സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പരിണാമത്തിൽ, സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രകടനം, കാൽപ്പാടുകൾ, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് ലംബ ഇന്റർകണക്ടുകൾ. ആദ്യകാല വയർ ബോണ്ടിംഗ്, ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് ടെക്നിക്കുകൾ മുതൽ 3D സ്റ്റാക്ക്ഡ് ഐസികളുടെ ആവിർഭാവം വരെ, വ്യവസായം ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയും ഹ്രസ്വമായ ഇന്റർകണക്ട് പരിഹാരങ്ങളും തേടുന്നു.
ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, TSV (ത്രൂ സിലിക്കൺ വിയ) ഉം TGV (ത്രൂ ഗ്ലാസ് വിയ) ഉം രണ്ട് മുഖ്യധാരാ ലംബ ഇന്റർകണക്റ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളായി ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്. മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ, നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾ, പ്രകടന സവിശേഷതകൾ, ആപ്ലിക്കേഷൻ ഡൊമെയ്നുകൾ എന്നിവയിൽ അവ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അടുത്ത തലമുറ പാക്കേജിംഗ് വികസനത്തിൽ ഒരു നിർണായക പോയിന്റിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
I. TSV: 3D പാക്കേജിംഗിന്റെ പയനിയർ
1. സാങ്കേതിക തത്വം
TSV എന്നത് ഒരു സിലിക്കൺ സബ്സ്ട്രേറ്റിലൂടെ (സാധാരണയായി പത്ത് മുതൽ നൂറുകണക്കിന് മൈക്രോൺ വരെ ആഴത്തിൽ) കൊത്തിയെടുത്ത ഉയർന്ന-ആസ്പെക്റ്റ്-റേഷ്യോ വിയകളെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, തുടർന്ന് വിയ ഭിത്തികളിൽ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി, ലോഹ വിത്ത് പാളി, മെറ്റൽ ഫിൽ (സാധാരണയായി ചെമ്പ്) എന്നിവയുടെ രൂപീകരണം സംഭവിക്കുന്നു. ഈ ലംബ വിയകൾ സ്റ്റാക്ക് ചെയ്ത ചിപ്പ് പാളികൾക്കിടയിൽ അതിവേഗ വൈദ്യുത ഇന്റർകണക്ഷനുകൾ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
2. പ്രോസസ് ഫ്ലോ
സാധാരണ TSV നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
ഡീപ് സിലിക്കൺ എച്ചിംഗ് (DRIE): സിലിക്കൺ വേഫറിൽ ഉയർന്ന വീക്ഷണാനുപാതത്തിലുള്ള വയാസ് സൃഷ്ടിക്കുക.
ഇൻസുലേറ്റിംഗ് ലെയർ ഡിപ്പോസിഷൻ: സാധാരണയായി സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിന്ന് ലോഹ ഫില്ലിനെ വൈദ്യുതമായി വേർതിരിക്കുന്നതിന് PECVD- നിക്ഷേപിച്ച SiO₂.
വിത്ത് പാളി നിക്ഷേപവും ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗും: ഒരു ലോഹ വിത്ത് പാളിയുടെ പിവിഡി നിക്ഷേപവും തുടർന്ന് ചെമ്പ് ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗും.
കെമിക്കൽ മെക്കാനിക്കൽ പോളിഷിംഗ് (CMP): ഒരു സമതല പ്രതലം ലഭിക്കുന്നതിന് അധിക ലോഹം നീക്കം ചെയ്യുക.
3. ഗുണങ്ങളും പരിമിതികളും
വളരെ ചെറിയ ഇന്റർകണക്റ്റ് പാതകൾ, കുറഞ്ഞ സിഗ്നൽ ലേറ്റൻസി, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, ഉയർന്ന ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് എന്നിവ ടിഎസ്വി വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനും ഉയർന്ന ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് മെമ്മറിക്കും ഒരു നിർണായക പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, TSV യ്ക്കും പരിമിതികളുണ്ട്:
താപ സമ്മർദ്ദ പ്രശ്നങ്ങൾ: സിലിക്കണും ചെമ്പും തമ്മിലുള്ള CTE യിലെ വലിയ പൊരുത്തക്കേട് വിശ്വാസ്യത കുറയ്ക്കും.
ഉയർന്ന പ്രക്രിയ ചെലവ്: ആഴത്തിലുള്ള എച്ചിംഗ്, ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്, CMP എന്നിവ സങ്കീർണ്ണവും വിളവ് സെൻസിറ്റീവുമാണ്.
വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷൻ വെല്ലുവിളികൾ: ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയുടെ കനവും ഏകീകൃതതയും ഡൈഇലക്ട്രിക് ശക്തിയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.
ചിപ്പ് സംയോജന സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, വിളവും ചെലവും തമ്മിലുള്ള വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ ബദൽ വസ്തുക്കളുടെ പര്യവേക്ഷണത്തിന് കാരണമായി - ഇത് TGV-ക്ക് അവസരം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
II. ടിജിവി: ഗ്ലാസ് അധിഷ്ഠിത ഇന്റർകണക്റ്റ് ഇന്നൊവേഷൻ
1. സാങ്കേതിക തത്വം
ടിജിവിയിൽ സിലിക്കണിന് പകരം ഗ്ലാസ് സബ്സ്ട്രേറ്റുകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ലേസർ ഡ്രില്ലിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ വെറ്റ് എച്ചിംഗ് വഴി ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള വയാസ് രൂപപ്പെടുന്നു, തുടർന്ന് ഒരു ലോഹ വിത്ത് പാളി നിക്ഷേപിക്കുകയും ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ് നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ടിഎസ്വിക്ക് സമാനമായ ലംബമായ ഇന്റർകണക്റ്റുകൾ കൈവരിക്കുന്നു.
മികച്ച വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷൻ, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത സ്ഥിരാങ്കം (Dk), കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത നഷ്ടം (Df), മികച്ച ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത എന്നിവ ഗ്ലാസ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനും ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് പാക്കേജിംഗിനും TGV യെ വളരെ ആകർഷകമാക്കുന്നു.
2. പ്രോസസ് ഫ്ലോ
ടിജിവി നിർമ്മാണത്തിലെ പ്രധാന ഘട്ടങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
ലേസർ ഡ്രില്ലിംഗ്: അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസറുകൾ സാധാരണയായി 20–150 μm വരെ വ്യാസമുള്ള ഗ്ലാസിൽ മൈക്രോവിയകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.
വിത്ത് പാളി നിക്ഷേപം: മാഗ്നെട്രോൺ സ്പട്ടറിംഗ് പോലുള്ള പിവിഡി, വിയ ഭിത്തികളിൽ ഒരു ഏകീകൃത ചാലക പാളി നിക്ഷേപിക്കുന്നു.
ലോഹ ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്: ചെമ്പ് അല്ലെങ്കിൽ നിക്കൽ-കോപ്പർ അലോയ് വിയാസിൽ നിറച്ച് ഗ്ലാസ് വഴിയുള്ള വൈദ്യുത കണക്ഷനുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.
പ്ലാനറൈസേഷനും പാറ്റേണിംഗും: മൾട്ടി-ലെയർ ഇന്റർകണക്ടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഐസി ചിപ്പുകളിലേക്കുള്ള ബോണ്ടിംഗ് പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നു.
3. നേട്ടങ്ങൾ
ടിഎസ്വിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ടിജിവി നിരവധി നേട്ടങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്നു:
കുറഞ്ഞ ഡൈഇലക്ട്രിക് നഷ്ടം: ഗ്ലാസ് ഡികെ സിലിക്കണിന്റെ ഏകദേശം 1/3 ഭാഗമാണ്, ഇത് സിഗ്നൽ ക്രോസ്സ്റ്റോക്കും ഇൻസേർഷൻ നഷ്ടവും കുറയ്ക്കുന്നു.
മികച്ച താപ സ്ഥിരത: ലോഹങ്ങൾക്ക് സമീപമുള്ള CTE, താപ സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നു.
ഒപ്റ്റിക്കൽ സുതാര്യത: ഫോട്ടോണിക്സിലും സെൻസറുകളിലും ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് സംയോജനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.
നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന ചെലവ്: ലേസർ ഡ്രില്ലിംഗും ഗ്ലാസ് പ്രോസസ്സിംഗും പക്വത പ്രാപിക്കുന്നു, വലിയ ഏരിയ പാനൽ-ലെവൽ ഉൽപാദനത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്.
III. TSV vs TGV: താരതമ്യവും ആപ്ലിക്കേഷൻ ഡൊമെയ്നുകളും
| ഇനം | TSV (സിലിക്കൺ വിയ വഴി) | ടിജിവി (ഗ്ലാസ് വിയയിലൂടെ) |
| അടിവസ്ത്രം | മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ | സ്പെഷ്യാലിറ്റി ഗ്ലാസ് (ബോറോഫ്ലോട്ട്, കോർണിംഗ്, ഷോട്ട്, മുതലായവ) |
| ദ്വാരത്തിന്റെ വ്യാസം | 5–50 മൈക്രോൺ | 20–150 മൈക്രോൺ |
| ദ്വാര ആഴം | 30–100 മൈക്രോൺ | 100–400 മൈക്രോൺ |
| ഇൻസുലേഷൻ | അധിക ഇൻസുലേഷൻ പാളി ആവശ്യമാണ് | ആന്തരികമായി ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യുന്ന ഗ്ലാസ് |
| താപ വികാസ ഗുണക പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ | Cu-മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ | Cu ന് സമാനമായി, കുറഞ്ഞ താപ സമ്മർദ്ദം |
| പ്രോസസ്സ് ചെലവ് | ഉയർന്ന | താരതമ്യേന കുറവ് |
| അപേക്ഷകൾ | ലോജിക്/മെമ്മറി 3D സ്റ്റാക്കിംഗ് | SiP, സെൻസറുകൾ, ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് പാക്കേജിംഗ്, ആന്റിനകൾ, MEMS |
ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ലോജിക്, മെമ്മറി 3D സ്റ്റാക്കിംഗിന് TSV മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പായി തുടരുന്നു, അതേസമയം SiP, ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് ഇന്റഗ്രേഷൻ, സെൻസറുകൾ, RF ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ TGV അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
ഗ്ലാസ് സബ്സ്ട്രേറ്റ് വലുപ്പങ്ങൾ പാനൽ-ലെവൽ പാക്കേജിംഗിൽ (PLP) എത്തുന്നതോടെ, 5G ആശയവിനിമയം, ഓട്ടോമോട്ടീവ് റഡാർ, AR ഒപ്റ്റിക്സ്, മിനി/മൈക്രോ LED പാക്കേജിംഗ് എന്നിവയ്ക്ക് TGV ഒരു അനുയോജ്യമായ ഇന്റർകണക്റ്റ് പ്ലാറ്റ്ഫോമായി മാറുകയാണ്.
IV. സിലിക്കണിൽ നിന്ന് ഗ്ലാസിലേക്ക്: സിസ്റ്റം-ലെവൽ നേട്ടങ്ങൾ
ഗ്ലാസ്സിന്റെ ആമുഖം വെറുമൊരു മെറ്റീരിയൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ മാത്രമല്ല; അത് സിസ്റ്റം-ലെവൽ ഡിസൈൻ തത്ത്വചിന്തയിലെ ഒരു മാറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
വൈദ്യുത പ്രകടനം: കുറഞ്ഞ Dk ഗ്ലാസ് സിഗ്നൽ കാലതാമസവും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.
ഘടനാപരമായ സമഗ്രത: വലിയ ഏരിയ പാക്കേജിംഗിന് TGV ഉയർന്ന പ്ലാനാരിറ്റിയും കുറഞ്ഞ വാർപേജും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
നിർമ്മാണ വഴക്കം: വാക്വം പിവിഡിയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് ഉയർന്ന പ്രോസസ്സ് അനുയോജ്യതയും സ്കേലബിളിറ്റിയും അനുവദിക്കുന്നു.
പ്രത്യേകിച്ച്, ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് സംയോജനത്തിന്, ഗ്ലാസിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സുതാര്യത പാക്കേജിംഗ് ഡിസൈനുകളെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, അവിടെ സബ്സ്ട്രേറ്റ് ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇന്റർകണക്ടുകളെ മാത്രമല്ല, വേവ്ഗൈഡുകൾ, ലെൻസുകൾ, സെൻസർ വിൻഡോകൾ എന്നിവയെയും പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, ഇത് TSV ഉപയോഗിച്ച് നേടാൻ പ്രയാസമാണ്.
വി. ഷെൻഹുവ വാക്വം ടിജിവി സീഡ് ലെയർ കോട്ടിംഗ് സൊല്യൂഷൻ
ഉപകരണ നേട്ടങ്ങൾ:
ഡീപ് വിയ കോട്ടിംഗ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ: 10:1 വീക്ഷണാനുപാതത്തിൽ 30 μm വരെ ചെറിയ വിയാസ് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ള പ്രൊപ്രൈറ്ററി ഡീപ് വിയ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ, സങ്കീർണ്ണമായ ഡീപ് വിയ വെല്ലുവിളികളെ അഭിസംബോധന ചെയ്യുന്നു.
വിവിധ വലുപ്പങ്ങൾക്കായി ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാവുന്നതാണ്: 600×600 mm, 510×515 mm, അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതൽ വലിപ്പമുള്ള ഗ്ലാസ് സബ്സ്ട്രേറ്റുകളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.
പ്രോസസ്സ് ഫ്ലെക്സിബിലിറ്റി: വൈവിധ്യമാർന്ന വൈദ്യുത, നാശന പ്രതിരോധ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് Cu, Ti, Ni, Pt, മറ്റ് ചാലക അല്ലെങ്കിൽ പ്രവർത്തനപരമായ നേർത്ത ഫിലിമുകൾ എന്നിവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
സ്ഥിരമായ പ്രകടനവും എളുപ്പത്തിലുള്ള പരിപാലനവും: ഓട്ടോമാറ്റിക് പാരാമീറ്റർ ക്രമീകരണത്തിനും കനം ഏകീകൃതതയുടെ തത്സമയ നിരീക്ഷണത്തിനുമായി സ്മാർട്ട് നിയന്ത്രണം സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു; മോഡുലാർ ഡിസൈൻ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ സുഗമമാക്കുകയും പ്രവർത്തനരഹിതമായ സമയം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ആപ്ലിക്കേഷൻ വ്യാപ്തി: TGV/TSV/TMV അഡ്വാൻസ്ഡ് പാക്കേജിംഗിന് അനുയോജ്യം, 10:1 വീക്ഷണാനുപാതത്തിൽ ആഴത്തിലുള്ള വിത്ത് പാളി കോട്ടിംഗ് നേടുന്നു.
—ഈ ലേഖനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്വാക്വം കോട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മാതാവ് ഷെൻഹുവ വാക്വം
പോസ്റ്റ് സമയം: ഒക്ടോബർ-16-2025