעקשאַנז איידער די לעצט סילינג אַקערז. פֿאַר בייַשפּיל, אין אַוואַנסירטע פליפּ-שפּאָן פֿאַרזאַמלונג, די אַקטיוו געגנט פון די סיליציום איז פליפּט קאַפּויער. עס קאַנעקץ גלייַך צו די אַנדערלייינג סטרוקטור ניצן קליינטשיק מעטאַל באַמפּס.
דעם ספּעציפיש פליפּ שפּאָן צוגאַנג ראַדוסאַז דראַסטיקלי די ווייַטקייט די עלעקטריקאַל סיגנאַל מוזן אַרומפאָרן. עס גיט ויסגעצייכנט עלעקטריקאַל פאָרשטעלונג. אָבער, די מיקראָסקאָפּיק סאַדער באַמפּס דאַרפן גוואַלדיק שוץ. אַמאָל די ינטערקאַנעקשאַן איז הצלחה געמאכט, די גאנצע פֿאַרזאַמלונג מוזן זיין פארשפארט סיקיורלי אין פּלאַץ. די פּראַטעקטיוו מאַטעריאַל פלאָוז אַרום די קליינטשיק דזשוינץ, פּראַוויידינג שטרענג מעטשאַניקאַל שטיצן און פּרעווענטינג זיי פון קראַקינג אונטער דרוק.
דערגרייכן דעם מדרגה פון פּינטלעכקייַט ריקווייערז ינקרעדאַבלי פּינטלעך גשמיות מכשירים. די מעטאַל מאָולדז געניצט צו פאָרעם די לעצט פּראַטעקטיוו שאָל מוזן זיין מאַשינד צו פּינטלעך טאָלעראַנץ. ווען מאַנופאַקטורינג די שווער שטאָל מאָולדז, טאָאָלמאַקערס פאַרלאָזנ זיך הויך-פאָרשטעלונגקאַרבידע דרילז צו ריין קאָאָלינג טשאַנאַלז און ינדזשעקטער פּאָרץ אָן געלאזן בוררס וואָס קען צעשטערן די פליסיק לויפן פון די פּראַטעקטיוו פּלאַסטיקס.
ווען מיר רעדן וועגן די שוואַרץ פּלאַסטיק גוף פון אַ נאָרמאַל מיקראָטשיפּ, מיר זענען כּמעט שטענדיק גערעדט וועגן אַ יפּאַקסי פורעם. דעם מאַטעריאַל איז אַ ספּעשאַלייזד טערמאַסעט פּלאַסטיק. ניט ענלעך וואָכעדיק פּלאַסטיקס וואָס קענען זיין צעלאָזן און רעשייפּט, אַ טערמאַסעט אַנדערגאָוז אַן יריווערסאַבאַל כעמישער רעאַקציע ווען העאַטעד. אַמאָל עס קיורז, עס פארמען אַ ינקרעדאַבלי שווער, דוראַבאַל און שטענדיק שאָל.
אַן יפּאַקסי פורעם קאַמפּאַונד (קאַמאַנלי ריפערד צו ווי emc) איז יסענשאַלי אַ שווער ענדזשאַנירד כעמישער קאָקטייל. עס באשטייט פון אַ באַזע יפּאַקסי סמאָלע, כאַרדאַנינג אגענטן און מאַסיוו אַמאַונץ פון סיליקאַ פיללער. די סיליקאַ איז קריטיש ווייַל עס באטייטיק לאָווערס די יקספּאַנשאַן קורס פון דעם מאַטעריאַל ווען יקספּאָוזד צו היץ. די emcs פאָרשטעלן די אַבסאָלוט באַקבאָון פון מאָדערן פּלאַסטיק קאָמפּאָנענט האָוסינג. די מאַטעריאַלס געניצט מוזן אויך פאַרמאָגן ויסגעצייכנט דיעלעקטריק פּראַפּערטיז, ינשורינג זיי אַקט ווי שליימעסדיק עלעקטריקאַל ינסאַלייטערז צו פאַרמייַדן ינערלעך קורץ סערקאַץ.
"די קאָנסיסטענסי פון דיין מאָלדינג מאַטעריאַל גלייך דיקטייץ די קאָנסיסטענסי פון דיין לעצט פּראָדוקט. אין הויך-סטייקס מאַנופאַקטורינג, פּרידיקטאַביליטי איז פּראַפיטאַביליטי. ”
בעשאַס די פאַקטיש ינדזשעקשאַן פאַסע, די הייס, וויסקאַס מאָלדינג קאַמפּאַונד איז געצווונגען אין אַ שטאָל קאַוואַטי אונטער גוואַלדיק דרוק. עס מוזן לויפן סמודלי איבער די יידל סיליציום און די אַנדערלייינג סאַבסטרייט. דאָס איז אַ גוואַלדיק פּראָצעס. אויב די פליסיק דינאַמיק איז נישט בישליימעס קאַנטראָולד, די ראַשינג פליסיק קענען ממש ויסקערן די קליינטשיק גאָלד ווירעס וואָס פאָרעם די ינטערקאַנעקט.
דערצו, די פליסיק מוזן גאָר פּלאָמבירן יעדער מיקראָסקאָפּיק קאַוואַטי ין דער פורעם. יעדע פארכאפטע לופט שאפט א ריק. א איינציקע פעלער ווערט פאררעכנט ווי א קאטאסטראפע חסרון. אויב נעץ אַקיומיאַלייץ ין אַ פּאָסל, די היץ פון אַ נאָרמאַל ריפלאָו סאַדערינג ויוון וועט קער די נעץ אין פּאַרע, ממש בלאָוינג די קאָמפּאָנענט באַזונדער פון די ין (באקאנט ווי די "קאָקאָשעס ווירקונג").
צו פאַרמייַדן דעם, די צובינד צווישן די פּראַטעקטיוו פּלאַסטיק און די מעטאַל פירן ראַם מוזן זיין קעמאַקלי געזונט. געהעריק סאַבסטרייט פּלאַן שפּילט דאָ אַ ריזיקע ראָלע. ענדזשאַנירז אָפט פּלאַן ינטערלאַקינג פיזיש פֿעיִקייטן אָדער צולייגן ספּעשאַלייזד כעמיש אַדכיזשאַן פּראַמאָוטערז צו ענשור אַז די פּלאַסטיק גריפּס די מעטאַל פלאָלאַסלי.
היסטאָריש, סיליציום איז געווען דייסט אין יחיד ברעקלעך איידער זיי פּאַקידזשד. אָבער, צו מאַקסאַמייז עפעקטיווקייַט און אַפּטאַמייז די שפּור, די אינדוסטריע דעוועלאָפּעד ווייפער-מדרגה פּאַקקאַגינג. אין דעם אַוואַנסירטע מעטאַדאַלאַדזשי, די גאנצע קייַלעכיק סיליציום דיסק איז פּראַסעסט און געחתמעט סיימאַלטייניאַסלי איידער קיין קאַטינג נעמט אָרט.
בעשאַס דעם בינע, אַ פּלאַסט פון פּראַטעקטיוו מאַטעריאַל קאָווערס די גאנצע שפּיץ ייבערפלאַך פון די אַנבראָוקאַן דיסק. בלויז נאָך די פּראַטעקטיוו שיכטע איז גאָר געהיילט טוט דער פּראָצעס פון סינגולאַטיאָן אָנהייבן. סינגולאַטיאָן איז דער ברוטאַל מעטשאַניקאַל פּראָצעס פון סלייסינג די גרויס, געחתמעט דיסק אין טויזנטער פון יחיד, לעצט קאַמפּאָונאַנץ.
דער קאַטינג פּראָצעס איז נאָוטאָריאַסלי שווער ווייַל די געזען בלייד מוזן שנייַדן דורך ביידע די שווער סיליציום און די אַברייסיוו סיליקאַ-אָנגעפילט פּלאַסטיק סיימאַלטייניאַסלי. עס ריקווייערז ינקרעדאַבלי האַרט און סטאַביל קאַטינג מכשירים. פּונקט ווי אַ מאַשיניסט ניצט ספּעשאַלייזד האַרט טונגסטאַן קאַרבידע ראַדז צו פאַרטראָגן אַברייסיוו טראָגן אויף די קנק שטאָק, די דיסינג בלאַדעס מוזן וויטסטאַנד עקסטרעם רייַבונג צו פאַרמייַדן טשיפּינג די יידל עדזשאַז פון די ניי געשאפן קאַמפּאָונאַנץ.
ווי די פאָדערונג פֿאַר עקסטרעם מיניאַטוריזאַטיאָן וואקסט, טראדיציאנעלן מעטשאַניקאַל קאַטינג סאָז דערגרייכן זייער אַבסאָלוט גשמיות לימאַץ. ווען איר בויען קאַמפּאָונאַנץ פֿאַר סמאַרטוואַטטשעס אָדער מעדיציניש ימפּלאַנץ, אַ מעטשאַניקאַל בלייד איז פשוט צו דיק און צו גראָב. דאָס איז ווו אַוואַנסירטע לאַזער סיסטעמען, ווי די פּייאַנירד דורך lpkf, טרעטן אין צו רעוואַלושאַנייז די וואָרקפלאָוו.
לאַזער פּראַסעסינג איז איצט אַ פונדאַמענטאַל טייל פון מאָדערן פאַבריקיישאַן. אַנשטאָט גרינדינג די מאַטעריאַל, הויך-פּאַוערד לייזערז טייקעף וואַפּאָריזירן די יפּאַקסי פורעם קאַמפּאַונד און דער סיליציום אונטער אים. דער ריין אַבלאַטיאָן פּראָצעס בלעטער ינקרעדאַבלי גלאַט עדזשאַז און אַלאַוז פיל טייטער ספּייסינג צווישן קאַמפּאָונאַנץ אויף די פּראָדוקציע שורה.
דעם מאַסיוו אנטוויקלונג מיטל אַז סטראַקטשערז קענען זיין שנייַדן און שייפּט מיט אַ פּינטלעכקייַט פון בלויז אַ ביסל µm (מיקראָמעטער). דורך קאַמביינינג אַוואַנסירטע לאַזער אַבלאַטיאָן מיט טראדיציאנעלן ליטהאָגראַפי, מאַניאַפאַקטשערערז קענען מאַכן העכסט קאָמפּלעקס, דריי-דימענשאַנאַל פּעקל שאַפּעס וואָס זענען פיזיקלי אוממעגלעך צו פּראָדוצירן בלויז אַ יאָרצענדלינג צוריק.
מאָדערן פּראַסעסערז זענען נישט בלויז איין פלאַך סקווערז; זיי זענען קאָמפּלעקס, מאַלטי-לייערד סקייסקרייפּערז פון דאַטן. ווי מיר פּאַקן מער פאַנגקשאַנז אין אַ איין פּלאַץ, די רוטינג פון די עלעקטריקאַל סיגנאַלז ווערט אַ מאָנומענטאַל דזשיאַמעטריק אַרויסרופן. די ינערלעך פּאַטווייז מוזן זיין ינקרעדאַבלי קורץ צו האַלטן גיכקייַט און רעדוצירן מאַכט קאַנסאַמשאַן.
צו דערגרייכן דעם, ענדזשאַנירז נוצן קליינטשיק, ווערטיקלי דרילד האָלעס גערופן vias. די מיקראָסקאָפּיק טאַנאַלז זענען פּלייטאַד מיט אַ קאַנדאַקטיוו מעטאַל, יוזשאַוואַלי cu (קופּער), צו פאַרבינדן די פאַרשידענע לייַערס פון די סאַבסטרייט אָדער די ינערלעך רידיסטראַביושאַן שיכטע. די rdl איז יסענשאַלי אַ מיקראָסקאָפּיק שאָסיי סיסטעם וואָס ריראָוט די הינטער-פייַן קאַנעקשאַנז אויף די סיליציום שטאַרבן צו די גרעסערע סאַדער באַללס אויף די יקסטיריער.
דאס הויך-געדיכטקייַט אויסלייג איז אַן אַבסאָלוט נייטיקייַט פֿאַר מאָדערן קאַמפּיוטינג. מאל, טראדיציאנעלן סאַבטראַקטיוו עטשינג קענען נישט דערגרייכן די נייטיק פייַן שורות. אין די קאַסעס, אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעקניקס זענען געניצט צו פּאַמעלעך בויען די פּינטלעך קופּער טראַסעס פארלאנגט.

היץ איז די לעצט פייַנט פון פּינטלעכקייַט מאַנופאַקטורינג. בעשאַס די הויך-טעמפּעראַטור קיורינג פאַסע, אַלע מאַטעריאַלס יקספּאַנד. די שטרענג פּראָבלעם ערייזאַז ווייַל עס איז אַ מאַסיוו ניט גלייַכן אין די טערמאַל יקספּאַנשאַן ראַטעס צווישן די ריין סיליציום שטאַרבן, די קופּער פירן ראַם, און די פּלאַסטיק שאָל.
מיר מעסטן דעם יקספּאַנשאַן ניצן די קאָואַפישאַנט טערמאַל יקספּאַנשאַן (אָדער cte). אויב די CTE איז נישט קערפאַלי באַלאַנסט, די גאנצע פֿאַרזאַמלונג וועט וואָרפּ ווען עס קולז אַראָפּ צו צימער טעמפּעראַטור. עס בויגן ממש ווי אַ קאַרטאָפל שפּאָן. דאס וואָרפּאַגע איז אַ נייטמער פֿאַר ברעט פֿאַרזאַמלונג. אויב דער קאָמפּאָנענט איז נישט בישליימעס פלאַך, די סאַדער שלאָס וועט דורכפאַל בעשאַס די smt (ייבערפלאַך בארג טעכנאָלאָגיע) אַטאַטשמאַנט פּראָצעס.
צו קאַמבאַט דעם, ענדזשאַנירז נוצן סאַפיסטאַקייטיד פּלאַן געצייַג ווייכווארג צו סימולירן די טערמאַל סטרעסאַז איידער אַ גשמיות פּראָוטאַטייפּ איז אלץ געבויט. זיי קערפאַלי סטרויערן די סיליקאַ פיללער אינהאַלט אין די יפּאַקסי פורעם צו ענשור זיין CTE ענג שוועבעלעך אַז פון די אַנדערלייינג ברעט. עס איז אַ יידל באַלאַנסינג אַקט פון כעמיע און פיזיק.
נאָרמאַל פּאַקקאַגינג טעקניקס זענען גאָר ינאַדאַקוואַט פֿאַר די עקסטרעם פאדערונגען פון 5ג קאָמוניקאַציע און אַוואַנסירטע ראַדאַר סיסטעמען. אין די הינטער-הויך פריקוואַנסיז, די גשמיות האָוסינג זיך קענען שטרענג אַרייַנמישנ זיך מיט די ראַדיאָ סיגנאַלז. מיר מוזן רילענטלאַסלי נאָכגיין ימפּרוווד פאָרשטעלונג דורך ניצן ספּעשאַלייזד מאַטעריאַלס.
פֿאַר אַ הויך-אָפטקייַט סענסער אָדער אַנטענע, די עלעקטריקאַל פּראָפּערטיעס פון די מאָלדינג קאַמפּאַונד זענען שווער דורכגעקאָכט. אויב דער מאַטעריאַל אַבזאָרבז צו פיל ילעקטראָומאַגנעטיק ענערגיע, דער סיגנאַל שטאַרבן. דעריבער, ספּעשאַלייזד נידעריק-אָנווער רעזינז זענען פאָרמיאַלייטאַד ספּאַסיפיקלי צו לאָזן די הויך-גיכקייַט סיגנאַלז פאָרן אָן דערנידעריקונג.
דערצו, מיר זען די העכערונג פון די אַוואַנסירטע ic אַרקאַטעקטשער. קאַנסעפּס ווי העטעראָגעניק ינאַגריישאַן און פּעקל-אויף-פּעקל לאָזן פאַרשידענע ספּעשאַלייזד קאַמפּאָונאַנץ - ווי זכּרון און פּראַסעסינג לאָגיק - צו זיין סטאַקט ווערטיקלי. דאָס האלט די סיגנאַל פּאַטס ינקרעדאַבלי קורץ, דראַסטיקלי ענכאַנסינג די קוילעלדיק עלעקטריקאַל און טערמאַל פאָרשטעלונג. ווען פּינטלעכקייַט ענינים, ניצן הויך-קוואַליטעט מכשירים ווי אַטריפּלע-בלייד (3-פלייט) סוף מיל ינשורז די פּרובירן פיקסטשערז וואָס די הויך-גיכקייַט דעוויסעס זענען בישליימעס פלאַך און אמת.
לעגאַמרע. די ערשטיק פאַרטיידיקונג קעגן די האַרב ריאַלאַטיז פון די גשמיות וועלט איז די אָרנטלעכקייַט פון די פּאָלימער שאָל. צי עס איז אַ פּשוט דיסקרעטע מאַכט טראַנזיסטאָר אָדער אַ העכסט קאָמפּלעקס קוואַד פלאַך קיין פירן (qfn) מיקראָקאָנטראָללער, די לעצט ציל איז נול נעץ ינגרעסס. וואַסער פארע איז די לידינג גרונט פון ינערלעך קעראָוזשאַן און צו פרי דורכפאַל אין דיפּלויד עלעקטראָניק.
צו דערגרייכן דעם שליימעסדיק פּלאָמבע אין הויך-באַנד פּראָדוקציע, מאַניאַפאַקטשערערז קלייַבן פאַרשידענע מעטהאָדס באזירט אויף די שטרענג אַפּלאַקיישאַן באדערפענישן. פליסיק מאָלדינג קען זיין געניצט פֿאַר ינקרעדאַבלי יידל, דין אַסעמבליז ווו נידעריק ינדזשעקשאַן דרוק איז מאַנדאַטאָרי צו פאַרמייַדן דראָט ויסקערן. קאָנווערסעלי, האַרט קאַמפּרעשאַן מאָלדינג איז אָפט בילכער פֿאַר גרויס, פלאַך פּאַנאַלז ווייַל עס גיט ויסגעצייכנט יונאַפאָרמאַטי און הויך טרופּוט.
יעדער שריט אין די יו פּלאַן און מאַנופאַקטורינג פאַסע ריקווייערז אַ שטרענג מעטאַדאַלאַדזשי. עס איז שטענדיק אַ טריידאָפף צווישן פּרייַז, גיכקייַט, און אַבסאָלוט רילייאַבילאַטי. אָבער, דורך פאדערן שטרענג מאַטעריאַל קאָנטראָלס און יוטאַלייזינג ינאַווייטיוו סאַלושאַנז, די אינדוסטריע האלט צו פּראָדוצירן ביליאַנז פון פלאָלאַס דעוויסעס יעדער יאָר. די פּאַסיק פון די מאַטעריאַלס געוויינט אין ic פאַבריקיישאַן לעסאָף דיטערמאַנז די לעבן פון די טעכנאָלאָגיע וואָס מיר פאַרלאָזנ זיך טעגלעך.