Articulo de referencia

Embalaje de edredones

Los "nódulos" de Quilt Packaging se extienden desde el borde de los microchips. Los nódulos de encapsulado Quilt tienen soldadura en la parte superior para permitir la intercone...

Los "nódulos" de Quilt Packaging se extienden desde el borde de los microchips.
Los nódulos de encapsulado Quilt tienen soldadura en la parte superior para permitir la interconexión de chips.
Matriz de chips 3x3 que utiliza tecnología de interconexión de empaquetado Quilt.
Los chips QP se pueden unir mediante costura en casi cualquier orientación.

Quilt Packaging ( QP ) es una tecnología de empaquetado de circuitos integrados y de interconexión de chips que utiliza estructuras de " nódulos " que se extienden horizontalmente desde los bordes de los microchips para realizar interconexiones entre chips. [ 1 ] [ 2 ] 

Los nódulos QP se crean como parte integral de un microchip utilizando técnicas estándar de procesamiento posterior en la fabricación de dispositivos semiconductores . Posteriormente, se aplica soldadura mediante electrodeposición sobre los nódulos para permitir la interconexión entre chips con una precisión de alineación submicrométrica. [ 3 ]

Pequeños " chiplets " de alto rendimiento, fabricados con cualquier material semiconductor ( silicio , arseniuro de galio , carburo de silicio , nitruro de galio , etc.), pueden "acolcharse" para crear un metachip multifuncional más grande . [ 4 ]  De este modo, la tecnología QP puede integrar múltiples chips con tecnologías o materiales de sustrato diferentes en configuraciones planares, 2.5D y 3D . [ 5 ]

Rendimiento analógico de RF

Se han realizado múltiples mediciones de pérdida de inserción en interconexiones QP en conjuntos de chips con materiales semiconductores homogéneos y heterogéneos.  Las mediciones de parámetros S de radiofrecuencia se realizaron desde CC hasta 220 GHz. Las interconexiones QP han demostrado una pérdida de inserción inferior a 0,1 dB desde CC hasta 100 GHz entre chips de silicio [ 2 ] y una pérdida de inserción inferior a 0,8 dB hasta 220 GHz entre silicio y arseniuro de galio [ 6 ] .     

Rendimiento digital

Las interconexiones QP han logrado un rendimiento de velocidad de bits de 12 gigabits/seg (Gbps) sin distorsión con  nódulos de 10 μm en un  paso de 10 μm en el borde del chip. [ 7 ]

Óptica/Fotónica

Las simulaciones y mediciones preliminares de pérdida de acoplamiento óptico indican que la pérdida de acoplamiento entre chips es < 6  dB para una separación de menos de 4  μm. La pérdida mejora rápidamente a medida que la separación se aproxima a cero, lo cual es alcanzable con las tolerancias de ensamblaje de Quilt Packaging. [ 8 ] [ 9 ]

Referencias

  1. Zheng, Quanling; Kopp, David; Khan, Mohammad Ashraf; Fay, Patrick; Kriman, Alfred M.; Bernstein, Gary H. (marzo de 2014). "Investigación de la interconexión entre chips de encapsulado Quilt con pasta de soldadura". IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology . 4 (3): 400– 407. Bibcode : 2014ITCPM...4..400Z . doi : 10.1109/tcpmt.2014.2301738 . ISSN 2156-3950 . S2CID 36676516 .  
  2. 1 2 Ashraf Khan, M.; Zheng, Quanling; Kopp, David; Buckhanan, Wayne; Kulick, Jason M.; Fay, Patrick; Kriman, Alfred M.; Bernstein, Gary H. (2015-06-01). "Estudio de ciclo térmico del embalaje acolchado". Journal of Electronic Packaging . 137 (2) 021008. doi : 10.1115/1.4029245 . ISSN 1043-7398 . 
  3. Ahmed, Tahsin; Butler, Thomas; Khan, Aamir A.; Kulick, Jason M.; Bernstein, Gary H.; Hoffman, Anthony J.; Howard, Scott S. (2013-09-10). Sasián, José; Youngworth, Richard N. (eds.). "Modelado FDTD del acoplamiento de guías de onda de chip a chip mediante encapsulado de acolchado óptico". Alineación, tolerancia y verificación de sistemas ópticos VII . 8844. SPIE: 88440C. Bibcode : 2013SPIE.8844E..0CA . doi : 10.1117/12.2024088 . S2CID 120463545 . 
  4. Khan, M. Ashraf; Kulick, Jason M.; Kriman, Alfred M.; Bernstein, Gary H. (enero de 2012). "Diseño y robustez del superconector de encapsulado Quilt". Simposio Internacional sobre Microelectrónica . 2012 (1): 000524– 000530. doi : 10.4071/isom-2012-poster_khan . ISSN 2380-4505 . 
  5. Sparkman, Kevin; LaVeigne, Joe; McHugh, Steve; Kulick, Jason; Lannon, John; Goodwin, Scott (2014-05-29). Holst, Gerald C.; Krapels, Keith A.; Ballard, Gary H.; Buford, James A.; Murrer, R. Lee (eds.). "Desarrollo de una matriz de emisores escalable para sistemas de proyección de escenas infrarrojas". Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXV . 9071 . SPIE: 90711I. Bibcode : 2014SPIE.9071E..1IS . doi : 10.1117/12.2054360 . S2CID 53508849 . 
  6. Fay, Patrick; Bernstein, Gary H.; Lu, Tian; Kulick, Jason M. (2016-04-29). "Interconexiones entre chips de ancho de banda ultra amplio para circuitos heterogéneos de ondas milimétricas y THz" . Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves . 37 (9): 874– 880. Bibcode : 2016JIMTW..37..874F . doi : 10.1007/s10762-016-0278-5 . ISSN 1866-6892 . 
  7. Lu, Tian; Ortega, Carlos; Kulick, Jason; Bernstein, GH; Ardisson, Scott; Engelhardt, Rob (2016). "Prototipado rápido de SoC utilizando tecnología de empaquetado en edredones para la partición de circuitos integrados funcionales modulares". Actas del 27.º Simposio Internacional sobre Prototipado Rápido de Sistemas: Acortando el camino desde la especificación hasta el prototipo . Nueva York, Nueva York, EE. UU.: ACM Press. págs. 79–85 . doi : 10.1145/2990299.2990313 . ISBN  978-1-4503-4535-4. S2CID 9121042 . 
  8. Ahmed, Tahsin; Khan, Aamir A.; Vigil, Genevieve; Kulick, Jason M.; Bernstein, Gary H.; Hoffman, Anthony J.; Howard, Scott S. (2014). "Optical Quilt Packaging: A New Chip-to-Chip Optical Coupling and Alignment Process for Modular Sensors". Cleo: 2014 JTu4A.56. Washington, DC: OSA. Bibcode : 2014cleo.conf..858A . doi : 10.1364/cleo_at.2014.jtu4a.56 . ISBN 978-1-55752-999-2. S2CID 14432676 . 
  9. Ahmed, Tahsin; Lu, Tian; Butler, Thomas P.; Kulick, Jason M.; Bernstein, Gary H.; Hoffman, Anthony J.; Hall, Douglas C.; Howard, Scott S. (2017-05-01). "Acoplamiento entre chips de matriz de guías de onda de infrarrojo medio mediante encapsulado de acolchado óptico". IEEE Photonics Technology Letters . 29 (9): 755– 758. Bibcode : 2017IPTL...29..755A . doi : 10.1109/lpt.2017.2684091 . ISSN 1041-1135 . S2CID 7455544 .