Advertentie
Een van de uitdagingen in de stacking oftewel stapelen van halfgeleiderchips is niet alleen de hoogst mogelijke dichtheid in de contactpunten en de precisie waarmee deze op elkaar geplaatst moeten worden, maar ook de thermischeproblemen die veroorzaakt wordt door de soldeerverbinding. Op dit moment wordt hybride bonding toegepast, waarbij de chips voorzien zijn van TSV's en op elkaar geplaatst worden.
De naam "hybride" is afgeleid van het feit dat er enerzijds een diëlektrische-diëlektrische verbinding is en anderzijds een directe koper-koperverbinding. Het diëlektrische contactoppervlak mag alleen bij elkaar worden gehouden door "van der Waals"-krachten, dat zijn de interacties tussen atomen of moleculen. Voor de koperverbindingen tussen de twee chips worden zowel druk als een bepaalde hoeveelheid warmte toegepast (thermocompressieproces). Dit zijn extra stappen die tijd kosten en ook spanning op het materiaal uitoefenen.
Een bekende toepasssing van hybrid bonding is AMD met zijn 3D-V cache-technologie. Voor andere methoden van chipverbindingen wordt een klassieke soldeerverbinding gebruikt.
Onderzoekers van het Research Institute of Science in Tokio hebben hun onderzoeksresultaten gepresenteerd op de 75e IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC). Het doel van het onderzoek is om de zogenaamde Bbcube (Bumpless Build Cube) te ontwikkelen. Dit is een nieuw type gestapeld DRAM. Naast de hogere bandbreedte en efficiëntie in vergelijking met HBM, is vooral het productieproces opvallend.
In plaats van hybride verlijming of een thermocompressieproces, beweren de onderzoekers een lijm te hebben ontwikkeld met de naam DPAS300, waarvoor geen hechtmiddel nodig is. In plaats van tot 20 minuten druk uit te oefenen op de te lijmen chips, zou de lijm in staat moeten zijn om binnen enkele milliseconden een stabiele verbinding tot stand te brengen. Er is helemaal geen verwarming nodig.
Of en in welke vorm de DPAS300-lijm een rol zal spelen bij het stapelen van chips in de toekomst, zal afhangen van de mate waarin de bedrijven die de verpakking op zich nemen, deze in hun productieproces kunnen integreren.