आज की डिजिटल क्रांति में, डेटा ट्रांसमिशन की विस्फोटक वृद्धि स्मार्टफोन में उच्च-आवृत्ति वाली अंतःक्रियाओं, इमर्सिव एआर/वीआर अनुभवों और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग में भारी कंप्यूटिंग कार्यभार द्वारा संचालित हो रही है। पारंपरिक 2डी पैकेजिंग—लंबे इंटरकनेक्ट पथों और उच्च ट्रांसमिशन हानियों के साथ—अब प्रदर्शन संबंधी बाधाओं को दूर करने में सक्षम नहीं है।
परिणामस्वरूप, चिप स्टैकिंग और 3डी पैकेजिंग उद्योग की रणनीतिक दिशा के रूप में उभरी हैं। वास्तव में कुशल 3डी इंटरकनेक्शन को सक्षम बनाने के लिए, थ्रू ग्लास वाया (टीजीवी) तकनीक अपने अनूठे लाभों के साथ उभर कर सामने आई है, और अनुसंधान एवं विकास के दायरे से निकलकर औद्योगिक अनुप्रयोग में प्रवेश कर चुकी है। टीजीवी अब अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक प्रमुख प्रवर्तक बन रही है।
1. टीजीवी प्रौद्योगिकी: 3डी अंतर्संबंध का "पुल"
1.1 मूल अवधारणा: टीजीवी वास्तव में क्या है?
TGV का मूल सिद्धांत ग्लास सबस्ट्रेट के माध्यम से ऊर्ध्वाधर माइक्रोविया का निर्माण करना है। ये विया विद्युत सेतु का काम करते हैं, जो स्टैक्ड चिप्स या घटकों को सीधे जोड़ते हैं, जिससे सिग्नल और पावर दोनों का संचरण संभव होता है। पारंपरिक "प्लेनर वायरिंग" की तुलना में, ऊर्ध्वाधर इंटरकनेक्शन संचरण पथों को काफी छोटा कर देता है और डिवाइस के लघुकरण और उच्च एकीकरण को बढ़ावा देता है।
1.2 ग्लास सबस्ट्रेट टीजीवी के लिए प्राकृतिक वाहक क्यों हैं?
ग्लास की तीन प्रमुख भौतिक विशेषताओं के कारण टीजीवी (टीजीवी) टीएसवी (थ्रू सिलिकॉन वाया) से बेहतर है:
कम परावैद्युत स्थिरांक - उच्च-आवृत्ति संकेतों की सुरक्षा: कांच में स्वाभाविक रूप से कम परावैद्युत स्थिरांक होता है, जो संचरण के दौरान परावैद्युत हानि को कम करता है और 5G और HPC जैसे उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों में सिग्नल की अखंडता को बनाए रखता है।
सिलिकॉन के साथ ऊष्मीय विस्तार अनुकूलता - विश्वसनीयता बढ़ाना: कांच का ऊष्मीय विस्तार गुणांक सिलिकॉन के गुणांक से काफी हद तक मेल खाता है, जिससे ऊष्मीय चक्रण के दौरान ऊष्मीय-यांत्रिक तनाव और विफलताएं कम होती हैं, और इस प्रकार उपकरण का जीवनकाल बढ़ जाता है।
उच्च प्रकाशीय पारदर्शिता – ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण को सक्षम बनाना: अपारदर्शी सिलिकॉन के विपरीत, कांच की पारदर्शिता इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल हाइब्रिड अनुप्रयोगों को समर्थन देती है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन फोटोनिक्स मॉड्यूल में, कांच विद्युत अंतर्संबंधों और प्रकाशीय सिग्नल संचरण दोनों को सक्षम बनाता है; एआर/वीआर माइक्रोडिस्प्ले में, पारदर्शिता प्रकाशीय अवरोध को कम करती है और चमक और स्पष्टता में सुधार करती है।
1.3 टीएसवी से टीजीवी तक: एक स्वाभाविक विकास
TGV से पहले, TSV प्रमुख 3D इंटरकनेक्ट तकनीक थी। हालाँकि, एकीकरण घनत्व बढ़ने के साथ TSV को बढ़ती चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है:
उच्च लागत: जटिल प्रक्रिया प्रवाह—एचिंग, इन्सुलेशन, मेटलाइज़ेशन—के कारण टीएसवी बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए कम उपयुक्त है।
विश्वसनीयता संबंधी चिंताएँ: सिलिकॉन और अन्य सामग्रियों के बीच तापीय विस्तार में असमानता अक्सर दरारें पड़ने या सोल्डर जोड़ के विफल होने का कारण बनती है।
सीमित अनुप्रयोग क्षेत्र: सिलिकॉन की अपारदर्शिता के कारण टीएसवी को उन ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों से बाहर रखा गया है जिनमें पारदर्शिता की आवश्यकता होती है।
TGV इन समस्याओं का प्रभावी ढंग से समाधान करता है, जिससे यह अगली पीढ़ी के इंटरकनेक्ट समाधान के रूप में पसंदीदा विकल्प बन जाता है।
2. वाया कोटिंग: टीजीवी को कार्यात्मक बनाने वाला मूल कारक
2.1 मुख्य अंतर्दृष्टि: कोटिंग के बिना, एक टीजीवी केवल एक "खाली ट्यूब" है
ग्लास वाया स्वाभाविक रूप से कुचालक होते हैं और विद्युत का संचालन नहीं कर सकते। इंटरकनेक्शन को सक्षम करने के लिए, वाया की साइडवॉल पर एक अनुरूप चालक परत (आमतौर पर एक धातु फिल्म) जमा करनी पड़ती है। यह परत सिग्नल राजमार्ग के रूप में कार्य करती है—गति, हानि और स्थिरता निर्धारित करती है। असमान या दोषपूर्ण कोटिंग से उच्च प्रतिरोध, सिग्नल क्षीणन या यहां तक कि ओपन सर्किट भी हो सकते हैं, इसलिए वाया मेटलाइज़ेशन टीजीवी तकनीक की जीवनरेखा है।
2.2 चुनौतियाँ: दो महत्वपूर्ण समस्याएँ
उच्च पहलू अनुपात कवरेज
अब TGV के व्यास माइक्रोमीटर रेंज (लगभग 30 μm तक) में हैं और गहराई का अनुपात 10:1 से अधिक है। पारंपरिक जमाव विधियों से नीचे की सतह को पूरी तरह से ढकना और एक समान साइडवॉल फिल्म प्राप्त करना मुश्किल होता है, जिससे अक्सर बिना लेपित "डेड ज़ोन" रह जाते हैं जो इंटरकनेक्ट के प्रदर्शन को खराब करते हैं।
दोष नियंत्रण – छिपा हुआ हत्यारा
कोनों और खुरदरी साइडवॉल में जमाव के कारण रिक्त स्थान या बुलबुले बनने की संभावना अधिक होती है। इन दोषों के कारण स्थानीय प्रतिरोध में अचानक वृद्धि या ओपन सर्किट हो जाते हैं, जिससे चिप्स और उपकरणों के बीच कनेक्शन सीधे टूट जाते हैं। इसलिए, दोषों को कम करना टीजीवी कोटिंग की मुख्य चुनौती है।
3. कोटिंग के चार तरीके: खूबियाँ और कमियाँ
भौतिक वाष्प निक्षेपण (पीवीडी): परिपक्व लेकिन सीमित
वाष्पीकरण और स्पटरिंग जैसी प्रक्रियाओं से उच्च शुद्धता वाली, मज़बूती से चिपकने वाली फ़िल्में प्राप्त होती हैं। हालाँकि, इसकी "सीधी दृष्टि" प्रकृति के कारण, PVD उच्च आस्पेक्ट रेशियो वाले वाया के साथ संघर्ष करता है और लगभग 5:1 से कम आस्पेक्ट रेशियो वाले वाया के लिए सबसे उपयुक्त है।
रासायनिक वाष्प निक्षेपण (सीवीडी): उच्च पहलू अनुपात में सक्षम लेकिन महंगा
सीवीडी में गैसीय अग्रदूतों का उपयोग किया जाता है जो पार्श्व दीवारों के माध्यम से फैलते हैं, जिससे उच्च एस्पेक्ट रेशियो वाली संरचनाओं में भी एकसमान कोटिंग प्राप्त होती है। हालांकि, उच्च तापमान और दबाव की स्थितियों में कांच के सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचने का खतरा रहता है, और उपकरण की लागत भी अधिक होती है, इसलिए यह मुख्य रूप से उच्च स्तरीय अनुप्रयोगों के लिए ही उपयुक्त है।
विद्युत रासायनिक निक्षेपण (ईसीडी): लागत प्रभावी बड़े पैमाने पर उत्पादन
ईसीडी प्लेट्स, वाया साइडवॉल पर धातु आयनों को कम करके प्रवाहकीय फिल्में बनाती हैं। यह कम लागत और उच्च उत्पादन क्षमता प्रदान करती है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आदर्श है। हालांकि, इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता और धारा घनत्व पर कड़ा नियंत्रण आवश्यक है—इनमें विचलन से छिद्रपूर्ण फिल्में या संदूषण हो सकता है। इसका उपयोग आमतौर पर 5–50 μm व्यास वाले वाया पर किया जाता है।
एटॉमिक लेयर डिपोजिशन (ALD): सटीक समाधान
एएलडी परमाणु स्तर पर मोटाई को नियंत्रित करने और उत्कृष्ट अनुरूपता प्राप्त करने में सक्षम है, जिससे यह बहुत उच्च एस्पेक्ट रेशियो वाले वाया के लिए आदर्श है। यह कवरेज की समस्या का समाधान तो करता है, लेकिन इसकी जमाव दर बेहद धीमी और लागत अधिक होती है। इसलिए, एएलडी मुख्य रूप से एयरोस्पेस और उच्च विश्वसनीयता वाले सेंसरों के लिए ही उपयोग किया जाता है।
4. टीजीवी कोटिंग का महत्व: 3डी इंटरकनेक्शन प्रदर्शन को बढ़ावा देना
गति में अभूतपूर्व प्रगति – उच्च गति वाले सीधे कनेक्शन
2D पैकेजिंग में, सिग्नलों को लंबी दूरी तय करनी पड़ती है, जिससे हानि बढ़ जाती है। TGV मेटलाइज़ेशन के साथ, चिप-टू-बोर्ड और चिप-टू-सिस्टम इंटरकनेक्ट छोटे, ऊर्ध्वाधर और कम हानि वाले हो जाते हैं। HPC सर्वरों में, TGV-कोटेड वाया CPU से मेमोरी/GPU संचार गति को 30% से अधिक बेहतर बनाते हैं, जिससे विलंबता कम होती है और सिस्टम की दक्षता बढ़ती है।
ऊर्जा दक्षता – कम विलंब और कम बिजली की खपत
छोटे इंटरकनेक्ट पथ विलंब को कम करते हैं, जबकि कम प्रतिरोध वाली कोटिंग जूल तापन को कम करती है। उदाहरण के लिए, TGV-सक्षम स्मार्टफोन चिप पैकेजिंग कोर की बिजली खपत को 15-20% तक कम कर सकती है, जिससे बैटरी लाइफ बढ़ती है और उपयोगकर्ता अनुभव बेहतर होता है।
5. झेनहुआ वैक्यूम: उन्नत टीजीवी कोटिंग समाधान
उपकरण के लाभ
डीप-वाया ऑप्टिमाइजेशन
स्वामित्व वाली डीप-होल कोटिंग तकनीक 30 μm जितने छोटे और 10:1 से अधिक के पहलू अनुपात वाले वाया में भी एक समान सीड लेयर जमाव को सक्षम बनाती है - जिससे उद्योग की सबसे कठिन चुनौतियों में से एक का समाधान होता है।
अनुकूलन योग्य सब्सट्रेट हैंडलिंग
यह 600 × 600 मिमी / 510 × 515 मिमी सहित विभिन्न आकार के ग्लास सब्सट्रेट को सपोर्ट करता है, और इसे बड़े फॉर्मेट में भी बनाया जा सकता है।
प्रक्रिया लचीलापन – बहु-सामग्री अनुकूलता
यह Cu, Ti, W, Ni और Pt जैसी प्रवाहकीय और कार्यात्मक फिल्मों को सपोर्ट करता है, जो चालकता और संक्षारण प्रतिरोध के लिए विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।
स्थिर प्रदर्शन और आसान रखरखाव
फिल्म की मोटाई की एकरूपता की वास्तविक समय में निगरानी के लिए बुद्धिमान प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों से सुसज्जित, और आसान रखरखाव और कम डाउनटाइम के लिए मॉड्यूलर डिजाइन से युक्त।
आवेदन का दायरा
यह TGV/TSV/TMV उन्नत पैकेजिंग के लिए लागू है, जो 10:1 के पहलू अनुपात वाले गहरे वियास में अनुरूप बीज परत जमाव को सक्षम बनाता है।
—यह लेख प्रकाशित किया गया था वैक्यूम कोटिंग उपकरण निर्माता झेनहुआ वैक्यूम
पोस्ट करने का समय: 27 सितंबर 2025