بازرسی اشعه ایکس از ماژول‌های نوری در عصر هوش مصنوعی: چالش‌های عملکرد و اجرای بازرسی اولیه

ما به ندرت می‌توانیم قدرت محاسباتی را به شکل ملموس آن ببینیم.

این پشت هر پاسخ سیستمی در کسری از ثانیه، هر تصویر تولید شده توسط هوش مصنوعی و هر پاسخ تعاملی هوشمند نهفته است.

هوش مصنوعی نیازمندی‌های بسته‌بندی را تغییر شکل می‌دهد

• پهنای باند بالاتر
• مصرف برق کاهش یافته است
• تأخیر کمتر
• بهره وری ارتباطات بهبود یافته است
• تراکم ادغام بالا

-نمودار شماتیک بسته بندی CoWoS-

ماژول های نوری چه چالش های ساختاری برای بازرسی اشعه ایکس ایجاد می کنند؟

ماژول های نوری ذاتا وظیفه تبدیل سیگنال نوری و انتقال داده با سرعت بالا را دارند. در سرورهای هوش مصنوعی و مراکز داده مستقر شده‌اند، GPUها، تراشه‌های سوئیچینگ و شبکه‌های پرسرعت را به هم متصل می‌کنند و به عنوان یک پیوند محوری بر جریان کارآمد داده در کل سیستم‌های محاسباتی عمل می‌کنند.

- طرح کلی شماتیک اجزای ماژول نوری -

اگرچه به عنوان یک جزء فلزی استاندارد از نمای بیرونی ظاهر می شود، ماژول های نوری مجموعه های داخلی پیچیده ای از جمله دستگاه های نوری، آی سی های درایور، بسترها، اتصالات لحیم کاری، ساختارهای حرارتی و اتصالات پیچیده را در طول تولید یکپارچه می کنند. با توجه به روند سرعت انتقال بالاتر و کوچک سازی، همه این اجزا در فضای داخلی محدود فشرده می شوند و پیچیدگی بازرسی را به طور قابل توجهی افزایش می دهند.

در نتیجه، بازرسی بصری خارجی به تنهایی نمی تواند کیفیت داخلی محصول را تایید کند. اشعه ایکس راه حل اولیه آزمایش غیر مخرب برای شناسایی عیوب پنهان مانند لحیم کاری معیوب، اتصالات داخلی معیوب، ناهماهنگی مونتاژ، حفره ها، آلاینده های خارجی و عیوب پنهان شده در ساختارهای همپوشانی باقی می ماند.

-تصویر اشعه ایکس از ماژول نوری برای مشاهده اتصالات داخلی، اتصالات لحیم کاری، موقعیت های مونتاژ و عیوب پنهان-

یک ماژول نوری چندین ماده متفاوت از جمله محفظه های فلزی، زیرلایه ها، برآمدگی های لحیم کاری، تراشه های نیمه هادی و اجزای اتلاف حرارت را در خود جای داده است. ضرایب جذب پرتو ایکس متمایز در مناطق مختلف اغلب منجر به تصویربرداری ناهموار می شود: بخش های ضخیم بیش از حد تاریک و بخش های نازک بیش از حد روشن. بنابراین حفظ تعریف ساختاری برای مناطق با چگالی بالا در حالی که جزئیات لحیم کاری ظریف در مناطق با کنتراست کم در یک قاب را ثبت می‌کند، از نظر فنی چالش برانگیز است.

علاوه بر این، اشعه ایکس معمولی یک طرح ریزی دو بعدی از معماری های داخلی سه بعدی ایجاد می کند. برای ماژول‌های نوری که دارای لایه‌های انباشته فراوان هستند، اجزای همپوشانی، مواد متنوع و اتصالات چندلایه معمولاً نقص‌های جزئی را در برابر ویژگی‌های پس‌زمینه پیچیده پنهان می‌کنند. به طور خلاصه، اشعه ایکس می تواند به فضای داخلی نفوذ کند، اما همیشه نمی تواند عیوب ظریف را به طور مشخص نشان دهد.

اثر چند برابری بر بازده تولید و مهاجرت بازرسی جلویی

   در عصر بسته بندی مرسوم، آزمایش نهایی عمدتاً پس از تکمیل بسته بندی کامل به عنوان دروازه بانی کیفیت عمل می کرد. برخلاف الگوهای بسته بندی پیشرفته، بزرگترین خطر دیگر در بازرسی ناکارآمد نیست، بلکه در شناسایی تاخیری نقص است.

- سیستم بازرسی اشعه ایکس UniXray AX9100 برای آزمایش غیر مخرب ساختارهای داخلی و عیوب ریز داخل ماژول های نوری و سایر قطعات الکترونیکی-

لغزش ظاهراً متوسط ​​4% در بازده تک قالبی به طور تصاعدی در معماری های چند قالبی تقویت می شود. این واقعیت سخت بسته‌بندی پیشرفته است: برای محصولات با ارزش از جمله پردازنده‌های گرافیکی، HBM و ماژول‌های نوری پرسرعت، هر قالب معیوبی که وارد بسته‌بندی پایین‌دستی می‌شود، ضرری بسیار بیشتر از هزینه خود قالب را متحمل می‌شود. زباله های اضافی از بسترهای بسته بندی مصرفی، فرآیندهای اتصال، نصب قطعات، نیروی کار بازرسی و منابع کامل خط تولید به دست می آید.

مهمتر از آن، بیشتر عیوب که تنها پس از بسته بندی نهایی آشکار می شوند، کمترین فضایی را برای اصلاح کم هزینه باقی می گذارند. بنابراین، گردش کار مرسوم «بسته اول، آزمایش بعد» در حال تغییر است و بازرسی را از تأیید نتیجه نهایی به رهگیری ریسک بالادست تغییر می دهد. به زبان ساده:

هرچه هزینه بسته بندی پیشرفته بیشتر باشد، بازرسی فقط در مرحله نهایی کمتر می شود.

بازرسی Frontloaded بیش از یک تنظیم بی اهمیت برای جریان فرآیند است. در میان فشارهای فزاینده بازده در بسته‌بندی‌های پیشرفته، به یک واکنش اجتناب‌ناپذیر صنعت تبدیل شده است.

برای تولید سطح بالا، اولویت‌های اصلی فراتر از خروجی محصول نهایی تا شناسایی زودهنگام خطرات تولید پنهان است.