ពី TSV ដល់ TGV៖ ការវិវត្តន៍សម្ភារៈ និងភាពខុសគ្នានៃការផលិតនៅក្នុងការតភ្ជាប់តាមរយៈ

នៅក្នុងការវិវត្តនៃបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ស៊ីមីកុងដុកទ័រ ការតភ្ជាប់បញ្ឈរតែងតែជាកត្តាសំខាន់ដែលកំណត់ដំណើរការប្រព័ន្ធ ការប្រើប្រាស់ថាមពល និងការប្រើប្រាស់ថាមពល។ ចាប់ពីការភ្ជាប់ខ្សែដំបូងៗ និងបច្ចេកទេស flip-chip រហូតដល់ការលេចចេញនូវ ICs ដែលដាក់ជាស្រទាប់ៗ 3D ឧស្សាហកម្មនេះកំពុងស្វែងរកដំណោះស្រាយការតភ្ជាប់ដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ និងខ្លីជាង។

នៅក្នុងបរិបទនេះ TSV (Through Silicon Via) និង TGV (Through Glass Via) បានលេចចេញជាបច្ចេកវិទ្យាតភ្ជាប់បញ្ឈរសំខាន់ពីរ។ ពួកវាខុសគ្នានៅក្នុងប្រព័ន្ធសម្ភារៈ ដំណើរការផលិត លក្ខណៈនៃដំណើរការ និងដែនកម្មវិធី ដែលតំណាងឱ្យចំណុចស្នូលមួយនៅក្នុងការអភិវឌ្ឍការវេចខ្ចប់ជំនាន់ក្រោយ។

I. TSV: អ្នកត្រួសត្រាយផ្លូវនៃការវេចខ្ចប់ 3D
១. គោលការណ៍បច្ចេកទេស

TSV សំដៅលើ​ផ្លូវវាង​សមាមាត្រ​ខ្ពស់​ដែល​ឆ្លាក់​តាម​រយៈ​ស្រទាប់​ស៊ីលីកុន (ជាធម្មតា​មាន​ជម្រៅ​រាប់សិប​ទៅ​រាប់រយ​មីក្រូន) បន្ទាប់មក​ដោយ​ការបង្កើត​ស្រទាប់​អ៊ីសូឡង់ ស្រទាប់​គ្រាប់ពូជ​លោហៈ និង​ការបំពេញ​លោហៈ (ជាធម្មតា​ទង់ដែង) នៅលើ​ជញ្ជាំង​ផ្លូវវាង។ ផ្លូវវាង​បញ្ឈរ​ទាំងនេះ​អាច​ឱ្យ​មាន​ការ​តភ្ជាប់​អគ្គិសនី​ល្បឿន​លឿន​រវាង​ស្រទាប់​បន្ទះឈីប​ដែល​ដាក់​ជា​ស្រទាប់ៗ។

២. លំហូរដំណើរការ

ដំណើរការផលិត TSV ធម្មតារួមមាន៖

ការឆ្លាក់​ស៊ីលីកុន​ជ្រៅ (DRIE): បង្កើត​ចំណុច​ប្រសព្វ​សមាមាត្រ​ខ្ពស់​នៅ​ក្នុង​បន្ទះ​ស៊ីលីកុន។

ការដាក់ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់៖ ជាធម្មតា SiO₂ ដែលដាក់ដោយ PECVD ដើម្បីញែកការបំពេញលោហៈចេញពីស្រទាប់ស៊ីលីកុនដោយអគ្គិសនី។

ការដាក់ស្រទាប់គ្រាប់ពូជ និងការធ្វើអេឡិចត្រូផ្លាស្ទិច៖ ការដាក់ស្រទាប់គ្រាប់ពូជលោហៈដោយ PVD បន្តដោយការលាបអេឡិចត្រូផ្លាស្ទិចទង់ដែង។

ការប៉ូលាមេកានិចគីមី (CMP)៖ យកលោហៈលើសចេញដើម្បីទទួលបានផ្ទៃរាបស្មើ។

៣. គុណសម្បត្តិ និង ដែនកំណត់

TSV ផ្តល់ជូននូវផ្លូវតភ្ជាប់ខ្លីបំផុត ភាពយឺតយ៉ាវនៃសញ្ញាទាប ការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប និងកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាកត្តាជំរុញដ៏សំខាន់សម្រាប់ការគណនាដំណើរការខ្ពស់ និងអង្គចងចាំកម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ TSV ក៏មានដែនកំណត់ផងដែរ៖

បញ្ហា​ស្ត្រេស​ដោយសារ​កម្ដៅ៖ ភាព​មិន​ស៊ីគ្នា​ខ្លាំង​នៅ​ក្នុង CTE រវាង​ស៊ីលីកុន និង​ទង់ដែង​អាច​កាត់​បន្ថយ​ភាព​ជឿជាក់​បាន។

ថ្លៃដើមដំណើរការខ្ពស់៖ ការឆ្លាក់ជ្រៅ ការអេឡិចត្រូផ្លាទីង និង CMP មានភាពស្មុគស្មាញ និងងាយនឹងប៉ះពាល់ដល់ទិន្នផល។

បញ្ហាប្រឈមនៃអ៊ីសូឡង់អគ្គិសនី៖ កម្រាស់ និងឯកសណ្ឋាននៃស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់កម្លាំងឌីអេឡិចត្រិច។

នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេនៃការរួមបញ្ចូលបន្ទះឈីបកើនឡើង ជម្លោះរវាងទិន្នផល និងថ្លៃដើមបានជំរុញឱ្យមានការរុករកវត្ថុធាតុដើមជំនួស - ដែលបង្កើតឱកាសសម្រាប់ TGV។

II. TGV៖ ការច្នៃប្រឌិតតភ្ជាប់អន្តរប្រព័ន្ធដែលមានមូលដ្ឋានលើកញ្ចក់
១. គោលការណ៍បច្ចេកទេស

រថភ្លើង TGV ប្រើប្រាស់ស្រទាប់កញ្ចក់ជំនួសឲ្យស៊ីលីកុន។ ច្រកឆ្លងកាត់ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការខួងឡាស៊ែរ ឬការឆ្លាក់សើម បន្ទាប់មកដោយការដាក់ស្រទាប់គ្រាប់លោហៈ និងការស្រោបដោយអគ្គិសនី ដែលសម្រេចបាននូវការតភ្ជាប់បញ្ឈរស្រដៀងគ្នាទៅនឹងរថភ្លើង TSV។

កញ្ចក់ផ្តល់នូវអ៊ីសូឡង់អគ្គិសនីដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ថេរឌីអេឡិចត្រិចទាប (Dk) ការបាត់បង់ឌីអេឡិចត្រិចទាប (Df) និងស្ថេរភាពវិមាត្រដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ដែលធ្វើឱ្យ TGV មានភាពទាក់ទាញខ្លាំងសម្រាប់ការបញ្ជូនសញ្ញាល្បឿនលឿន និងការវេចខ្ចប់អុបតូអេឡិចត្រូនិច។

២. លំហូរដំណើរការ

ជំហានសំខាន់ៗក្នុងការផលិត TGV រួមមាន៖

ការខួងឡាស៊ែរ៖ ឡាស៊ែរលឿនបំផុតបង្កើតជាមីក្រូវ៉ាសនៅក្នុងកញ្ចក់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតជាធម្មតាចាប់ពី 20–150 μm។

ការដាក់ស្រទាប់គ្រាប់ពូជ៖ PVD ដូចជាការបាញ់ម៉ាញ៉េត្រុង ការដាក់ស្រទាប់ដឹកនាំឯកសណ្ឋាននៅលើជញ្ជាំងឆ្លងកាត់។

ការចាក់លោហៈដោយអគ្គិសនី៖ ស្ពាន់ ឬយ៉ាន់ស្ព័រនីកែល-ទង់ដែងបំពេញច្រកដើម្បីបង្កើតជាការតភ្ជាប់អគ្គិសនីតាមកញ្ចក់។

ការរៀបចំប្លង់ និងលំនាំ៖ អាចឱ្យមានការតភ្ជាប់ច្រើនស្រទាប់ ឬការភ្ជាប់ទៅនឹងបន្ទះឈីប IC។

៣. គុណសម្បត្តិ

បើប្រៀបធៀបជាមួយ TSV TGV បង្ហាញពីអត្ថប្រយោជន៍ជាច្រើន៖

ការខាតបង់ឌីអេឡិចត្រិចទាប៖ កញ្ចក់ Dk មានប្រហែល 1/3 នៃស៊ីលីកុន ដែលកាត់បន្ថយការឆ្លងកាត់សញ្ញា និងការបាត់បង់ការបញ្ចូល។

ស្ថេរភាពកម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ៖ CTE ជិតនឹងលោហធាតុ កាត់បន្ថយភាពតានតឹងកម្ដៅឱ្យនៅកម្រិតអប្បបរមា។

តម្លាភាពអុបទិក៖ គាំទ្រការរួមបញ្ចូលអុបតូអេឡិចត្រូនិចនៅក្នុងហ្វូតូនិក និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។

ថ្លៃដើមដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន៖ ការខួងឡាស៊ែរ និងដំណើរការកញ្ចក់កំពុងមានភាពចាស់ទុំ សមស្របសម្រាប់ការផលិតកម្រិតបន្ទះទំហំធំ។

III. TSV ទល់នឹង TGV៖ ការប្រៀបធៀប និងដែនអនុវត្ត

TSV នៅតែជាជម្រើសចម្បងសម្រាប់តក្កវិជ្ជាដំណើរការខ្ពស់ និងការដាក់ជង់អង្គចងចាំ 3D ខណៈពេលដែល TGV កំពុងពង្រីកយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុង SiP ការរួមបញ្ចូលអុបតូអេឡិចត្រូនិច ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងឧបករណ៍ RF។

ដោយសារទំហំស្រទាប់កញ្ចក់ឈានដល់ការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះ (PLP) TGV កំពុងក្លាយជាវេទិកាភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងដ៏ល្អសម្រាប់ការទំនាក់ទំនង 5G រ៉ាដារថយន្ត អុបទិក AR និងការវេចខ្ចប់ Mini/Micro LED។

IV. ពីស៊ីលីកុនទៅកញ្ចក់៖ អត្ថប្រយោជន៍កម្រិតប្រព័ន្ធ

ការណែនាំអំពីកញ្ចក់មិនមែនគ្រាន់តែជាការជំនួសសម្ភារៈប៉ុណ្ណោះទេ វាតំណាងឱ្យការផ្លាស់ប្តូរទស្សនវិជ្ជារចនាកម្រិតប្រព័ន្ធ។

ដំណើរការអគ្គិសនី៖ កញ្ចក់ Dk ទាបកាត់បន្ថយការពន្យាពេលសញ្ញា និងការប្រើប្រាស់ថាមពលយ៉ាងច្រើន។

ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ៖ TGV ផ្តល់នូវភាពរាបស្មើខ្ពស់ និងការកោងទាបសម្រាប់ការវេចខ្ចប់លើផ្ទៃដីធំ។

ភាពបត់បែនក្នុងការផលិត៖ ដំណើរការឡាស៊ែររួមផ្សំជាមួយ PVD បូមធូលីអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពឆបគ្នាខ្ពស់នៃដំណើរការ និងសមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋានខ្ពស់។

ជាពិសេស សម្រាប់ការរួមបញ្ចូលអុបតូអេឡិចត្រូនិច តម្លាភាពអុបទិកនៃកញ្ចក់អាចឱ្យការរចនាវេចខ្ចប់ដែលស្រទាប់ខាងក្រោមគាំទ្រមិនត្រឹមតែការតភ្ជាប់អគ្គិសនីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងរលកនាំផ្លូវ កញ្ចក់ និងបង្អួចឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផងដែរ ដែលពិបាកសម្រេចបានជាមួយ TSV។

ដំណោះស្រាយថ្នាំកូតស្រទាប់គ្រាប់ពូជ TGV របស់ V. ZhenHua Vacuum

គុណសម្បត្តិឧបករណ៍៖

ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពថ្នាំកូតជ្រៅតាមរន្ធ៖ បច្ចេកវិទ្យាថ្នាំកូតជ្រៅតាមរន្ធដែលមានកម្មសិទ្ធិ ដែលមានសមត្ថភាពដោះស្រាយរន្ធតូចរហូតដល់ 30 μm ជាមួយនឹងសមាមាត្រ >10:1 ដោយដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមជ្រៅតាមរន្ធស្មុគស្មាញ។

អាចប្ដូរតាមបំណងសម្រាប់ទំហំផ្សេងៗ៖ គាំទ្រស្រទាប់កញ្ចក់រួមទាំង 600×600 ម.ម, 510×515 ម.ម ឬធំជាងនេះ។

ភាពបត់បែននៃដំណើរការ៖ ឆបគ្នាជាមួយ Cu, Ti, Ni, Pt និងខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលដឹកនាំ ឬមានមុខងារផ្សេងទៀត ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការធន់នឹងអគ្គិសនី និងការច្រេះផ្សេងៗ។

ដំណើរការមានស្ថេរភាព និងងាយស្រួលថែទាំ៖ បំពាក់ដោយការគ្រប់គ្រងឆ្លាតវៃសម្រាប់ការកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាជាក់ស្តែងនៃឯកសណ្ឋានកម្រាស់។ ការរចនាម៉ូឌុលជួយសម្រួលដល់ការថែទាំ និងកាត់បន្ថយពេលវេលារងចាំ។

វិសាលភាពនៃការអនុវត្ត៖ ស័ក្តិសមសម្រាប់ការវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់ TGV/TSV/TMV ដោយសម្រេចបានជ្រៅតាមរយៈថ្នាំកូតស្រទាប់គ្រាប់ពូជជាមួយនឹងសមាមាត្រទិដ្ឋភាព 10:1។

- អត្ថបទនេះត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយដោយឧបករណ៍ថ្នាំកូតបូមធូលី ក្រុមហ៊ុនផលិតម៉ាស៊ីនបូមធូលី Zhenhua