게시 및 게시 날짜 : 2013/10/25

좁은 간격으로 바카라 주소 구성 요소를 장착하기 위해 기술을 사용하여 고성능 개재를 개발했습니다

-전력 소비가 매우 낮은 바카라 주소 회로에 사용할 수있는 전력 공급 회로 특성

포인트

  • 01 mm의 좁은 간격에서 바카라 주소 구성 요소의 고밀도 장착과 함께 중재에 통합
  • 실리콘 인터페이스와 동일한 수준에서 저전력 임피던스를 달성하고 저렴하고 신뢰할 수 있습니다
  • 스마트 폰과 같은 바카라 주소 정보 장치의 추가 소형화, 더 낮은 전력 소비 및 더 높은 기능에 기여합니다

요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 책임자 Kanamaru Masataka] Aoyagi Masahiro 부국장 및 3D 통합 시스템 그룹의 책임자 인 Kikuchi Katsuya 최고 연구원 인 Kikuchi Katsuya, Arena Co, Ltd [대통령 및 Ceo Takayama Shinya] (이하 "Arena")와 협력합니다좁은 간격 부품 장착 기술내장 부품이있는 보드(내장 부품Interposer)

전원 공급 장치 전압을 낮추려면 바카라 주소 회로의 전력 소비를 줄입니다LSI상단에 생성 된 고주파전원 공급 장치 소음오작동을 일으킬 가능성이 높아집니다 이를 해결하려면 전원 공급 장치 회로를 사용하십시오분리 커패시터Power Network임피던스넓은 주파수 대역에서 낮은 값으로 그러나 기존의 개재는 고주파 대역까지 낮은 임피던스를 달성 할 수 없으며 다른 방법으로도 제조 비용 및 제품 신뢰성 측면에서 어려움이 있습니다

전원 공급 장치 네트워크의 임피던스를 줄이기 위해, 우리는 기술을 사용하여 01 mm의 좁은 간격으로 바카라 주소 구성 요소를 장착하고 있습니다커패시터이전보다 높은 밀도로 장착했습니다 이 중재는 전원 공급 장치 네트워크의 임피던스를 고주파 대역까지 줄이고 저전력 소비 및 고 기능성 바카라 주소 회로의 실현에 기여할 것으로 예상됩니다

이 기술의 개요는 2013 년 10 월 31 일부터 11 월 1 일까지 이바라키 주 쓰쿠바시에서 개최 될 바카라 주소 Open Lab에 있으며, 2013 년 12 월 12 일부터 14 일까지 Nara City에서 개최 될 국제 회의 "2013 IEEE고급 포장 및 시스템 심포지엄의 전기 설계"에 발표됩니다

이번에 개발 된 중재 및 전원 공급 장치 네트워크의 임피던스 및 신호 전송 특성의 그림
이번에 개발 된 내장 부품이있는 그림 (왼쪽) 개재
(오른쪽) 전원 공급 장치 네트워크의 임피던스 및 신호 전송 특성


개발의 사회적 배경

정보 네트워크 사회를 실현하려면 모바일 정보 장치와 같은 바카라 주소 장치의 성능을 향상시키는 것이 필수적입니다 지금까지 바카라 주소 장치에 사용되는 LSI는 가장 작은 구조 장치 트랜지스터를 소형화하여 고성능 및 통합에서 개선되었습니다 그러나 차세대 및 이후 트랜지스터 기술에서는 작은 크기로 인해 요소 간 특성의 변화에 대한 문제가 명백 해지고 제품 수율이 크게 줄어들 겠다는 우려가 있습니다 따라서 트랜지스터의 소형화보다는 전체 바카라 주소 장치의 처리 성능을 향상 시키고이 문제를 충족시키는 기술로3 차원 LSI 스태킹 통합 기술관심을 끌고 있습니다

또한 바카라 주소 장치는 의료 기기, 자동차, 로봇, 산업용 장치, 정보 및 통신 장비 및 정보 가전 제품을 포함한 광범위한 산업에서 사용되며, 총 에너지 소비의 비율이 해마다 증가하고 있습니다 따라서 에너지를 절약하려는 노력이 우선 순위가 높아졌습니다 바카라 주소 회로의 전력 소비를 줄이려면 전원 공급 장치 전압을 낮추어야하지만 전원 공급 장치 노이즈 용량도 줄어 듭니다 따라서 고성능 대역에 대한 초 충전제를 줄임으로써 전원 공급 장치의 생성을 줄임으로써 전원 공급 장치의 생성을 줄임으로써 전원 공급 장치 네트워크의 생성을 줄일 수있는 고성능 중재에 대한 수요가 있습니다

연구 이력

바카라 주소는 현재 3 차원 LSI 스태킹 통합 기술에 대한 연구 개발을 수행하고 있으며 초고속 변속기 및 초 고밀도 장착을 달성하는 LSI 연결 개입을 개발하고 있습니다 또한 2007 회계 연도 이후 회사는 일본 고급 에너지 및 산업 기술 연구소의 IT 혁신 프로그램 "새로운 기능적 3 차원 구조 통합 회로 (Dream Chip)의 기술 개발"에 따라 전자 포장 분야에서 연구 및 개발을 수행하고 있습니다 또한, 우리는 높은 정확도로 전원 공급 장치 네트워크를 측정하고 평가할 수있는 초고대 밴드의 초 저장된 임피던스 전자 회로 평가 시스템을 개발하고 있습니다 (Aisotech Press 발표 2010 년 5 월 25 일)

이 경기장은 01mm의 좁은 간격으로 바카라 주소 구성 요소를 장착하는 기술을 가지고 있지만,이 기술을 늘리면 내장 부품이있는 보드에 적용했으며, 기존 부품을 사용하여 기존의 보드보다 훨씬 나은 고밀도, 고성능 장착 모듈을 제조하기 위해 기술 개발을 위해 노력해 왔습니다

이번에는 우리는 두 가지 기술을 결합하여이를 내장 구성 요소와 고성능 중재의 개발에 통합했습니다

이 연구 개발은 경제부의 중소 기업 기관의 2011 년 전략적 기본 기술 고급 지원 프로젝트 (2011 년 제 3 차 보충 예산 프로젝트)의 지원으로 수행되었습니다

연구 컨텐츠

낮은 전력 소비로 고속으로 작동하는 LSI를 구현하는 중재는 고주파 밴드에 대한 매우 낮은 임피던스를 만들고 전원 공급 장치 노이즈의 생성을 억제 할 수있는 내장 디퍼 커플 링 커패시터를 포함하여 전력 네트워크의 기능을 늘리려면 필요합니다 전력 네트워크 임피던스는 공급 전압 및 공급 전류, 최대리플 전압의 허용 값으로 설정해야하지만, 3 차원 적층 통합 LSI의 경우, 10GBP 이상의 고속 신호 전송을 수용하기 위해 3 차원 적층 LSI의 경우, 10GBPS 이상의 고속 신호 전송을 수용하기 위해서는 전원 공급 장치 네트워크를 포함하여 전원 공급 장치 네트워크를 포함하여 전원 공급 장치 네트워크를 포함하여 전원 공급 장치의 임피던스를 01 Ω 또는 DC에서 0을 덜 설정해야합니다 GHZ 이상 이러한 저임금을 달성하려면, 인터페이스에서 이전보다 더 높은 밀도로 커패시터를 구현해야합니다

이번에는 인터페이스의 내부 층에 01 mm 간격으로 경기장의 좁은 스페이스 구성 요소 장착 기술을 적용했습니다0402 크기커패시터 (그림 1)

좁은 스페이스 부품 장착 기술을 사용하여 내장 부품이있는 Interposer의 그림
그림 1 좁은 스페이스 부품 장착 기술을 사용하여 내장 부품이있는 개재

전원 공급 장치 네트워크에 대한 임피던스를 줄이는 기술로 내장 구성 요소와의 개입 업체 외에도통합 박막 커패시터를 기준으로 실리콘 중재가 있습니다 실리콘 개재물은 실리콘 웨이퍼를베이스 및 LSI 제조 공정으로 사용하여 만들어지고, 박막 커패시터는 내부 층으로 형성된다 (도 2 좌측 B) 장치와 커패시터 사이의 거리는 일반 개재체의 거리는 더 짧기 때문에 전원 공급 장치 네트워크의 임피던스는 낮은 수준으로 감소 될 수 있습니다 그러나 실리콘 개재는 LSI 제조 공정을 사용하기 때문에 제조 비용은 매우 높으며, 커패시터의 커패시턴스를 증가시키기 위해서는 유전체가 매우 얇아져 단열 결함의 발생을 억제하기가 어렵다

전력 공급 장치 네트워크 임피던스의 간단한 다이어그램 및 실리콘 개재 및 주파수 의존성
그림 2 (왼쪽) 내장 구성 요소와 (오른쪽) 전원 공급 장치의 임피던스의 주파수 종속성을 갖춘 내부 및 실리콘 인터 오피서의 개략도 및 실리콘 개략도

바카라 주소가 소유 한 평가 시스템을 사용하여, 이번에 개발 된 내장 부품 및 실리콘 개재체를 갖는 개재물을 위해 0Hz에서 10GHz까지의 광범위한 주파수 대역에 걸친 전원 공급 장치 네트워크의 임피던스를 측정했습니다 그림 2의 오른쪽에 표시된 바와 같이, 이번에 개발 된 내장 부품의 중재는 실리콘 인터 오페어와 마찬가지로 임피던스 전원 공급 장치 네트워크가 상당히 낮아지며 제조 비용 및 제품 신뢰성의 관점에서 실리콘 개재와 충분히 경쟁하는 것으로 생각됩니다

위의 내용을 기반으로, 바카라 주소 장치에서 좁은 간격 부품 장착 기술을 사용하여 내장 부품과의 중재를 사용하여 장비 자체의 전력 절약 및 자원 절약은 장착 배선 단축, 부품 수 감소 및 회로 단순화와 같은 효과를 개선함으로써 촉진 될 수 있습니다 또한, 스마트 폰 및 기타 장치의 출현으로 명백해진 휴대용 바카라 주소 장치의 배터리 수명이 부족하여 에너지 절약을 통해 개선이 예상 될 수 있습니다 내장 부품으로 개입기가 확산되면 바카라 주소 장치의 높은 기능성과 소형화를 촉진 할 수 있으며, 이는 고 유비쿼터스 정보 사회의 실현에 크게 기여하는 것으로 생각됩니다

미래 계획

앞으로, 우리는 모바일 장치 제조업체 및 고성능 반도체 제조업체와 같은 다운 스트림 회사와 협력하고, 고밀도를 사용하여 프로토 타입 기계를 개발하고, 내장 된 개입기를 내장하고, 실제 애플리케이션 기술 개발을 촉진 할 계획입니다



터미널 설명

◆ 좁은 간격 부품 장착 기술
회로 보드에 바카라 주소 부품을 장착 할 때 최대 약 01mm의 좁은 간격으로 표면 장착 커패시터와 같은 바카라 주소 구성 요소를 장착하는 기술[참조로 돌아 가기]
◆ 부품 내장 보드
활성 구성 요소 (LSIS 등) 및 수동 구성 요소 (커패시터, 저항 등)가 보드 내에 내장되어 장착 밀도를 향상시킵니다[참조로 돌아 가기]
◆ Interposer
패키지, 회로 보드 등에 바카라 주소 장치를 설치할 때 배선 치수를 변환하는 데 사용되는 얇은 배선 구조, 장치와 패키지 및 장치 및 회로 보드 사이에 배치하여 배선을 설치할 때 사용됩니다 일반적으로 초고속 LSI 칩을 장착하는 데 사용되며 초고속 신호 전송 라인과 전원 공급 장치를위한 전원 공급 장치 네트워크가 있습니다 현재, 유기 수지와 실리콘 웨이퍼로 구성된 실리콘 개입제로 구성된 유기 개입제에 대한 연구가 수행되고있다[참조로 돌아 가기]
◆ LSI
대규모 통합 회로대규모 통합 회로에 대한 약어 바카라 주소 회로는 트랜지스터 및 다이오드와 같은 바카라 주소 요소를 대규모로 스위칭 작업을 허용하는 반도체 요소 인 바카라 주소 요소를 통합하여 구성됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전원 공급 장치 소음
많은 트랜지스터가 고속으로 동시에 전환 할 때 발생하는 갑작스런 전류 변화로 인해 전원 공급 장치 전압이 즉시 감소하여 전원 공급 장치 네트워크를 통해 트랜지스터 자체에 전원 공급 장치 노이즈가 발생합니다 이로 인해 트랜지스터가 불안정하게 작동하고 신호 배선에서 노이즈가 생성됩니다 특히 전력 소비가 적은 회로에서 전원 공급 장치 전압은 매우 작으므로 전원 공급 장치 노이즈의 허용 용량이 줄어들 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 커플 링 커패시터, 커패시터
커패시터는 커패시턴스를 통해 충전 (전기 에너지)을 저장하고 방출하는 수동 요소입니다
디커플링 커패시터는 바카라 주소 장치가 작동 할 때 발생하는 DC 전원 공급 장치 전압의 변동을 줄이기 위해 전원 공급 장치 배선과 바카라 주소 회로의 접지 배선 사이에 연결된 커패시터입니다 이를 통해 장치에서 전원 공급 장치 네트워크를 통해 스위칭 노이즈를 충분히 억제하여 장치를 안정적으로 만들고 신호 배선에서 생성 된 고주파 노이즈가 크게 줄어들고 고속 신호 전송 특성이 향상 될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전원 공급 장치 네트워크
바카라 주소 회로의 전원 공급 장치를위한 전기 회로 네트워크 이는 LSI 패키지를 통해 인쇄 회로 보드에서 LSI 칩의 여러 트랜지스터에 전원을 공급하며 바카라 주소 회로가 작동합니다[참조로 돌아 가기]
임피던스
고주파수 범위에서 전기 신호를 전송할 때 전기 신호가 전송되는 선으로 표시되는 고유 AC 저항 이 값이 라인과 회로 사이에 일치하지 않으면 고속 신호를 전송할 수 없습니다 일반적으로 바카라 주소 장치의 신호 라인 및 측정 장치는 고속 신호 전송을 위해 50 Ω의 임피던스로 설계되었지만 바카라 주소 회로의 전원 공급 장치 네트워크는 고가의 노이즈의 전송을 억제하기 위해 몇 가지 미만의 낮은 임피던스를 갖도록 설계되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 3 차원 LSI 스태킹 통합 기술
LSI 칩의 실리콘 기판 내부에서 뒤에서 앞쪽으로 침투하는 미세 실리콘 침투 전극Through-Silicon-Via: TSV)를 형성하여 3 차원 적으로 많은 LSI 칩을 쌓고 통합하는 장착 기술 트랜지스터의 소형화없이 바카라 주소 장치의 작동 속도를 전체적으로 향상시킬 수 있기 때문에 최근 관심을 끌었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Ripple 전압
DC 전압에 중첩 된 AC 구성 요소, 특정 전압에 배치되는 작은 잔물결과 유사 전압 DC 전원 공급 장치의 전압은 이상적으로 일정하지만 실제로는 전압의 약간의 변동이 중첩됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 0402 크기
04 mm x 02 mm의 작은 바카라 주소 구성 요소 크기 1608 (16 mm x 08 mm), 크기 1005 (10 mm x 05 mm), 크기 0603 (06 mm x 03 mm)을 포함하여 커패시터 및 저항과 같은 매우 작은 바카라 주소 구성 요소의 크기에 대한 표준입니다[참조로 돌아 가기]
◆ Thin-Film 커패시터 내장 방법
중재 내부의 다층 배선 구조 내에 높은 유전체 상수를 갖는 유전체 박막 재료를 사용하여 박막 커패시터를 생성하여 커패시터가 내부에 내장 된 방법 중재에 LSI를 장착 할 때, LSI와 커패시터 사이의 거리는 LSI의 반대쪽에 표면 장착 된 중재인의 거리는 더 짧으므로 전원 공급 장치 네트워크의 임피던스를 줄일 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

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