В последние годы искусственный интеллект, автономное вождение и высокопроизводительные вычислительные чипы доминируют на рынке полупроводников. По мере дальнейшего роста производительности чипов традиционная двухмерная (2D) упаковка уже не может удовлетворить растущие требования к плотности межсоединений и теплоотводу. Отрасль стремительно движется к эре трехмерной (3D) интеграции.
Для обеспечения более высокой плотности вычислительных ресурсов и межсоединений в ограниченном пространстве роль упаковочной подложки стала как никогда важной. Технология сквозных кремниевых соединений (TSV) когда-то символизировала 3D-упаковку, однако ее высокая стоимость, ограниченная пропускная способность и ограничения по материалам препятствовали широкому распространению. Теперь появляется новый претендент — технология межсоединений через стекло (TGV).
Основной принцип TGV заключается в изготовлении микронных переходных отверстий через изолирующую стеклянную подложку с последующим заполнением металлом для создания вертикальных проводящих путей между чипами или подложками. Хотя концепция кажется простой, процесс включает в себя множество прецизионных этапов, каждый из которых напрямую влияет на надежность межсоединений. Среди них осаждение затравочного слоя — часто упускаемый из виду — служит скрытой основой, определяющей общий успех металлизации.
1. Технологический процесс TGV: Затравочный слой — проводящий «мост» металлизации.
Типичный процесс TGV включает в себя:
Подготовка стеклянной подложки → Точное сверление → Нанесение затравочного слоя → Заполнение методом гальванического осаждения → Выравнивание поверхности.
Затравочный слой представляет собой, по сути, очень тонкую проводящую пленку, нанесенную вдоль внутренних стенок непроводящих стеклянных переходных отверстий. Если рассматривать структуру TGV как вертикальный «мост» для электрического соединения, то затравочный слой действует как первый стальной кабель, закрепляющий этот мост. Без него последующее электролитическое осаждение невозможно, и равномерная металлизация внутри переходного отверстия становится невозможной.
Однако качество осаждения этого слоя в значительной степени зависит от геометрической морфологии самого переходного отверстия. Различные формы переходных отверстий создают различные проблемы при достижении равномерного покрытия затравочным слоем.
2. Морфология: главная проблема равномерного покрытия семян.
Профили переходных отверстий TGV различаются в зависимости от процесса сверления и травления. Распространенные геометрии включают отверстия в форме бабочки, глухие, вертикальные и V-образные отверстия, каждое из которых создает уникальные сложности при нанесении покрытия:
Метод "бабочки": Суженная средняя часть создает эффект затенения, препятствуя попаданию атомов металла в центральную область. Это приводит к образованию непокрытых "мертвых зон", где нарушается непрерывность электролитического покрытия.
Закрытый дно: При закрытом дне поток газа ограничивается, а энергия ионов ослабевает, что приводит к образованию тонких и плохо прилегающих пленок, которые могут отслаиваться под воздействием последующих технологических нагрузок.
Вертикальные переходные отверстия: характеризуются высоким соотношением сторон и прямыми боковыми стенками, атомы металла движутся линейно и часто не обеспечивают адекватного покрытия дна переходного отверстия, образуя неполные проводящие пути или пустоты в покрытии.
V-образный переходник: конусообразный профиль в некоторой степени улучшает равномерность угла осаждения, но чрезмерный конус может вызвать неравномерность толщины пленки и концентрацию напряжений, что ухудшает целостность сигнала.
Во всех случаях основная задача заключается в достижении непрерывного, равномерного и хорошо прилегающего металлического покрытия на стеклянных поверхностях с высоким соотношением сторон и изначально низкой поверхностной энергией. Любые разрывы или плохая адгезия в затравочном слое приводят к образованию пустот, трещин или расслоению во время электроосаждения, что влечет за собой увеличение сопротивления межсоединений, задержку сигнала или полный выход устройства из строя.
Для решения этих задач требуется высокоточное и высокостабильное вакуумное оборудование для нанесения покрытий, способное обеспечить металлизацию глубоких сквозных отверстий. Именно здесь вступает в игру решение TGV от ZHENHUA Vacuum.
3. Решение для металлизации сквозных отверстий TGV от ZHENHUA Vacuum
Преимущества оборудования:
Оптимизация нанесения покрытия на глубокие переходные отверстия
Запатентованная технология нанесения глубоких покрытий обеспечивает равномерное осаждение затравочного слоя даже для переходных отверстий диаметром всего 30 мкм, достигая соотношения сторон до 10:1 и эффективно решая проблемы металлизации в сложных трехмерных структурах переходных отверстий.
Возможность индивидуальной настройки под различные размеры подложек
Совместимость со стеклянными подложками размером 600 × 600 мм, 510 × 515 мм и более крупными форматами позволяет удовлетворить разнообразные производственные требования.
Гибкость технологического процесса при работе с различными материалами.
Поддерживает осаждение тонких пленок Cu, Ti, W, Ni, Pt и других проводящих или функциональных материалов, удовлетворяя различным требованиям к электрической стойкости и коррозионной стойкости.
Стабильная работа и простота обслуживания
Оснащен интеллектуальной системой управления для автоматической настройки параметров и мониторинга толщины пленки в реальном времени. Модульная конструкция обеспечивает упрощенное техническое обслуживание и сокращение времени простоя.
Область применения:
Подходит для усовершенствованной упаковки TGV/TSV/TMV, обеспечивая высококачественное нанесение затравочного слоя в переходные отверстия с соотношением сторон до 10:1.
Заключение: Освоение начального слоя — шаг к истинной 3D-интеграции.
Ценность технологии TGV заключается не только в предоставлении нового канала вертикального межсоединения, но и в обеспечении возможности создания подлинной трехмерной архитектуры межсоединений.
В основе этого перехода лежит металлизация затравочного слоя, которая остается наиболее важным, но часто упускаемым из виду процессом.
Только когда эта невидимая «проводящая основа» достигнет однородности, плотности и прочной адгезии, можно гарантировать последующее электроосаждение и качество межсоединений. Таким образом, достижение высококачественного осаждения металла в микромасштабных стеклянных переходных отверстиях стало определяющим критерием передовых возможностей в области корпусирования.
Благодаря непрерывным инновациям в технологических процессах и совершенствованию оборудования, компания ZHENHUA Vacuum предлагает надежные и высокопроизводительные решения для нанесения покрытий на глубокие сквозные отверстия TGV, позволяя производителям упаковки уверенно переходить от опытных образцов к массовому производству и ускоряя полную реализацию 3D-интеграции.
В эпоху, когда вычислительная мощность постоянно растет, а плотность интеграции увеличивается, это не просто усовершенствование оборудования — это решающий шаг на пути к зрелости технологии 3D-упаковки следующего поколения.
—Эта статья была опубликованавакуумное напылениепроизводитель Zhenhua Vacuum
Дата публикации: 13 октября 2025 г.