In l'evoluzione di a tecnulugia di l'imballaggio di semiconduttori, l'interconnessioni verticali sò sempre state un fattore chjave chì determina e prestazioni di u sistema, l'ingombru è u cunsumu energeticu. Da e prime tecniche di bonding di fili è flip-chip à l'emergenza di circuiti integrati impilati 3D, l'industria hà cercatu suluzioni di interconnessione più densità è più corte.
In questu cuntestu, TSV (Through Silicon Via) è TGV (Through Glass Via) sò emerse cum'è duie tecnulugie d'interconnessione verticale mainstream. Differiscenu in i sistemi di materiali, i prucessi di fabricazione, e caratteristiche di prestazione è i duminii d'applicazione, rapprisentendu un puntu cruciale in u sviluppu di l'imballaggi di prossima generazione.
I. TSV: Pioniere di l'imballaggio 3D
1. Principiu tecnicu
TSV si riferisce à vie à altu rapportu d'aspettu incise attraversu un substratu di silicone (tipicamente da decine à centinaie di micron di prufundità), seguitate da a furmazione di un stratu isolante, un stratu di seme metallicu è un riempimentu metallicu (di solitu rame) nantu à e pareti di a via. Queste vie verticali permettenu interconnessioni elettriche à alta velocità trà strati di chip impilati.
2. Flussu di u prucessu
U prucessu tipicu di fabricazione TSV include:
Incisione Profonda di u Siliciu (DRIE): Crea vie à altu rapportu d'aspettu in u wafer di siliciu.
Deposizione di u Stratu Isolante: Di solitu SiO₂ depositatu da PECVD per isolà elettricamente u riempimentu metallicu da u substratu di silicone.
Deposizione di u Stratu di Semi è Elettroplaccatura: Deposizione PVD di un stratu di sementi metallicu seguita da elettroplaccatura di rame.
Lucidatura Chimica Meccanica (CMP): Eliminate u metallu in eccessu per ottene una superficia planarizzata.
3. Vantaghji è Limitazioni
TSV offre percorsi d'interconnessione estremamente corti, bassa latenza di segnale, bassu cunsumu energeticu è alta larghezza di banda, ciò chì ne face un fattore criticu per l'informatica ad alte prestazioni è a memoria ad alta larghezza di banda.
Tuttavia, TSV hà ancu limitazioni:
Prublemi di stress termicu: Una grande discrepanza in u CTE trà u siliciu è u rame pò riduce l'affidabilità.
Costu di prucessu elevatu: L'incisione profonda, a galvanoplastia è a CMP sò cumplesse è sensibili à u rendimentu.
Sfide di l'isolamentu elettricu: U spessore è l'uniformità di u stratu isolante influenzanu direttamente a resistenza dielettrica.
Cù l'aumentu di a densità d'integrazione di chip, i cunflitti trà u rendimentu è u costu anu purtatu à l'esplorazione di materiali alternativi, creendu l'uppurtunità per u TGV.
II. TGV: Innuvazione di l'interconnessione à basa di vetru
1. Principiu tecnicu
TGV usa substrati di vetru invece di silicone. E vie d'alta precisione sò furmate da perforazione laser o incisione umida, seguita da a deposizione di un stratu di sementi metallicu è elettroplaccatura, ottenendu interconnessioni verticali simili à TSV.
U vetru offre un eccellente isolamentu elettricu, una bassa costante dielettrica (Dk), una bassa perdita dielettrica (Df) è una stabilità dimensionale eccezziunale, rendendu u TGV assai attraente per a trasmissione di segnali à alta velocità è l'imballaggio optoelettronicu.
2. Flussu di u prucessu
I passi chjave in a fabricazione di TGV includenu:
Perforazione laser: I laser ultraveloci formanu microvie in u vetru cù diametri chì varianu tipicamente da 20 à 150 μm.
Deposizione di u Stratu di Seme: PVD, cum'è u sputtering di magnetron, deposita un stratu conduttivu uniforme nantu à i muri di a via.
Galvanoplastia di metalli: U rame o a lega di nichel-rame riempie i via per furmà cunnessione elettriche attraversu u vetru.
Planarizazione è Patterning: Permette interconnessioni multistratu o ligami à chip IC.
3. Vantaghji
In paragone cù TSV, TGV dimostra parechji vantaghji:
Perdita dielettrica bassa: U vetru Dk hè circa 1/3 di siliciu, riducendu a diafonia di u signale è a perdita d'inserzione.
Eccellente stabilità termica: CTE vicinu à i metalli, minimizendu u stress termicu.
Trasparenza ottica: Supporta l'integrazione optoelettronica in fotonica è sensori.
Costu cuntrullatu: A perforazione laser è a trasfurmazione di u vetru sò mature, adatte per a pruduzzione di pannelli di grande superficia.
III. TSV vs TGV: Paragone è Domini d'Applicazione
| Articulu | TSV (Attraversu Silicon Via) | TGV (Via à traversu u vetru) |
| Substratu | Siliciu monocristallinu | Vetru speciale (Borofloat, Corning, Schott, ecc.) |
| Diametru di u foru | 5–50 μm | 20–150 μm |
| Prufundità di u foru | 30–100 μm | 100–400 μm |
| Isolamentu | Stratu isolante supplementu necessariu | Vetru intrinsecamente isolante |
| Corrispondenza di u Coefficiente di Dilatazione Termica | Differenze significative paragunate à u Cu | Simile à u Cu, bassu stress termicu |
| Costu di u prucessu | Altu | Relativamente più bassu |
| Applicazioni | Impilazione 3D di Logica/Memoria | SiP, sensori, imballaggi optoelettronici, antenne, MEMS |
TSV ferma a scelta principale per a logica d'alte prestazioni è l'impilamentu 3D di memoria, mentre chì TGV si sta espandendu rapidamente in SiP, integrazione optoelettronica, sensori è dispositivi RF.
Cù e dimensioni di i sustrati di vetru chì righjunghjenu l'imballaggi à livellu di pannellu (PLP), TGV diventa una piattaforma d'interconnessione ideale per a cumunicazione 5G, u radar automobilisticu, l'ottica AR è l'imballaggi Mini/Micro LED.
IV. Da u siliciu à u vetru: Benefici à livellu di sistema
L'introduzione di u vetru ùn hè micca solu una sustituzione di materiale; rapprisenta un cambiamentu in a filusufia di cuncepimentu à livellu di sistema.
Prestazioni elettriche: U vetru Low Dk riduce significativamente u ritardu di u signale è u cunsumu energeticu.
Integrità strutturale: TGV offre una planarità più elevata è una deformazione più bassa per imballaggi di grande superficie.
Flessibilità di fabricazione: A trasfurmazione laser cumminata cù u PVD à u vacuum permette una alta cumpatibilità è scalabilità di u prucessu.
In particulare, per l'integrazione optoelettronica, a trasparenza ottica di u vetru permette disinni di imballaggi induve u sustratu supporta micca solu interconnessioni elettriche, ma ancu guide d'onda, lenti è finestre di sensori, ciò chì hè difficiule da ottene cù TSV.
V. Soluzione di Rivestimentu di Strati di Semi TGV à Vacuum ZhenHua
Vantaghji di l'attrezzatura:
Ottimizazione di u Rivestimentu di Via Profonda: Tecnulugia pruprietaria di rivestimentu di via profonda capace di trattà vie chjuche cum'è 30 μm cù un rapportu d'aspettu >10:1, affrontendu sfide cumplesse di via profonda.
Personalizabile per diverse dimensioni: Supporta substrati di vetru cumpresi 600 × 600 mm, 510 × 515 mm o più grandi.
Flessibilità di u prucessu: Compatibile cù Cu, Ti, Ni, Pt, è altri film sottili conduttivi o funziunali per risponde à diversi requisiti di resistenza elettrica è à a corrosione.
Prestazioni Stabili è Manutenzione Facile: Equipatu di cuntrollu intelligente per l'aghjustamentu automaticu di i parametri è u monitoraghju in tempu reale di l'uniformità di u spessore; u disignu mudulare facilita a manutenzione è riduce i tempi di inattività.
Campu d'applicazione: Adattu per l'imballaggio avanzatu TGV/TSV/TMV, ottenendu un rivestimentu prufondu via stratu di sementi cù un rapportu d'aspettu 10:1.
—Questu articulu hè statu publicatu daequipaggiamentu di rivestimentu à vuoto fabricatore Zhenhua Vacuum
Data di publicazione: 16 d'ottobre di u 2025