នៅក្នុងបដិវត្តន៍ឌីជីថលសព្វថ្ងៃនេះ ការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃការបញ្ជូនទិន្នន័យកំពុងត្រូវបានជំរុញដោយអន្តរកម្មប្រេកង់ខ្ពស់នៅក្នុងស្មាតហ្វូន បទពិសោធន៍ AR/VR ដ៏សម្បូរបែប និងបន្ទុកការងារកុំព្យូទ័រយ៉ាងច្រើននៅក្នុងកុំព្យូទ័រដំណើរការខ្ពស់។ ការវេចខ្ចប់ 2D បែបប្រពៃណី — ដែលមានផ្លូវភ្ជាប់គ្នាវែង និងការខាតបង់ការបញ្ជូនខ្ពស់ — លែងអាចទម្លុះឧបសគ្គនៃដំណើរការបានទៀតហើយ។
ជាលទ្ធផល ការដាក់បន្ទះឈីប និងការវេចខ្ចប់ 3D បានលេចចេញជាទិសដៅយុទ្ធសាស្ត្ររបស់ឧស្សាហកម្ម។ ដើម្បីឱ្យការតភ្ជាប់ 3D មានប្រសិទ្ធភាពពិតប្រាកដ បច្ចេកវិទ្យា Through Glass Via (TGV) បានលេចធ្លោជាមួយនឹងគុណសម្បត្តិពិសេសរបស់វា ដោយផ្លាស់ប្តូរពីទុនបម្រុង R&D ទៅជាកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។ TGV ឥឡូវនេះកំពុងក្លាយជាកត្តាជំរុញដ៏សំខាន់សម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចជំនាន់ក្រោយ។
១. បច្ចេកវិទ្យា TGV៖ «ស្ពាន» នៃការតភ្ជាប់អន្តរ 3D
១.១ គោលគំនិតស្នូល៖ តើ TGV ជាអ្វីឲ្យប្រាកដ?
ខ្លឹមសារនៃ TGV គឺការផលិតមីក្រូវ៉ាសបញ្ឈរតាមរយៈស្រទាប់កញ្ចក់។ វ៉ាសទាំងនេះដើរតួជាស្ពានអគ្គិសនី ដោយភ្ជាប់បន្ទះឈីប ឬសមាសធាតុដែលដាក់ជង់គ្នាដោយផ្ទាល់ ដែលអាចឱ្យមានការបញ្ជូនសញ្ញា និងថាមពល។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង "ខ្សែភ្លើងរាបស្មើ" បែបប្រពៃណី ការតភ្ជាប់បញ្ឈរធ្វើឱ្យផ្លូវបញ្ជូនខ្លីយ៉ាងខ្លាំង និងគាំទ្រដល់ការបង្រួមឧបករណ៍ និងការធ្វើសមាហរណកម្មខ្ពស់។
១.២ ហេតុអ្វីបានជាស្រទាប់កញ្ចក់ជាមធ្យោបាយដឹកជញ្ជូនធម្មជាតិសម្រាប់រថភ្លើង TGV
TGV លើស TSV (Through Silicon Via) ដោយសារតែគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗបីយ៉ាងនៃកញ្ចក់៖
ថេរឌីអេឡិចត្រិចទាប - ការការពារសញ្ញាប្រេកង់ខ្ពស់៖ កញ្ចក់មានលក្ខណៈពិសេសដោយឯកឯងនូវថេរឌីអេឡិចត្រិចទាប ដែលកាត់បន្ថយការបាត់បង់ឌីអេឡិចត្រិចក្នុងអំឡុងពេលបញ្ជូន និងរក្សាភាពសុចរិតនៃសញ្ញានៅក្នុងកម្មវិធីប្រេកង់ខ្ពស់ដូចជា 5G និង HPC។
ភាពឆបគ្នានៃការពង្រីកកម្ដៅជាមួយស៊ីលីកុន – បង្កើនភាពជឿជាក់៖ កញ្ចក់ត្រូវគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធនឹងមេគុណនៃការពង្រីកកម្ដៅរបស់ស៊ីលីកុន ដែលកាត់បន្ថយភាពតានតឹងកម្ដៅ-មេកានិច និងការបរាជ័យក្នុងអំឡុងពេលវដ្តកម្ដៅ ដោយហេតុនេះពន្យារអាយុកាលឧបករណ៍។
តម្លាភាពអុបទិកខ្ពស់ – អាចឱ្យមានការរួមបញ្ចូលអុបតូអេឡិចត្រូនិច៖ មិនដូចស៊ីលីកុនស្រអាប់ទេ តម្លាភាពកញ្ចក់គាំទ្រកម្មវិធីចម្រុះអេឡិចត្រូ-អុបទិក។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងម៉ូឌុលហ្វូតូនិកស៊ីលីកុន កញ្ចក់អាចឱ្យមានការភ្ជាប់គ្នារវាងអគ្គិសនី និងការបញ្ជូនសញ្ញាអុបទិក។ នៅក្នុងអេក្រង់បង្ហាញខ្នាតតូច AR/VR តម្លាភាពកាត់បន្ថយការស្ទះអុបទិក និងបង្កើនពន្លឺ និងភាពច្បាស់លាស់។
១.៣ ពី TSV ទៅ TGV៖ ការវិវត្តន៍ធម្មជាតិ
មុនពេលមាន TGV បច្ចេកវិទ្យា TSV គឺជាបច្ចេកវិទ្យាភ្ជាប់ទំនាក់ទំនង 3D ដ៏លេចធ្លោ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ TSV ប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមកាន់តែច្រើនឡើងៗ ដោយសារដង់ស៊ីតេនៃការរួមបញ្ចូលកើនឡើង៖
តម្លៃខ្ពស់៖ លំហូរដំណើរការស្មុគស្មាញ - ការឆ្លាក់ ការដាក់អ៊ីសូឡង់ ការធ្វើលោហធាតុ - ធ្វើឱ្យ TSV មិនសូវស័ក្តិសមសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ។
ក្តីបារម្ភអំពីភាពជឿជាក់៖ ភាពមិនស៊ីគ្នានៃការពង្រីកកម្ដៅរវាងស៊ីលីកុន និងវត្ថុធាតុផ្សេងទៀត ជារឿយៗនាំឱ្យមានការប្រេះ ឬការបរាជ័យនៃសន្លាក់ផ្សារ។
វិសាលភាពនៃការអនុវត្តមានកំណត់៖ ភាពស្រអាប់របស់ស៊ីលីកុនមិនរាប់បញ្ចូល TSV ពីកម្មវិធីអុបតូអេឡិចត្រូនិចដែលតម្រូវឱ្យមានតម្លាភាព។
TGV ដោះស្រាយចំណុចឈឺចាប់ទាំងនេះបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាដំណោះស្រាយតភ្ជាប់ជំនាន់ក្រោយដែលពេញចិត្ត។
២. ថ្នាំកូតតាមរន្ធ៖ កត្តាជំរុញស្នូលដែលធ្វើឱ្យ TGV មានមុខងារ
២.១ ការយល់ដឹងសំខាន់ៗ៖ បើគ្មានថ្នាំកូតទេ រថភ្លើង TGV គ្រាន់តែជា «បំពង់ទទេ» ប៉ុណ្ណោះ
កញ្ចក់ផ្លូវវាសមានលក្ខណៈអ៊ីសូឡង់ដោយធម្មជាតិ ហើយមិនអាចចម្លងចរន្តអគ្គិសនីបានទេ។ ដើម្បីអាចឲ្យមានការតភ្ជាប់គ្នាបាន ស្រទាប់ចម្លងចរន្តស្របតាមស្តង់ដារ (ជាធម្មតាជាខ្សែភាពយន្តដែក) ត្រូវតែដាក់តាមបណ្តោយជញ្ជាំងផ្លូវវាស។ ស្រទាប់នេះដំណើរការជាផ្លូវសញ្ញា ដែលកំណត់ល្បឿន ការបាត់បង់ និងស្ថេរភាព។ ថ្នាំកូតមិនស្មើគ្នា ឬមានបញ្ហាបណ្តាលឲ្យមានភាពធន់ខ្ពស់ ការចុះខ្សោយនៃសញ្ញា ឬសូម្បីតែសៀគ្វីបើកចំហ ដែលធ្វើឲ្យការចម្លងចរន្តតាមលោហៈក្លាយជាខ្សែជីវិតនៃបច្ចេកវិទ្យា TGV។
២.២ បញ្ហាប្រឈម៖ ចំណុចឈឺចាប់សំខាន់ពីរ
ការគ្របដណ្តប់សមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់
អង្កត់ផ្ចិត TGV ឥឡូវនេះស្ថិតនៅក្នុងជួរមីក្រូម៉ែត្រ (ចុះដល់ ~30 μm) ជាមួយនឹងជម្រៅលើសពី 10:1។ វិធីសាស្ត្រដាក់ស្រទាប់ការពារបែបប្រពៃណីពិបាកសម្រេចបានការគ្របដណ្តប់បាត និងខ្សែភាពយន្តជញ្ជាំងចំហៀងឯកសណ្ឋាន ដែលជារឿយៗបន្សល់ទុក "តំបន់ស្លាប់" ដែលមិនបានស្រោប ដែលធ្វើឱ្យខូចប្រសិទ្ធភាពនៃការតភ្ជាប់។
ការគ្រប់គ្រងកំហុស - ឃាតករលាក់កំបាំង
ជ្រុង និងជញ្ជាំងរដុបងាយនឹងកើតជាចន្លោះប្រហោង ឬពពុះ។ ពិការភាពទាំងនេះបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃភាពធន់ទ្រាំក្នុងតំបន់ ឬសៀគ្វីបើកចំហ ដែលបំបែកការតភ្ជាប់រវាងបន្ទះឈីប និងឧបករណ៍ដោយផ្ទាល់។ ដូច្នេះ ការលុបបំបាត់ពិការភាពគឺជាបញ្ហាប្រឈមកណ្តាលនៃការស្រោប TGV។
៣. ផ្លូវថ្នាំកូតចំនួនបួន៖ ចំណុចខ្លាំង និង ដែនកំណត់
ការបញ្ចេញចំហាយរូបវន្ត (PVD): ចាស់ទុំប៉ុន្តែមានកំណត់
ដំណើរការដូចជាការហួត និងការបាញ់ថ្នាំផ្តល់នូវខ្សែភាពយន្តដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ និងស្អិតជាប់យ៉ាងខ្លាំង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែលក្ខណៈ "មើលឃើញ" របស់វា PVD ជួបការលំបាកជាមួយនឹង vias សមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់ ហើយស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ vias ក្រោម ~5:1 សមាមាត្រទិដ្ឋភាព។
ការបញ្ចេញចំហាយគីមី (CVD)៖ សមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់មានសមត្ថភាពប៉ុន្តែមានតម្លៃថ្លៃ
CVD ប្រើប្រាស់សារធាតុបឋមឧស្ម័នដែលសាយភាយតាមបណ្តោយជញ្ជាំងចំហៀង ដែលផ្តល់ថ្នាំកូតឯកសណ្ឋានសូម្បីតែនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធសមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់ក៏ដោយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធខ្ពស់ប្រឈមនឹងការបំផ្លាញស្រទាប់កញ្ចក់ ហើយតម្លៃឧបករណ៍គឺខ្ពស់ ដែលធ្វើឱ្យវាស័ក្តិសមជាចម្បងសម្រាប់កម្មវិធីកម្រិតខ្ពស់។
ការដាក់លោហៈធាតុអេឡិចត្រូគីមី (ECD): ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំដែលចំណាយតិច
ECD ដាក់ស្រទាប់ខ្សែភាពយន្តដែលមានចរន្តអគ្គិសនីដោយកាត់បន្ថយអ៊ីយ៉ុងលោហៈនៅលើជញ្ជាំងចំហៀងនៃចរន្ត។ វាផ្តល់នូវតម្លៃទាប និងទិន្នផលខ្ពស់ ដែលល្អសម្រាប់ការផលិតបរិមាណ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ការគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៃកំហាប់អេឡិចត្រូលីត និងដង់ស៊ីតេចរន្តគឺមានសារៈសំខាន់ - គម្លាតនាំឱ្យមានខ្សែភាពយន្ត porous ឬការបំពុល។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានអនុវត្តចំពោះចរន្តដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 5–50 μm។
ការដាក់ស្រទាប់អាតូម (ALD): ដំណោះស្រាយដ៏ជាក់លាក់
ALD សម្រេចបាននូវការគ្រប់គ្រងកម្រាស់មាត្រដ្ឋានអាតូម និងភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ដែលធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ច្រកសមាមាត្រទិដ្ឋភាពខ្ពស់ខ្លាំង។ វាដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមនៃការគ្របដណ្តប់ ប៉ុន្តែទទួលរងនូវអត្រាការដាក់យឺតខ្លាំង និងថ្លៃដើមខ្ពស់។ ដូច្នេះ ALD ភាគច្រើនត្រូវបានរក្សាទុកសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាកាសចរណ៍ និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានភាពជឿជាក់ខ្ពស់។
៤. តម្លៃនៃថ្នាំកូត TGV៖ ជំរុញដំណើរការតភ្ជាប់អន្តរ 3D
ការរីកចម្រើនលឿន - ការតភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ល្បឿនលឿន
នៅក្នុងការវេចខ្ចប់ 2D សញ្ញាត្រូវតែធ្វើដំណើរចម្ងាយឆ្ងាយ ដែលបង្កើនការខាតបង់។ ជាមួយនឹងការលោហធាតុ TGV ការតភ្ជាប់បន្ទះឈីបទៅក្តារ និងបន្ទះឈីបទៅប្រព័ន្ធក្លាយជាខ្លី បញ្ឈរ និងខាតបង់ទាប។ នៅក្នុងម៉ាស៊ីនមេ HPC ចំណុចបត់ដែលស្រោបដោយ TGV អនុញ្ញាតឱ្យល្បឿនទំនាក់ទំនង CPU ទៅអង្គចងចាំ/GPU ប្រសើរឡើងជាង 30% ដោយកាត់បន្ថយភាពយឺតយ៉ាវ និងជំរុញប្រសិទ្ធភាពប្រព័ន្ធ។
ប្រសិទ្ធភាពថាមពល - ការពន្យារពេល និងការប្រើប្រាស់ថាមពលទាបជាង
ផ្លូវតភ្ជាប់ខ្លីជាងមុនកាត់បន្ថយការពន្យារពេល ខណៈពេលដែលថ្នាំកូតដែលមានភាពធន់ទាបកាត់បន្ថយកំដៅ Joule។ ឧទាហរណ៍ ការវេចខ្ចប់បន្ទះឈីបស្មាតហ្វូនដែលបើកដំណើរការដោយ TGV អាចកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលស្នូលបាន 15–20% ដែលពន្យារអាយុកាលថ្ម និងធ្វើអោយបទពិសោធន៍អ្នកប្រើប្រាស់ប្រសើរឡើង។
៥. ម៉ាស៊ីនបូមធូលី Zhenhua៖ ដំណោះស្រាយថ្នាំកូត TGV កម្រិតខ្ពស់
គុណសម្បត្តិឧបករណ៍
ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពជ្រៅជ្រះ
បច្ចេកវិទ្យាថ្នាំកូតរន្ធជ្រៅដែលមានកម្មសិទ្ធិអនុញ្ញាតឱ្យមានការដាក់ស្រទាប់គ្រាប់ពូជឯកសណ្ឋានសូម្បីតែនៅក្នុងច្រកតូចជាង 30 μm ជាមួយនឹងសមាមាត្រទិដ្ឋភាពលើសពី 10:1—ដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមដ៏លំបាកបំផុតមួយរបស់ឧស្សាហកម្ម។
ការគ្រប់គ្រងស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអាចប្ដូរតាមបំណងបាន
គាំទ្រទំហំស្រទាប់កញ្ចក់ជាច្រើនប្រភេទ រួមទាំង 600 × 600 ម.ម / 510 × 515 ម.ម ជាមួយនឹងសមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋានទៅទ្រង់ទ្រាយធំជាង។
ភាពបត់បែននៃដំណើរការ - ភាពឆបគ្នានៃសម្ភារៈច្រើនប្រភេទ
គាំទ្រដល់ខ្សែភាពយន្តដែលមានសមត្ថភាពដឹកនាំ និងមុខងារដូចជា Cu, Ti, W, Ni និង Pt ដែលបំពេញតាមតម្រូវការកម្មវិធីចម្រុះសម្រាប់ភាពធន់នឹងចរន្តអគ្គិសនី និងភាពធន់នឹងការច្រេះ។
ដំណើរការមានស្ថេរភាព និងងាយស្រួលថែទាំ
បំពាក់ដោយប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងដំណើរការឆ្លាតវៃសម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាជាក់ស្តែងនៃឯកសណ្ឋានកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត និងការរចនាម៉ូឌុលសម្រាប់ការថែទាំងាយស្រួល និងកាត់បន្ថយពេលវេលារងចាំ។
វិសាលភាពនៃកម្មវិធី
អាចអនុវត្តបានចំពោះការវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់ TGV/TSV/TMV ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការដាក់ស្រទាប់គ្រាប់ពូជស្របតាមស្តង់ដារនៅក្នុងច្រកជ្រៅជាមួយនឹងសមាមាត្រទិដ្ឋភាព 10:1។
- អត្ថបទនេះត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយដោយ ឧបករណ៍ថ្នាំកូតបូមធូលី ក្រុមហ៊ុនផលិតម៉ាស៊ីនបូមធូលី Zhenhua
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៧ ខែកញ្ញា ឆ្នាំ ២០២៥