Nan evolisyon teknoloji anbalaj semi-kondiktè yo, koneksyon vètikal yo te toujou yon faktè kle pou detèmine pèfòmans sistèm, anprint, ak konsomasyon enèji. Depi premye teknik koneksyon fil elektrik ak flip-chip rive nan aparisyon IC anpile 3D yo, endistri a ap chèche solisyon koneksyon ki pi dans ak pi kout.
Nan kontèks sa a, TSV (Through Silicon Via) ak TGV (Through Glass Via) parèt kòm de teknoloji koneksyon vètikal prensipal. Yo diferan nan sistèm materyèl, pwosesis fabrikasyon, karakteristik pèfòmans, ak domèn aplikasyon, sa ki reprezante yon pwen esansyèl nan devlopman anbalaj pwochen jenerasyon an.
I. TSV: Pyonye nan Anbalaj 3D
1. Prensip teknik
TSV refere a via ki gen yon rapò aspè wo ki grave nan yon substra silikon (jeneralman plizyè dizèn rive plizyè santèn mikron pwofondè), ki te swiv pa fòmasyon yon kouch izolan, yon kouch grenn metal, ak yon ranpli metal (anjeneral kwiv) sou mi via yo. Via vètikal sa yo pèmèt koneksyon elektrik gwo vitès ant kouch chip anpile yo.
2. Koule Pwosesis la
Pwosesis fabrikasyon TSV tipik la gen ladan l:
Gravure Silisyòm Pwofon (DRIE): Kreye via ki gen yon rapò aspè wo nan waf Silisyòm lan.
Depozisyon Kouch Izolan: Anjeneral, yo depoze SiO₂ ak PECVD pou izole elektrikman ranpli metal la nan substrat Silisyòm lan.
Depozisyon Kouch Grenn ak Galvanoplasti: Depozisyon PVD yon kouch grenn metal ki te swiv pa galvanoplasti kwiv.
Polisaj Chimik Mekanik (CMP): Retire metal anplis pou jwenn yon sifas planarize.
3. Avantaj ak Limit
TSV ofri chemen koneksyon trè kout, latans siyal ki ba, konsomasyon enèji ki ba, ak gwo Pleasant, sa ki fè li yon eleman esansyèl pou informatique pèfòmans segondè ak memwa Pleasant segondè.
Sepandan, TSV gen limitasyon tou:
Pwoblèm estrès tèmik: Yon gwo diferans nan CTE ant silikon ak kwiv ka diminye fyab.
Pri pwosesis ki wo: Gravure pwofon, galvanoplasti, ak CMP yo konplèks epi sansib a sede.
Difikilte izolasyon elektrik: Epesè ak inifòmite kouch izolasyon an afekte dirèkteman fòs dyelèktrik la.
Ofiramezi dansite entegrasyon chip la ap ogmante, konfli ant rannman ak pri a pouse eksplorasyon materyèl altènatif—sa kreye opòtinite pou TGV.
II. TGV: Inovasyon Entèkoneksyon ki baze sou vè
1. Prensip teknik
TGV itilize substrats an vè olye de silikon. Vya ki gen gwo presizyon yo fòme pa perçage lazè oswa grave mouye, ki te swiv pa depo yon kouch grenn metal ak galvanoplasti, pou reyalize koneksyon vètikal menm jan ak TSV.
Vè ofri yon ekselan izolasyon elektrik, yon konstan dyelèktrik ki ba (Dk), yon pèt dyelèktrik ki ba (Df), ak yon estabilite dimansyonèl eksepsyonèl, sa ki fè TGV trè atiran pou transmisyon siyal gwo vitès ak anbalaj optoelektwonik.
2. Koule Pwosesis la
Etap kle nan fabrikasyon TGV yo enkli:
Perçage Lazè: Lazè ultra rapid yo fòme mikwovya nan vè ak dyamèt ki tipikman varye ant 20 ak 150 μm.
Depozisyon Kouch Grenn: PVD, tankou pulverizasyon mayetron, depoze yon kouch kondiktif inifòm sou mi via yo.
Galvanoplasti Metal: Alyaj kwiv oswa nikèl-kwiv ranpli via yo pou fòme koneksyon elektrik ki pase nan vè.
Planarizasyon ak Modelizasyon: Pèmèt koneksyon milti-kouch oswa lyezon ak chip IC.
3. Avantaj
Konpare ak TSV, TGV demontre plizyè avantaj:
Pèt dyelèktrik ki ba: Glass Dk a se apeprè 1/3 Silisyòm, sa ki diminye diafoni siyal la ak pèt ensèsyon an.
Ekselan estabilite tèmik: CTE tou pre metal yo, minimize estrès tèmik.
Transparans optik: Sipòte entegrasyon optoelektwonik nan fotonik ak detèktè.
Pri kontwolab: Perçage lazè ak pwosesis vè ap vin pi matirite, apwopriye pou pwodiksyon panèl gwo sifas.
III. TSV vs TGV: Konparezon ak Domèn Aplikasyon
| Atik | TSV (Atravè Silisyòm Via) | TGV (Pasaj an vè) |
| Substra | Silisyòm monokristalin | Vè espesyal (Borofloat, Corning, Schott, elatriye) |
| Dyamèt twou a | 5–50 μm | 20–150 μm |
| Pwofondè twou | 30–100 μm | 100–400 μm |
| Izolasyon | Bezwen yon kouch izolasyon adisyonèl | Vè intrinsèkman izolan |
| Koreksyon Koefisyan Ekspansyon Tèmik | Diferans enpòtan konpare ak Cu | Menm jan ak Cu, estrès tèmik ki ba |
| Pri Pwosesis la | Segondè | Relativman pi ba |
| Aplikasyon yo | Anpileman Lojik/Memwa 3D | SiP, detèktè, anbalaj optoelektwonik, antèn, MEMS |
TSV rete chwa prensipal la pou lojik pèfòmans segondè ak anpileman memwa 3D, pandan ke TGV ap agrandi rapidman nan SiP, entegrasyon optoelektwonik, detèktè, ak aparèy RF.
Avèk gwosè substrats an vè ki rive nan nivo anbalaj panèl (PLP), TGV ap vin tounen yon platfòm entèkoneksyon ideyal pou kominikasyon 5G, rada otomobil, optik AR, ak anbalaj Mini/Micro LED.
IV. Soti nan Silisyòm pou rive nan Vè: Benefis nan Nivo Sistèm
Entwodiksyon vè a pa sèlman yon ranplasman materyèl; li reprezante yon chanjman nan filozofi konsepsyon nivo sistèm nan.
Pèfòmans elektrik: Vè ki gen yon Dk ba diminye reta siyal la ak konsomasyon enèji a anpil.
Entegrite estriktirèl: TGV ofri pi gwo planarite ak mwens defòmasyon pou anbalaj gwo sifas.
Fleksibilite fabrikasyon: Pwosesis lazè konbine avèk PVD vakyòm pèmèt gwo konpatibilite ak évolutivité pwosesis.
An patikilye, pou entegrasyon optoelektwonik, transparans optik vè a pèmèt desen anbalaj kote substrati a sipòte non sèlman koneksyon elektrik men tou gid ond, lantiy, ak fenèt detèktè, ki difisil pou reyalize ak TSV.
V. Solisyon kouch grenn TGV vakyòm ZhenHua
Avantaj Ekipman yo:
Optimizasyon Kouch Via Pwofon: Teknoloji propriétaires kouch via pwofon ki kapab jere via osi piti ke 30 μm ak yon rapò aspè >10:1, pou adrese defi konplèks via pwofon yo.
Pèsonalizab pou divès gwosè: Sipòte substrats an vè ki gen ladan 600 × 600 mm, 510 × 515 mm, oswa pi gwo.
Fleksibilite Pwosesis: Konpatib ak Cu, Ti, Ni, Pt, ak lòt fim mens kondiktif oswa fonksyonèl pou satisfè divès kondisyon rezistans elektrik ak korozyon.
Pèfòmans ki estab ak antretyen fasil: Ekipe ak kontwòl entelijan pou ajisteman paramèt otomatik ak siveyans an tan reyèl sou inifòmite epesè; konsepsyon modilè fasilite antretyen epi diminye tan pann.
Dimansyon Aplikasyon: Apwopriye pou anbalaj avanse TGV/TSV/TMV, reyalize yon kouch pwofon atravè kouch grenn ak yon rapò aspè 10:1.
—Atik sa a te pibliye paekipman pou kouvri ak vakyòm manifakti Zhenhua Vacuum
Dat piblikasyon: 16 Oktòb 2025