Дальнейшее снижение себестоимости производства микросхем сопряжено с невероятными трудностями. Снижение масштаба технологических норм для широко распространённого КМОП-процесса (металл/оксид/полупроводник) подходит к своему пределу. Сделать микросхемы дешевле можно за счёт более высокой интеграции компонентов, а также за счёт разного рода оптимизаций. Это не самый простой путь к снижению себестоимости, но других вариантов просто не остаётся. А оптимизировать можно многое. Пока снижение себестоимости шло скачками — с одних технологических норм на меньшие, на оптимизацию мало кто обращал внимание. Теперь приходится вглядываться в каждую мелочь. Одной из таких «мелочей» считается внутричиповая обвязка, которая соединяет кристалл с упаковкой и контактами для распайки.
Пример сварки обвязки шариком (TJ Green Associates LLC)
В производстве чипов для обвязки кристаллов наиболее широко используется золото и сплав золота с добавками бериллия. Как альтернатива золоту может применяться медь, рабочие характеристики которой не намного хуже. Гораздо реже и только для больших токов используются алюминиевые проводники с диаметром проводника от сотни и больше микрон. Диаметр золотых проводников, к примеру, начинается от 12 мкм. Это немаленькая статья расхода, сократить которую были бы не прочь многие производители. Можно не сомневаться, что в этом направлении работают многие исследователи. Свой вариант технологии перехода на алюминиевые проводники для обвязки, к примеру, предложил Тайваньский национальный институт NCKU (National Cheng Kung University).
Алюминиевые проводники, которые могут стать альтернативой золотым в чипах (National Cheng Kung University)
Подробный доклад о технологии будет представлен в июле этого года. Пока сообщается, что технология позволяет создать для обвязки кристаллов алюминиевые проводники диаметром 18 мкм — это на порядок меньше, чем обычно. Хитрость разработки заключается в том, что алюминиевая проволока покрывается «нанослоем» цинка. Полученная таким образом проволока имеет все необходимые качества для обвязки кристаллов методом сварки шарика (ball bonding) — она характеризуется необходимой ковкостью и вязкостью и не разрушается в процессе изготовления и упаковки микросхемы. Метод сварки шариком, добавим, использует лазерную (прямой нагрев) или ультразвуковую сварку, когда из проволоки формируется шарик и происходит точечная сварка с контактами на кристалле и в упаковке.
Источник:
