

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
- ↑ 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 .
- 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 .
- ↑ 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 .
- ↑ 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 .
- ↑ 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 .
- ↑ 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 .
- ↑ 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 .
- ↑ 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 .
- ↑ 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 .
- Embalaje (microfabricación)