TSV ରୁ TGV ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ: ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ମାଧ୍ୟମରେ ସାମଗ୍ରୀ ବିକାଶ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ପାର୍ଥକ୍ୟ

ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ୟାକେଜିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବିକାଶରେ, ଭୂଲମ୍ବ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ସର୍ବଦା ସିଷ୍ଟମ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ପାଦଚିହ୍ନ ଏବଂ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବାର ଏକ ପ୍ରମୁଖ କାରଣ ହୋଇଆସିଛି। ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ତାର ବନ୍ଧନ ଏବଂ ଫ୍ଲିପ୍-ଚିପ୍ କୌଶଳଠାରୁ 3D ଷ୍ଟାକ୍ ହୋଇଥିବା IC ର ଆବିର୍ଭାବ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଶିଳ୍ପ ଅଧିକ ଘନତା ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ର ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ସମାଧାନ ଖୋଜୁଛି।

ଏହି ପରିପ୍ରେକ୍ଷୀରେ, TSV (Through Silicon Via) ଏବଂ TGV (Through Glass Via) ଦୁଇଟି ମୁଖ୍ୟଧାରାର ଭୂଲମ୍ବ ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି। ଏଗୁଡ଼ିକ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରଣାଳୀ, ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା, କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଭିନ୍ନ, ଯାହା ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ପ୍ୟାକେଜିଂ ବିକାଶରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବିନ୍ଦୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ।

I. TSV: 3D ପ୍ୟାକେଜିଂର ଅଗ୍ରଣୀ
1. ବୈଷୟିକ ନୀତି

TSV ଏକ ସିଲିକନ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ (ସାଧାରଣତଃ ଦଶରୁ ଶହ ଶହ ମାଇକ୍ରୋନ୍ ଗଭୀର) ମାଧ୍ୟମରେ ଖୋଦିତ ଉଚ୍ଚ-ପାର୍ଶ୍ଵ-ଅନୁପାତ ଭାୟାକୁ ବୁଝାଏ, ତା'ପରେ ଭାୟା କାନ୍ଥରେ ଏକ ଇନସୁଲେଟିଂ ସ୍ତର, ଧାତୁ ବୀଜ ସ୍ତର ଏବଂ ଧାତୁ ପୂରଣ (ସାଧାରଣତଃ ତମ୍ବା) ଗଠନ ହୁଏ। ଏହି ଭୂଲମ୍ବ ଭାୟା ଷ୍ଟାକ୍ ହୋଇଥିବା ଚିପ୍ ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଉଚ୍ଚ-ଗତି ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।

2. ପ୍ରକ୍ରିୟା ପ୍ରବାହ

ସାଧାରଣ TSV ନିର୍ମାଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

ଡିପ୍ ସିଲିକନ୍ ଏଚିଂ (DRIE): ସିଲିକନ୍ ୱେଫରରେ ଉଚ୍ଚ-ପାସ୍ପକ୍ଟ-ରେପୋ ଭାୟା ସୃଷ୍ଟି କରନ୍ତୁ।

ଇନସୁଲେଟିଂ ସ୍ତର ଜମା: ସାଧାରଣତଃ ସିଲିକନ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ରୁ ଧାତୁ ପୂରଣକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଭାବରେ ପୃଥକ କରିବା ପାଇଁ PECVD-ଜମା କରାଯାଇଥିବା SiO₂।

ବିହନ ସ୍ତର ଜମା ଏବଂ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ଲେଟିଂ: ଏକ ଧାତୁ ବୀଜ ସ୍ତରର PVD ଜମା ଏବଂ ତାପରେ ତମ୍ବା ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ଲେଟିଂ।

ରାସାୟନିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ପଲିସିଂ (CMP): ଏକ ପ୍ଲାନରାଇଜଡ୍ ପୃଷ୍ଠ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଅତିରିକ୍ତ ଧାତୁ କାଢିଦିଅ।

3. ସୁବିଧା ଏବଂ ସୀମାବଦ୍ଧତା

TSV ଅତ୍ୟନ୍ତ ଛୋଟ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ପଥ, କମ ସିଗନାଲ ଲାଟେନ୍ସି, କମ ପାୱାର ବ୍ୟବହାର ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ଏହାକୁ ଉଚ୍ଚ-କର୍ମଦର୍ଶୀ କମ୍ପ୍ୟୁଟିଂ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ମେମୋରୀ ପାଇଁ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସକ୍ଷମକାରୀ କରିଥାଏ।

ତଥାପି, TSV ର ମଧ୍ୟ ସୀମା ରହିଛି:

ତାପଜ ଚାପ ସମସ୍ୟା: ସିଲିକନ୍ ଏବଂ ତମ୍ବା ମଧ୍ୟରେ CTE ରେ ବଡ଼ ଅମେଳ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ହ୍ରାସ କରିପାରେ।

ଅଧିକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଖର୍ଚ୍ଚ: ଡିପ୍ ଏଚିଂ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋପ୍ଲେଟିଂ, ଏବଂ CMP ଜଟିଳ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ-ସମ୍ବେଦନଶୀଳ।

ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଇନସୁଲେସନ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ: ଇନସୁଲେଟିଂ ସ୍ତରର ଘନତା ଏବଂ ସମାନତା ସିଧାସଳଖ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଶକ୍ତିକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ।

ଚିପ୍ ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେସନ୍ ଘନତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟରେ ଦ୍ୱନ୍ଦ୍ୱ ବିକଳ୍ପ ସାମଗ୍ରୀର ଅନୁସନ୍ଧାନକୁ ଚାଳିତ କରିଛି - ଯାହା TGV ପାଇଁ ସୁଯୋଗ ସୃଷ୍ଟି କରିଛି।

II. TGV: କାଚ-ଆଧାରିତ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ନବସୃଜନ
1. ବୈଷୟିକ ନୀତି

TGV ସିଲିକନ୍ ବଦଳରେ କାଚ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଉଚ୍ଚ-ସଠିକତା ଭାୟା ଲେଜର ଡ୍ରିଲିଂ କିମ୍ବା ଓଦା ଏଚ୍ିଙ୍ଗ୍ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ହୁଏ, ତା’ପରେ ଏକ ଧାତୁ ବୀଜ ସ୍ତର ଜମା ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋପ୍ଲେଟିଂ ଦ୍ୱାରା, TSV ପରି ଭୂଲମ୍ବ ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗ ହାସଲ କରେ।

କାଚ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଇନସୁଲେସନ, କମ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ସ୍ଥିର (Dk), କମ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ କ୍ଷତି (Df), ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଡାଇମେନ୍ସନ୍ ସ୍ଥିରତା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା TGV କୁ ହାଇ-ସ୍ପିଡ୍ ସିଗନାଲ୍ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଏବଂ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଆକର୍ଷଣୀୟ କରିଥାଏ।

2. ପ୍ରକ୍ରିୟା ପ୍ରବାହ

TGV ନିର୍ମାଣରେ ପ୍ରମୁଖ ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

ଲେଜର ଡ୍ରିଲିଂ: ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକ 20-150 μm ବ୍ୟାସ ବିଶିଷ୍ଟ କାଚରେ ମାଇକ୍ରୋଭିଆ ଗଠନ କରନ୍ତି।

ବିହନ ସ୍ତର ଜମା: PVD, ଯେପରିକି ମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ରନ୍ ସ୍ପଟରିଂ, ଭାୟା କାନ୍ଥରେ ଏକ ସମାନ ପରିବାହୀ ସ୍ତର ଜମା କରେ।

ଧାତୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋପ୍ଲେଟିଂ: ତମ୍ବା କିମ୍ବା ନିକେଲ-ତମ୍ବା ମିଶ୍ରଧାତୁ କାଚ ମାଧ୍ୟମରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସଂଯୋଗ ଗଠନ କରିବା ପାଇଁ ଭିଆ ପୂରଣ କରେ।

ପ୍ଲାନରାଇଜେସନ୍ ଏବଂ ପ୍ୟାଟର୍ନିଂ: IC ଚିପ୍ସ ସହିତ ବହୁ-ସ୍ତର ଆନ୍ତଃସଂଯୋଗ କିମ୍ବା ବନ୍ଧନକୁ ସକ୍ଷମ କରେ।

3. ସୁବିଧା

TSV ତୁଳନାରେ, TGV ଅନେକ ଲାଭ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ:

କମ୍ ଡାଇଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ କ୍ଷତି: ଗ୍ଲାସ୍ ଡିକେ ସିଲିକନର ପ୍ରାୟ 1/3, ଯାହା ସିଗନାଲ କ୍ରସଟକ୍ ଏବଂ ଇନସର୍ସନ୍ କ୍ଷତି ହ୍ରାସ କରେ।

ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପଜ ସ୍ଥିରତା: ଧାତୁ ନିକଟରେ CTE, ତାପଜ ଚାପକୁ ହ୍ରାସ କରେ।

ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ୱଚ୍ଛତା: ଫଟୋନିକ୍ସ ଏବଂ ସେନ୍ସରରେ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ସମନ୍ୱୟକୁ ସମର୍ଥନ କରେ।

ନିୟନ୍ତ୍ରଣଯୋଗ୍ୟ ଖର୍ଚ୍ଚ: ଲେଜର ଡ୍ରିଲିଂ ଏବଂ କାଚ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ପରିପକ୍ୱ ହେଉଛି, ବଡ଼ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ୟାନେଲ-ସ୍ତରୀୟ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।

III. TSV ବନାମ TGV: ତୁଳନା ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ ଡୋମେନ୍

ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରଦର୍ଶିତ ଲଜିକ୍ ଏବଂ ମେମୋରୀ 3D ଷ୍ଟାକିଂ ପାଇଁ TSV ମୁଖ୍ୟଧାରାର ପସନ୍ଦ ହୋଇ ରହିଛି, ଯେତେବେଳେ TGV SiP, ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେସନ୍, ସେନ୍ସର ଏବଂ RF ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକରେ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବିସ୍ତାର କରୁଛି।

ଗ୍ଲାସ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଆକାର ପ୍ୟାନେଲ୍-ସ୍ତରୀୟ ପ୍ୟାକେଜିଂ (PLP) ରେ ପହଞ୍ଚିବା ସହିତ, TGV 5G ଯୋଗାଯୋଗ, ଅଟୋମୋଟିଭ୍ ରାଡାର, AR ଅପ୍ଟିକ୍ସ ଏବଂ ମିନି/ମାଇକ୍ରୋ LED ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ଏକ ଆଦର୍ଶ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ହେବାକୁ ଯାଉଛି।

IV. ସିଲିକନ୍ ରୁ କାଚ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ: ସିଷ୍ଟମ୍-ସ୍ତରୀୟ ଲାଭ

କାଚର ପ୍ରଚଳନ କେବଳ ଏକ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରତିସ୍ଥାପନ ନୁହେଁ; ଏହା ସିଷ୍ଟମ-ସ୍ତରୀୟ ଡିଜାଇନ୍ ଦର୍ଶନରେ ଏକ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ।

ବୈଦ୍ୟୁତିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା: କମ୍ Dk ଗ୍ଲାସ୍ ସିଗନାଲ୍ ବିଳମ୍ବ ଏବଂ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବ୍ୟବହାରକୁ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ କରେ।

ଗଠନାତ୍ମକ ଅଖଣ୍ଡତା: TGV ବଡ଼ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ପ୍ଲାନାରିଟି ଏବଂ କମ୍ ୱାରପେଜ୍ ପ୍ରଦାନ କରେ।

ଉତ୍ପାଦନ ନମନୀୟତା: ଭାକ୍ୟୁମ୍ PVD ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ଲେଜର ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସୁସଙ୍ଗତତା ଏବଂ ମାପଯୋଗ୍ୟତାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ।

ବିଶେଷକରି, ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ସମନ୍ୱୟ ପାଇଁ, କାଚର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ୱଚ୍ଛତା ପ୍ୟାକେଜିଂ ଡିଜାଇନକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ ଯେଉଁଠାରେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ କେବଳ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟକୁ ସମର୍ଥନ କରେ ନାହିଁ ବରଂ ତରଙ୍ଗ ଗାଇଡ୍, ଲେନ୍ସ ଏବଂ ସେନ୍ସର ୱିଣ୍ଡୋକୁ ମଧ୍ୟ ସମର୍ଥନ କରେ, ଯାହା TSV ସହିତ ହାସଲ କରିବା କଷ୍ଟକର।

ଭି. ଜେନହୁଆ ଭାକ୍ୟୁମ୍ ଟିଜିଭି ବିହନ ସ୍ତର ଆବରଣ ସମାଧାନ

ଉପକରଣର ଲାଭ:

ଡିପ୍ ଭାୟା କୋଟିଂ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍: ଜଟିଳ ଡିପ୍ ଭାୟା ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ 10:1 ଦିଗ ଅନୁପାତ ସହିତ 30 μm ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଛୋଟ ଭାୟା ପରିଚାଳନା କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ମାଲିକାନା ଡିପ୍ ଭାୟା କୋଟିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା।

ବିଭିନ୍ନ ଆକାର ପାଇଁ କଷ୍ଟମାଇଜେବଲ୍: 600×600 ମିମି, 510×515 ମିମି, କିମ୍ବା ତା'ଠାରୁ ବଡ଼ କାଚ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସମର୍ଥନ କରେ।

ପ୍ରକ୍ରିୟା ନମନୀୟତା: ବିବିଧ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଏବଂ କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧ ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା ପାଇଁ Cu, Ti, Ni, Pt, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପରିବାହୀ କିମ୍ବା କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ।

ସ୍ଥିର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସହଜ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ: ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ପାରାମିଟର ସମାୟୋଜନ ଏବଂ ଘନତା ସମାନତାର ପ୍ରକୃତ-ସମୟ ନିରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ ସ୍ମାର୍ଟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ସହିତ ସଜ୍ଜିତ; ମଡ୍ୟୁଲାର୍ ଡିଜାଇନ୍ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣକୁ ସହଜ କରେ ଏବଂ ଡାଉନଟାଇମ୍ ହ୍ରାସ କରେ।

ପ୍ରୟୋଗ କ୍ଷେତ୍ର: TGV/TSV/TMV ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, 10:1 ଦିଗ ଅନୁପାତ ସହିତ ବିହନ ସ୍ତର ଆବରଣ ମାଧ୍ୟମରେ ଗଭୀରତା ହାସଲ କରିବା।

—ଏହି ଲେଖାଟି ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲାଭାକ୍ୟୁମ୍ ଆବରଣ ଉପକରଣ ନିର୍ମାତା ଜେନହୁଆ ଭାକ୍ୟୁମ୍