अर्धचालक प्याकेजिङ प्रविधिको विकासमा, ठाडो इन्टरकनेक्टहरू सधैं प्रणाली कार्यसम्पादन, पदचिह्न, र बिजुली खपत निर्धारण गर्ने प्रमुख कारक भएका छन्। प्रारम्भिक तार बन्धन र फ्लिप-चिप प्रविधिहरूदेखि 3D स्ट्याक्ड आईसीहरूको उदयसम्म, उद्योगले उच्च घनत्व र छोटो इन्टरकनेक्ट समाधानहरू खोजिरहेको छ।
यस सन्दर्भमा, TSV (थ्रु सिलिकन भिया) र TGV (थ्रु ग्लास भिया) दुई मुख्यधारा ठाडो अन्तरसम्बन्धित प्रविधिहरूको रूपमा देखा परेका छन्। तिनीहरू सामग्री प्रणाली, निर्माण प्रक्रियाहरू, कार्यसम्पादन विशेषताहरू, र अनुप्रयोग डोमेनहरूमा भिन्न छन्, जसले अर्को पुस्ताको प्याकेजिङ विकासमा एक निर्णायक बिन्दु प्रतिनिधित्व गर्दछ।
I. TSV: थ्रीडी प्याकेजिङको अग्रणी
१. प्राविधिक सिद्धान्त
TSV ले सिलिकन सब्सट्रेट (सामान्यतया दशौं देखि सयौं माइक्रोन गहिरो) मार्फत कुँदिएका उच्च-पक्ष-अनुपात भियाहरूलाई जनाउँछ, त्यसपछि भिया भित्ताहरूमा इन्सुलेट तह, धातुको बीउ तह, र धातु भरण (सामान्यतया तामा) को गठन हुन्छ। यी ठाडो भियाहरूले स्ट्याक्ड चिप तहहरू बीच उच्च-गति विद्युतीय अन्तरसम्बन्धहरू सक्षम पार्छन्।
२. प्रक्रिया प्रवाह
सामान्य TSV निर्माण प्रक्रियामा समावेश छ:
गहिरो सिलिकन एचिंग (DRIE): सिलिकन वेफरमा उच्च-पक्ष-अनुपात भियाहरू सिर्जना गर्नुहोस्।
इन्सुलेट तह निक्षेपण: सामान्यतया PECVD-जम्मा गरिएको SiO₂ सिलिकन सब्सट्रेटबाट धातु भरणलाई विद्युतीय रूपमा अलग गर्न।
बीज तह निक्षेपण र इलेक्ट्रोप्लेटिंग: धातुको बीज तहको PVD निक्षेपण र त्यसपछि तामाको इलेक्ट्रोप्लेटिंग।
केमिकल मेकानिकल पालिसिङ (CMP): समतल सतह प्राप्त गर्न अतिरिक्त धातु हटाउनुहोस्।
३. फाइदा र सीमाहरू
TSV ले अत्यन्त छोटो इन्टरकनेक्ट मार्गहरू, कम सिग्नल विलम्बता, कम पावर खपत, र उच्च ब्यान्डविथ प्रदान गर्दछ, जसले यसलाई उच्च-प्रदर्शन कम्प्युटिङ र उच्च-ब्यान्डविथ मेमोरीको लागि एक महत्वपूर्ण सक्षमकर्ता बनाउँछ।
यद्यपि, TSV का पनि सीमितताहरू छन्:
थर्मल तनाव समस्याहरू: सिलिकन र तामा बीचको CTE मा ठूलो बेमेलले विश्वसनीयता घटाउन सक्छ।
उच्च प्रक्रिया लागत: गहिरो नक्काशी, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, र CMP जटिल र उपज-संवेदनशील छन्।
विद्युतीय इन्सुलेशन चुनौतीहरू: इन्सुलेट तहको मोटाई र एकरूपताले डाइइलेक्ट्रिक शक्तिलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ।
चिप एकीकरण घनत्व बढ्दै जाँदा, उपज र लागत बीचको द्वन्द्वले वैकल्पिक सामग्रीहरूको अन्वेषणलाई प्रेरित गरेको छ - जसले TGV को लागि अवसर सिर्जना गरेको छ।
II. TGV: गिलासमा आधारित इन्टरकनेक्ट नवप्रवर्तन
१. प्राविधिक सिद्धान्त
TGV ले सिलिकनको सट्टा गिलास सब्सट्रेटहरू प्रयोग गर्दछ। उच्च-परिशुद्धता भियाहरू लेजर ड्रिलिंग वा वेट इचिंग द्वारा बनाइन्छ, त्यसपछि धातुको बीउ तहको निक्षेपण र इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा, TSV जस्तै ठाडो अन्तरसम्बन्धहरू प्राप्त गर्दै।
गिलासले उत्कृष्ट विद्युतीय इन्सुलेशन, कम डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक (Dk), कम डाइइलेक्ट्रिक क्षति (Df), र उत्कृष्ट आयामी स्थिरता प्रदान गर्दछ, जसले TGV लाई उच्च-गतिको सिग्नल प्रसारण र अप्टोइलेक्ट्रोनिक प्याकेजिङको लागि अत्यधिक आकर्षक बनाउँछ।
२. प्रक्रिया प्रवाह
TGV निर्माणमा मुख्य चरणहरू समावेश छन्:
लेजर ड्रिलिंग: अल्ट्राफास्ट लेजरहरूले गिलासमा माइक्रोभिया बनाउँछन् जसको व्यास सामान्यतया २०-१५० माइक्रोमिटर हुन्छ।
बीउ तह निक्षेपण: PVD, जस्तै म्याग्नेट्रोन स्पटरिङ, भिया भित्ताहरूमा एक समान प्रवाहकीय तह जम्मा गर्छ।
धातु इलेक्ट्रोप्लेटिंग: तामा वा निकेल-तामा मिश्र धातुले गिलासबाट विद्युतीय जडानहरू बनाउन भियाहरू भर्छ।
प्लानराइजेसन र प्याटर्निङ: बहु-तह इन्टरकनेक्टहरू वा IC चिप्समा बन्धन सक्षम बनाउँछ।
३. फाइदाहरू
TSV सँग तुलना गर्दा, TGV ले धेरै फाइदाहरू प्रदर्शन गर्दछ:
कम डाइइलेक्ट्रिक हानि: ग्लास डीके सिलिकनको लगभग १/३ भाग हो, जसले सिग्नल क्रसस्टक र इन्सर्सन हानि कम गर्छ।
उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता: धातुहरूको नजिक CTE, थर्मल तनाव कम गर्दै।
अप्टिकल पारदर्शिता: फोटोनिक्स र सेन्सरहरूमा अप्टोइलेक्ट्रोनिक एकीकरणलाई समर्थन गर्दछ।
नियन्त्रणयोग्य लागत: लेजर ड्रिलिंग र गिलास प्रशोधन परिपक्व हुँदैछन्, ठूलो क्षेत्रफलको प्यानल-स्तर उत्पादनको लागि उपयुक्त।
III. TSV बनाम TGV: तुलना र अनुप्रयोग डोमेनहरू
| वस्तु | TSV (सिलिकन मार्फत) | TGV (ग्लास मार्फत) |
| सब्सट्रेट | मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकन | विशेष गिलास (बोरोफ्लोट, कोर्निङ, स्कट, आदि) |
| प्वालको व्यास | ५–५० माइक्रोमिटर | २०–१५० माइक्रोमिटर |
| प्वालको गहिराइ | ३०–१०० माइक्रोमिटर | १००–४०० माइक्रोमिटर |
| इन्सुलेशन | थप इन्सुलेट तह आवश्यक छ | आन्तरिक रूपमा इन्सुलेट गर्ने गिलास |
| थर्मल एक्सपेन्सन कोइफिसिएन्ट मिलान | Cu सँग तुलना गर्दा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू | Cu जस्तै, कम तापीय तनाव |
| प्रक्रिया लागत | उच्च | तुलनात्मक रूपमा कम |
| अनुप्रयोगहरू | तर्क/स्मृति थ्रीडी स्ट्याकिङ | SiP, सेन्सरहरू, अप्टोइलेक्ट्रोनिक प्याकेजिङ, एन्टेना, MEMS |
TSV उच्च-प्रदर्शन तर्क र मेमोरी थ्रीडी स्ट्याकिङको लागि मुख्यधारा रोजाइ बनेको छ, जबकि TGV SiP, अप्टोइलेक्ट्रोनिक एकीकरण, सेन्सर र RF उपकरणहरूमा द्रुत गतिमा विस्तार भइरहेको छ।
गिलास सब्सट्रेट आकारहरू प्यानल-स्तर प्याकेजिङ (PLP) मा पुगेपछि, TGV 5G सञ्चार, अटोमोटिभ रडार, AR अप्टिक्स, र मिनी/माइक्रो LED प्याकेजिङको लागि एक आदर्श इन्टरकनेक्ट प्लेटफर्म बन्दै गएको छ।
IV. सिलिकन देखि गिलास सम्म: प्रणाली-स्तरका फाइदाहरू
गिलासको परिचय केवल सामग्री प्रतिस्थापन मात्र होइन; यसले प्रणाली-स्तरको डिजाइन दर्शनमा परिवर्तनलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।
विद्युतीय कार्यसम्पादन: कम Dk गिलासले सिग्नल ढिलाइ र बिजुली खपतलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ।
संरचनात्मक अखण्डता: TGV ले ठूलो क्षेत्रफलको प्याकेजिङको लागि उच्च समतलता र कम वारपेज प्रदान गर्दछ।
उत्पादन लचिलोपन: भ्याकुम PVD सँग मिलाएर लेजर प्रशोधनले उच्च प्रक्रिया अनुकूलता र स्केलेबिलिटीलाई अनुमति दिन्छ।
विशेष गरी, अप्टोइलेक्ट्रोनिक एकीकरणको लागि, गिलासको अप्टिकल पारदर्शिताले प्याकेजिङ डिजाइनहरूलाई सक्षम बनाउँछ जहाँ सब्सट्रेटले विद्युतीय इन्टरकनेक्टहरू मात्र नभई वेभगाइडहरू, लेन्सहरू र सेन्सर विन्डोहरूलाई पनि समर्थन गर्दछ, जुन TSV सँग प्राप्त गर्न गाह्रो छ।
V. ZhenHua भ्याकुम TGV बीज तह कोटिंग समाधान
उपकरणका फाइदाहरू:
डीप भिया कोटिंग अप्टिमाइजेसन: १०:१ भन्दा बढी पक्ष अनुपातको साथ ३० μm सम्मको सानो भियाहरू ह्यान्डल गर्न सक्षम स्वामित्वको डीप भिया कोटिंग प्रविधि, जटिल डीप भिया चुनौतीहरूलाई सम्बोधन गर्दै।
विभिन्न आकारहरूको लागि अनुकूलन योग्य: ६००×६०० मिमी, ५१०×५१५ मिमी, वा सोभन्दा ठूला सहित गिलास सब्सट्रेटहरूलाई समर्थन गर्दछ।
प्रक्रिया लचिलोपन: विविध विद्युतीय र जंग प्रतिरोध आवश्यकताहरू पूरा गर्न Cu, Ti, Ni, Pt, र अन्य प्रवाहकीय वा कार्यात्मक पातलो फिल्महरूसँग उपयुक्त।
स्थिर प्रदर्शन र सजिलो मर्मतसम्भार: स्वचालित प्यारामिटर समायोजन र मोटाई एकरूपताको वास्तविक-समय निगरानीको लागि स्मार्ट नियन्त्रणले सुसज्जित; मोड्युलर डिजाइनले मर्मतसम्भारलाई सहज बनाउँछ र डाउनटाइम कम गर्छ।
प्रयोगको दायरा: TGV/TSV/TMV उन्नत प्याकेजिङको लागि उपयुक्त, १०:१ पक्ष अनुपातको साथ गहिरो बीउ तह कोटिंग प्राप्त गर्दै।
— यो लेख प्रकाशित गरिएको थियोभ्याकुम कोटिंग उपकरण निर्माता झेन्हुआ भ्याकुम
पोस्ट समय: अक्टोबर-१६-२०२५