«Фестиваль инноваций» форума «Микроэлектроника 2016»

В форуме «Микроэлектроника 2016» приняли участие разработчики ЭКБ и аппаратуры, представители мировых вендоров средств автоматического проектирования, а также потребители микроэлектронной продукции для космического и авиационного приборостроения, представители автомобильных концернов.

В общей сложности «Микроэлектроника 2016» собрала более 300 специалистов радиоэлектронной отрасли, ведущих учёных РАН и вузов, представивших 123 предприятия и образовательных учреждения из 33 городов и регионов России, а также Республики Беларусь, Республики Армения, Китайской Народной Республики.

Организаторами Форума в этом году выступили АО «НИИМА «Прогресс» и НП «ГЛОНАСС». Поддержку оказали Минпромторг России, корпорация «Ростех», НИУ МИЭТ, Инновационный центр «Сколково», АО «ЗНТЦ».

Для более интенсивной работы и взаимодействия узкопрофильных специалистов работало 8 секций, на которых было представлено чуть менее 200 докладов по приоритетным технологическим направлениям в микроэлектронике, перспективам развития рынка навигационно­связных СБИС и СВЧ­модулей, информационно­управляющим системам на основе компонентов микро­ и наноэлектроники, что способствовало не только обмену опытом, но и позволило найти точки пересечения проектов для организации более эффективного сотрудничества.

Нововведением Форума этого года стал «Фестиваль инноваций» – конкурс инновационных проектов стартапов, исследовательских центров и новых разработок предприятий радиоэлектронной промышленности. Конкурсу оказали поддержку совместный профориентационный проект «Работай в России!» Союза машиностроителей России и АО «Российская электроника», а также НП «ГЛОНАСС», АО «Зеленоградский нанотехнологический центр».

Более 50 проектов малых и средних инновационных компаний, стартапов, вузов и НИИ, а также группы разработчиков предприятий микроэлектроники и смежных отраслей экономики представили свои проекты на конкурсный отбор «Фестиваля инноваций».

Таким образом, на форум «Микро­электроника 2016» приехали не только опытные учёные и разработчики с огромным опытом и знаниями, но и молодые инноваторы. Они привезли передовые идеи, проекты и готовые микроэлектронные устройства, способные изменить не только российскую, но и мировую промышленность.

Ключевыми треками конкурса стали:

Уникальность «Фестиваля инноваций» состоит не только в том, что конкурс способствует организации диалога между специалистами разных направлений и поколений микро­электронной отрасли, но и в том, что он помогает формировать межотраслевые и внутриотраслевые связи. Конкурс позволил проследить последние тенденции использования микроэлектронных разработок и конечных продуктов в смежных отраслях, выделить наиболее интересные проекты, направленные на развитие отрасли.

В жюри «Фестиваля инноваций» вошли представители Инновационного центра «Сколково», Национального исследовательского университета «Московский институт электронной техники», Московского технологического университета, компании Synopsys, АО «Зеленоградский нанотехнологический центр», Некоммерческого парт­нёрства «ГЛОНАСС», Центра развития социальных инноваций «Технологии возможностей».

Лучшими были названы шесть проектов, среди которых:

Финалисты конкурса «Фестиваль инноваций» были приглашены в создаваемый в настоящее время Корпоративный акселератор АО «Российская электроника» для очного представления проектов, минуя первичный отбор. Кроме того, не только финалисты, но и другие интересные проекты участников конкурса поступили в pipe­line инвестиционного департамента Зеленоградского нанотехнологического центра.

В рамках конкурса была также учреждена специальная номинация Центра развития социальных инноваций «Технологии возможностей», призванная определить лучшие проекты, направленные на решение проблем инвалидов с помощью передовых технологий в области микроэлектроники. Первое место, статус резидента программы «Технологии возможностей» и стипендия в размере 100 000 руб. были присуждены проекту «Спутник». Второе место занял проект «Белая чайка – очки пространственного ориентирования для людей с ограничениями зрения, получивший стипендию в размере 20 000 руб. Дипломы были переданы победителям через организаторов Форума.

Первое место на «Фестивале инноваций» было отдано совместной разработке ООО «Научно­производственный центр «ПлатЭКС» (г. Зеленоград) и НИУ МИЭТ. Денис Вертянов, руководитель компании, представил технологию группового корпусирования кристаллов на основе гибко­пластичных полимеров и способ изготовления микросборок по технологии внутреннего монтажа кристаллов в кремниевую подложку.

Данная технология решает ряд конструктивно­технологических проб­лем, которые в первую очередь связаны с разваркой выводов кристаллов микросхем в процессе корпусирования. К таким проблемам относят следующие наиболее известные дефекты: трещины в местах соединения проволоки с контактными площадками кристаллов, образование пустот и обрывов, замыкание проволочных выводов и наводки и другие. Традиционные технологии корпусирования сегодня уже не могут удовлетворить как технологическим, так и экономическим требованиям, предъявляемым к современным изделиям микро­электроники.

Для решения упомянутых проблем было разработано несколько вариантов изготовления высокоплотных микро­ и радиоэлектронных модулей без использования процессов разварки. Технология внутреннего монтажа кристаллов в кремнии, представленная компанией «ПлатЭКС», является перспективной и предназначена как для реализации технологий группового планарного корпусирования кристаллов на гибко­пластичных основаниях, так и для создания многокристальных модулей и микросборок, в том числе модулей памяти, GPS/ГЛОНАСС­приёмников, вычислительных модулей.

Основными отличиями от традиционных технологий являются изменения последовательности операций сборки и монтажа, расположение кристалла внутри конструктивного основания и создание электрических соединений между контактными площадками кристаллов и контактными площадками основания без использования процессов разварки выводов кристаллов. Сначала кристаллы устанавливаются в основание и защищаются кремнийорганическим компаундом, затем с активной стороны элементов происходит формирование слоёв основания из гибко­пластичного полимера.

Производственный процесс, построеный на основе типовых технологических операций, начинается с формирования технологической маски из металла на кремниевой пластине для последующего глубокого плазмохимического травления (см. рис. 1).

После глубокого травления в сквозные отверстия кремниевой пластины на липкую ленту с определённым усилием устанавливаются бескорпусные кристаллы активной стороной вниз и защищаются с обратной стороны кремнийорганическим компаундом (см. рис. 2).

Зазор между краями отверстий кремниевой пластины и краями кристаллов составляет около 5–10 мкм (в зависимости от точности резки пластины и топологических норм на кристалле). Отверстия, сформированные с такой точностью, позволяют размещать в кремнии кристаллы без использования дорогостоящего установщика кристаллов. Далее формируется диэлектрический слой из гибко­пластичного полимера, в котором плазмохимическим способом травятся отверстия до контактных площадок кристаллов. Монтаж или электрическое соединение с контактными площадками кристаллов осуществляется без пайки и сварки методом вакуумного напыления структуры металлов. При необходимости после вакуумного напыления осуществляется электрохимическое осаждение металлов. Затем методом фотолитографии создаётся первый слой коммутации (см. рис. 3).

Далее формируется второй слой диэлектрика и второй слой коммутации (см. рис. 4) по аналогии с предыдущими операциями.

На выходных площадках модулей, покрытых слоем никеля, формируются столбиковые выводы из припоя. После чего происходит разделение мультизаготовки на отдельные модули традиционными способами микроэлектроники (см. рис. 5).

В технологической зоне кремниевой мультизаготовки предусмотрены необходимые тестовые структуры для оперативного и достоверного контроля параметров в процессе изготовления модулей (электрических параметров, качества выполнения технологических операций, надёжности).

Кроме 3D­многокристальных модулей технология позволяет осуществлять также групповое планарное корпусирование кристаллов (см. рис. 6).

Технология внутреннего монтажа кристаллов в кремнии крайне актуальна и находится в русле основных мировых тенденций развития современной электроники, в числе которых микроминиатюризация, электромагнитная помехоустойчивость, повышение быстродействия за счёт сокращения проводных межсоединений, создание сложно­функциональных гибридных микросборок, решение проблем неремонтопригодности, увеличение функциональной сложности и уменьшение себестоимости при массовом выпуске продукции.

Подобная технология востребована прежде всего для продукции космического приборостроения и авиационной промышленности, где массо­габаритные характеристики являются критичными. Технология обеспечивает существенно меньшие размеры модулей систем управления за счёт более плотной компоновки кристаллов внутри гибридной микросборки. Возможно достижение снижения размеров микросхемы и/или микросборки в 8–11 раз.

Основными преимуществами описанной технологии являются:

АО «Зеленоградский нанотехнологический центр», выступивший партнёром «Фестиваля инноваций», выразил готовность дальнейшего финансирования проекта «ПлатЭКС». В дальнейшем будет обсуждаться возможность интеграции этого метода в процесс производства высокоплотных много­кристальных модулей по технологии 3D­интеграции, реализуемый АО «ЗНТЦ» в настоящее время.