সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রযুক্তির বিবর্তনে, সিস্টেমের কর্মক্ষমতা, আকার এবং বিদ্যুৎ খরচ নির্ধারণে ভার্টিকাল ইন্টারকানেক্টগুলো সবসময়ই একটি মূল নিয়ামক হিসেবে কাজ করেছে। প্রাথমিক ওয়্যার বন্ডিং এবং ফ্লিপ-চিপ কৌশল থেকে শুরু করে থ্রিডি স্ট্যাকড আইসি-র আবির্ভাব পর্যন্ত, শিল্পটি সর্বদাই উচ্চতর ঘনত্ব এবং সংক্ষিপ্ততর ইন্টারকানেক্ট সমাধানের সন্ধান করে আসছে।
এই প্রেক্ষাপটে, TSV (থ্রু সিলিকন ভায়া) এবং TGV (থ্রু গ্লাস ভায়া) দুটি প্রধান উল্লম্ব আন্তঃসংযোগ প্রযুক্তি হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। উপাদান ব্যবস্থা, উৎপাদন প্রক্রিয়া, কার্যক্ষমতার বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রে এদের মধ্যে পার্থক্য রয়েছে, যা পরবর্তী প্রজন্মের প্যাকেজিং উন্নয়নে একটি গুরুত্বপূর্ণ মোড় নির্দেশ করে।
১. টিএসভি: থ্রিডি প্যাকেজিংয়ের পথিকৃৎ
১. প্রযুক্তিগত নীতি
TSV বলতে সিলিকন সাবস্ট্রেটের মধ্য দিয়ে খোদাই করা উচ্চ-অ্যাসপেক্ট-রেসিও ভায়া (সাধারণত কয়েক দশ থেকে কয়েক শত মাইক্রন গভীর) বোঝায়, যার পরে ভায়ার দেয়ালে একটি ইনসুলেটিং লেয়ার, মেটাল সিড লেয়ার এবং মেটাল ফিল (সাধারণত তামা) গঠন করা হয়। এই উল্লম্ব ভায়াগুলো স্তূপীকৃত চিপ লেয়ারগুলোর মধ্যে উচ্চ-গতির বৈদ্যুতিক আন্তঃসংযোগ স্থাপন করতে সক্ষম করে।
২. প্রক্রিয়া প্রবাহ
সাধারণ TSV নির্মাণ প্রক্রিয়ার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
ডিপ সিলিকন এচিং (DRIE): সিলিকন ওয়েফারে উচ্চ-অ্যাসপেক্ট-রেসিও ভায়া তৈরি করা।
অন্তরক স্তর স্থাপন: সাধারণত সিলিকন সাবস্ট্রেট থেকে মেটাল ফিলকে বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন করার জন্য PECVD পদ্ধতিতে SiO₂ স্থাপন করা হয়।
সীড লেয়ার ডিপোজিশন এবং ইলেকট্রোপ্লেটিং: প্রথমে একটি ধাতব সীড লেয়ারের PVD ডিপোজিশন এবং তারপরে কপার ইলেকট্রোপ্লেটিং।
রাসায়নিক যান্ত্রিক পলিশিং (সিএমপি): একটি সমতল পৃষ্ঠতল অর্জনের জন্য অতিরিক্ত ধাতু অপসারণ করা হয়।
৩. সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা
টিএসভি অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত ইন্টারকানেক্ট পাথ, কম সিগন্যাল ল্যাটেন্সি, কম বিদ্যুৎ খরচ এবং উচ্চ ব্যান্ডউইথ প্রদান করে, যা এটিকে হাই-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং এবং হাই-ব্যান্ডউইথ মেমরির জন্য একটি অপরিহার্য সহায়ক করে তোলে।
তবে, টিএসভি-র কিছু সীমাবদ্ধতাও রয়েছে:
তাপীয় পীড়নজনিত সমস্যা: সিলিকন এবং তামার মধ্যে CTE-এর বড় ধরনের অমিল নির্ভরযোগ্যতা কমিয়ে দিতে পারে।
উচ্চ প্রক্রিয়াকরণ খরচ: ডিপ এচিং, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং সিএমপি জটিল এবং উৎপাদন-সংবেদনশীল।
বৈদ্যুতিক নিরোধনের চ্যালেঞ্জসমূহ: নিরোধক স্তরের পুরুত্ব এবং একরূপতা ডাইইলেকট্রিক স্ট্রেংথকে সরাসরি প্রভাবিত করে।
চিপ ইন্টিগ্রেশন ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে, উৎপাদন হার ও খরচের মধ্যকার দ্বন্দ্ব বিকল্প উপকরণের অনুসন্ধানকে উৎসাহিত করেছে—যা TGV-এর জন্য সুযোগ সৃষ্টি করেছে।
২. টিজিভি: কাচ-ভিত্তিক আন্তঃসংযোগ উদ্ভাবন
১. প্রযুক্তিগত নীতি
TGV সিলিকনের পরিবর্তে কাচের সাবস্ট্রেট ব্যবহার করে। লেজার ড্রিলিং বা ওয়েট এচিং-এর মাধ্যমে উচ্চ-নির্ভুল ভায়া তৈরি করা হয়, যার পরে একটি ধাতব সীড লেয়ারের প্রলেপ দেওয়া হয় এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং করা হয়, যার ফলে TSV-এর অনুরূপ উল্লম্ব ইন্টারকানেক্ট তৈরি হয়।
কাচ উৎকৃষ্ট বৈদ্যুতিক নিরোধক, নিম্ন ডাইইলেকট্রিক কনস্ট্যান্ট (Dk), নিম্ন ডাইইলেকট্রিক লস (Df) এবং অসাধারণ মাত্রিক স্থিতিশীলতা প্রদান করে, যা TGV-কে উচ্চ-গতির সংকেত প্রেরণ এবং অপটোইলেকট্রনিক প্যাকেজিংয়ের জন্য অত্যন্ত আকর্ষণীয় করে তোলে।
২. প্রক্রিয়া প্রবাহ
টিজিভি নির্মাণের প্রধান ধাপগুলো হলো:
লেজার ড্রিলিং: অতি দ্রুতগতির লেজার কাঁচের মধ্যে মাইক্রোভায়া তৈরি করে, যেগুলোর ব্যাস সাধারণত ২০–১৫০ মাইক্রোমিটার পর্যন্ত হয়ে থাকে।
সীড লেয়ার ডিপোজিশন: পিভিডি, যেমন ম্যাগনেট্রন স্পাটারিং, ভায়া ওয়ালগুলির উপর একটি অভিন্ন পরিবাহী স্তর জমা করে।
ধাতব ইলেকট্রোপ্লেটিং: কাঁচের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক সংযোগ তৈরির জন্য ভায়াগুলো তামা বা নিকেল-তামার সংকর ধাতু দিয়ে পূর্ণ করা হয়।
সমতলীকরণ ও নকশা প্রণয়ন: বহুস্তরীয় আন্তঃসংযোগ অথবা আইসি চিপের সাথে বন্ধন স্থাপন সক্ষম করে।
৩. সুবিধাসমূহ
TSV-এর তুলনায় TGV বেশ কিছু সুবিধা প্রদর্শন করে:
কম ডাইইলেকট্রিক লস: গ্লাসের Dk সিলিকনের প্রায় ১/৩ অংশ, যা সিগন্যাল ক্রসটক এবং ইনসারশন লস কমিয়ে দেয়।
চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা: ধাতুর কাছাকাছি CTE, যা তাপীয় পীড়ন হ্রাস করে।
আলোকীয় স্বচ্ছতা: ফোটোনিক্স এবং সেন্সরে অপটোইলেকট্রনিক একীকরণকে সমর্থন করে।
নিয়ন্ত্রণযোগ্য খরচ: লেজার ড্রিলিং এবং গ্লাস প্রসেসিং উন্নত হচ্ছে, যা বৃহৎ পরিসরের প্যানেল-স্তরের উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত।
৩. টিএসভি বনাম টিজিভি: তুলনা এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রসমূহ
| আইটেম | টিএসভি (সিলিকন ভায়া এর মাধ্যমে) | টিজিভি (থ্রু গ্লাস ভায়া) |
| সাবস্ট্রেট | মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন | বিশেষ ধরনের কাচ (বোরোফ্লোট, কর্নিং, শট, ইত্যাদি) |
| গর্তের ব্যাস | ৫–৫০ মাইক্রোমিটার | ২০–১৫০ মাইক্রোমিটার |
| গর্তের গভীরতা | ৩০–১০০ মাইক্রোমিটার | ১০০–৪০০ মাইক্রোমিটার |
| নিরোধক | অতিরিক্ত অন্তরক স্তর প্রয়োজন | কাচ সহজাতভাবে অন্তরক |
| তাপীয় প্রসারণ সহগ মেলানো | Cu এর তুলনায় উল্লেখযোগ্য পার্থক্য | তামার মতো, কম তাপীয় চাপ |
| প্রক্রিয়া খরচ | উচ্চ | তুলনামূলকভাবে কম |
| অ্যাপ্লিকেশন | লজিক/মেমরি ৩ডি স্ট্যাকিং | SiP, সেন্সর, অপটোইলেকট্রনিক প্যাকেজিং, অ্যান্টেনা, MEMS |
উচ্চ-পারফরম্যান্স লজিক এবং মেমরি ৩ডি স্ট্যাকিংয়ের জন্য টিএসভি (TSV) এখনও মূলধারার পছন্দ হিসেবে রয়ে গেছে, অন্যদিকে এসআইপি (SiP), অপটোইলেকট্রনিক ইন্টিগ্রেশন, সেন্সর এবং আরএফ (RF) ডিভাইসে টিজিভি (TGV) দ্রুত প্রসারিত হচ্ছে।
গ্লাস সাবস্ট্রেটের আকার প্যানেল-লেভেল প্যাকেজিং (PLP) পর্যায়ে পৌঁছানোর ফলে, TGV এখন 5G কমিউনিকেশন, অটোমোটিভ রাডার, AR অপটিক্স এবং মিনি/মাইক্রো LED প্যাকেজিংয়ের জন্য একটি আদর্শ ইন্টারকানেক্ট প্ল্যাটফর্ম হয়ে উঠছে।
৪. সিলিকন থেকে গ্লাস: সিস্টেম-স্তরের সুবিধাসমূহ
কাচের ব্যবহার কেবল একটি উপাদান প্রতিস্থাপন নয়; এটি সিস্টেম-স্তরের নকশা দর্শনে একটি পরিবর্তনকে নির্দেশ করে।
বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা: লো ডিকে গ্লাস সিগন্যাল বিলম্ব এবং বিদ্যুৎ খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।
কাঠামোগত অখণ্ডতা: বৃহৎ আকারের প্যাকেজিংয়ের জন্য টিজিভি উচ্চতর সমতলতা এবং কম বিকৃতি প্রদান করে।
উৎপাদনগত নমনীয়তা: ভ্যাকুয়াম পিভিডি-র সাথে লেজার প্রক্রিয়াকরণের সমন্বয় উচ্চ প্রক্রিয়াগত সামঞ্জস্যতা এবং প্রসারণযোগ্যতা নিশ্চিত করে।
বিশেষত, অপটোইলেকট্রনিক ইন্টিগ্রেশনের জন্য, কাচের আলোকীয় স্বচ্ছতা এমন প্যাকেজিং ডিজাইন তৈরি করতে সক্ষম করে যেখানে সাবস্ট্রেটটি কেবল বৈদ্যুতিক আন্তঃসংযোগই নয়, বরং ওয়েভগাইড, লেন্স এবং সেন্সর উইন্ডোকেও সমর্থন করে, যা টিএসভি (TSV) দিয়ে অর্জন করা কঠিন।
ভি. ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়াম টিজিভি বীজ স্তর আবরণ দ্রবণ
সরঞ্জামের সুবিধাসমূহ:
ডিপ ভায়া কোটিং অপ্টিমাইজেশন: স্বত্বাধিকারযুক্ত ডিপ ভায়া কোটিং প্রযুক্তি যা >১০:১ অ্যাসপেক্ট রেশিও সহ ৩০ μm-এর মতো ছোট ভায়া পরিচালনা করতে সক্ষম এবং জটিল ডিপ ভায়া সংক্রান্ত চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে।
বিভিন্ন আকারের জন্য পরিবর্তনযোগ্য: ৬০০×৬০০ মিমি, ৫১০×৫১৫ মিমি বা তার চেয়ে বড় আকারের গ্লাস সাবস্ট্রেট সমর্থন করে।
প্রক্রিয়াগত নমনীয়তা: বিভিন্ন বৈদ্যুতিক এবং ক্ষয়রোধী প্রয়োজনীয়তা মেটাতে Cu, Ti, Ni, Pt এবং অন্যান্য পরিবাহী বা কার্যকরী পাতলা ফিল্মের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা ও সহজ রক্ষণাবেক্ষণ: স্বয়ংক্রিয় প্যারামিটার সমন্বয় এবং পুরুত্বের সমরূপতার রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণের জন্য স্মার্ট কন্ট্রোল দ্বারা সজ্জিত; মডুলার ডিজাইন রক্ষণাবেক্ষণকে সহজ করে এবং ডাউনটাইম কমায়।
প্রয়োগক্ষেত্র: TGV/TSV/TMV-এর উন্নত প্যাকেজিংয়ের জন্য উপযুক্ত, যা ১০:১ অ্যাসপেক্ট রেশিও সহ ডিপ ভায়া সিড লেয়ার কোটিং অর্জন করে।
এই নিবন্ধটি প্রকাশ করেছেভ্যাকুয়াম কোটিং সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক ঝেনহুয়া ভ্যাকুয়াম
পোস্ট করার সময়: ১৬ অক্টোবর, ২০২৫