Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/NEC/A19890329Elc013.shtml

Многокристальный корпус производства фирмы NEC

Токио. Последним по времени побочным результатом японской национальной программы по исследованиям и разработкам в области суперкомпьютеров стало создание высококачественного многокристального корпуса, в который могут быть собраны арсенид-галлиевая и 47 биполярных кремниевых ИС. Среди технологических новинок, реализованных в данном изделии, можно назвать: возможность формирования межкристальных соединений шириной 10 или даже 5 мкм; использование некерамической, а сапфировой подложки, на которой размещено большое число слоев межсоединений, отделенных друг от друга слоями полиимида, а также применение для охлаждения схем жидких фторуглеродистых соединений. В результате удалось создать корпус, характеризующийся максимальным временем задержки при распространении сигнала 6,5 пс/мм.

Корпус разработан инженерами отделения Computer Engineering фирмы NEC Corp., расположенного в Футю (Токио, Япония). Скорее всего он не будет использоваться в следующем поколении японских суперкомпьютеров1{Электроника, 1988, №5, с.28}. По крайней мере на некоторое время этот корпус будет отправлен в технологические запасники в основном из-за того, что основной исполнитель суперкомпьютерной программы — фирма Fujitsu Ltd.— остановила выбор на собственной архитектуре, основанной на транзисторах с высокой подвижностью электронов, обычных кремниевых и некоторых арсенид-галлиевых ИС. Корпус разработки фирмы NEC предназначался для другой архитектуры, ориентированной в основном на арсенид галлия, что должно было обеспечить высокое быстродействие.

Тем не менее инженерам фирмы NEC удалось расширить возможности многокристальной сборки. Так, достигнутая ширина металлических дорожек, равная 10 мкм, уже может сравниться с шириной межсоединений на кристаллах ИС. Производит большое впечатление также возможность сборки 68 кристаллов на подложке размером 100*100 мм. Согласно заявлению инженеров фирмы NEC, достигнутая в опытном образце корпуса плотность упаковки не является предельной.

Используемые для реализации логических функций 47 кремниевых БИС монтируются в корпус с помощью автоматической сборки на ленту-носитель и термокомпрессионной сварки. В число 21 арсенид-галлиевой ИС входят 16 ЗУ и пять логических ИС. При сборке опытного образца не удалось достать кристаллы арсенид-галлиевых ИС, подходящие для монтажа, и вместо них были использованы арсенид-галлиевые кристаллы, собранные в безвыводные носители. Последние монтировались путем пайки припоем индий-свинец.

Для того чтобы обеспечить 10-мкм ширину металлических соединительных дорожек, корпус изготовлен на основе сапфировой пластины, а не керамической подложки. Это связано с тем, что керамические подложки обычно имеют неровности поверхности порядка 20 мкм, что не позволяет делать проводники шириной менее 20 мкм. Гладкость сапфира существенно лучше, так что на нем можно создавать дорожки шириной 10 и даже 5 мкм. Рассматривалась возможность использования подложек из кремния, но от них пришлось отказаться, так как их прочность была бы недостаточной и создание на них многослойной системы соединений привело бы к короблению таких подложек.

Тем не менее сапфировая подложка монтируется на подложку из керамики. Такое решение принято в целях получения механически прочного корпуса. Соединение между верхними плоскостями сапфировой пластины и керамической подложки обеспечивается с помощью золотых проводников. Входные/выходные контактные площадки создаются на нижней поверхности керамической подложки.

Суммарная мощность, рассеиваемая опытным образцом нового корпуса, достигает 150 Вт. Для охлаждения такого прибора нужна новая, более совершенная техника. Требуемый результат достигается путем погружения его в жидкие фторуглеродистые соединения. Инженеры фирмы NEC говорят, что при рассеивании мощности 150 Вт может поддерживаться рабочая температура 80°С (если скорость протекания охлаждающей жидкости превосходит 20 мм/с). Во время проведения экспериментов эта скорость лежала в диапазоне от 20 до 100 мм/с. Инженеры фирмы NEC выражают уверенность в том, что корпус можно будет использовать при уровне рассеиваемой мощности до 200 Вт.

Площадка размером 100*100 мм, служащая для монтажа ИС и размещения межсоединений, имеет семь проводящих слоев (в том числе два слоя разводки сигналов) (см. рисунок). Проводящие слои разделены слоями полиимида толщиной 20 мкм. Шины, по которым передаются сигналы, имеют ширину 25 мкм и расположены с шагом 60 мкм. Минимальная площадь сквозных соединений между слоями равна 40 мкм2.

Фирма NEC собирает кристаллы в многокристальный корпус, созданный на основе сапфировой подложки, смонтированной на керамическую подложку и соединенной
Фирма NEC собирает кристаллы в многокристальный корпус, созданный на основе сапфировой подложки, смонтированной на керамическую подложку и соединенной с ней золотыми проводниками.

Программа по разработкам суперкомпьютеров финансируется управлением прикладных научных и технологических исследований министерства внешней торговли и промышленности Японии. Выполнение программы началось в 1981г. и будет продолжаться до конца марта 1990г. [No.17, p.52H].

Чарлз Л. Коэн

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 61, No.23 (802), 1988г - пер. с англ. М.: Мир, 1988, стр.23

Electronics Vol.61 No.17 November, 1988 VNU Business Publication Inc.

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Сборка





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/NEC/A19890329Elc013.shtml