Dina évolusi téknologi kemasan semikonduktor, interkoneksi vertikal salawasna janten faktor konci anu nangtukeun kinerja sistem, tapak suku, sareng konsumsi daya. Ti mimiti téknik beungkeutan kawat sareng flip-chip dugi ka munculna IC tumpukan 3D, industri ieu parantos milarian solusi interkoneksi kapadetan anu langkung luhur sareng solusi interkoneksi anu langkung pondok.
Dina kontéks ieu, TSV (Through Silicon Via) sareng TGV (Through Glass Via) parantos muncul salaku dua téknologi interkoneksi vertikal utama. Aranjeunna béda dina sistem bahan, prosés manufaktur, karakteristik kinerja, sareng domain aplikasi, anu ngawakilan titik penting dina pamekaran kemasan generasi salajengna.
I. TSV: Pelopor Kemasan 3D
1. Prinsip Téknis
TSV nujul kana vias kalawan babandingan aspék anu luhur anu diukir ngaliwatan substrat silikon (biasana puluhan nepi ka ratusan mikron jerona), dituturkeun ku formasi lapisan insulasi, lapisan siki logam, sareng eusian logam (biasana tambaga) dina témbok via. Vias vertikal ieu ngamungkinkeun interkoneksi listrik kecepatan tinggi antara lapisan chip anu ditumpuk.
2. Aliran Prosés
Prosés fabrikasi TSV has ngawengku:
Deep Silicon Etching (DRIE): Jieun vias kalayan rasio aspék anu luhur dina wafer silikon.
Déposisi Lapisan Isolasi: Biasana SiO₂ anu disimpen dina PECVD pikeun ngasingkeun eusian logam tina substrat silikon sacara listrik.
Déposisi Lapisan Siki sareng Elektroplating: Déposisi PVD tina lapisan siki logam dituturkeun ku elektroplating tambaga.
Pemolesan Mékanik Kimia (CMP): Cabut kaleuwihan logam pikeun ngahontal permukaan anu rata.
3. Kaunggulan sareng Kawatesanan
TSV nawarkeun jalur interkoneksi anu pondok pisan, latensi sinyal anu handap, konsumsi daya anu handap, sareng bandwidth anu luhur, jantenkeun éta pendorong anu penting pikeun komputasi kinerja tinggi sareng mémori bandwidth tinggi.
Nanging, TSV ogé ngagaduhan watesan:
Masalah setrés termal: Teu cocogna CTE antara silikon sareng tambaga tiasa ngirangan reliabilitas.
Biaya prosés anu luhur: Étsa jero, éléktroplating, sareng CMP rumit sareng sénsitip kana hasil.
Tangtangan insulasi listrik: Kandel sareng keseragaman lapisan insulasi sacara langsung mangaruhan kakuatan dielektrik.
Nalika kapadetan integrasi chip ningkat, konflik antara hasil sareng biaya parantos ngadorong éksplorasi bahan alternatif — nyiptakeun kasempetan pikeun TGV.
II. TGV: Inovasi Interkoneksi Berbasis Kaca
1. Prinsip Téknis
TGV nganggo substrat kaca tinimbang silikon. Vias presisi tinggi dibentuk ku pangeboran laser atanapi etsa baseuh, dituturkeun ku déposisi lapisan siki logam sareng electroplating, ngahontal interkoneksi vertikal anu sami sareng TSV.
Kaca nawarkeun insulasi listrik anu saé pisan, konstanta dielektrik (Dk) anu handap, karugian dielektrik (Df) anu handap, sareng stabilitas diménsi anu luar biasa, ngajantenkeun TGV pikaresepeun pisan pikeun transmisi sinyal kecepatan tinggi sareng kemasan optoelektronik.
2. Aliran Prosés
Léngkah-léngkah konci dina fabrikasi TGV ngawengku:
Pangeboran Laser: Laser ultra gancang ngabentuk microvias dina kaca kalayan diaméter biasana ti 20–150 μm.
Déposisi Lapisan Siki: PVD, sapertos magnetron sputtering, ngadéposisikeun lapisan konduktif anu seragam dina témbok via.
Elektroplating Logam: Campuran tambaga atanapi nikel-tambaga ngeusian vias pikeun ngabentuk sambungan listrik ngaliwatan kaca.
Planarisasi sareng Pola: Ngaktipkeun interkoneksi atanapi beungkeutan multi-lapisan kana chip IC.
3. Kaunggulan
Dibandingkeun sareng TSV, TGV nunjukkeun sababaraha kaunggulan:
Leungitna dielektrik anu handap: Kaca Dk sakitar 1/3 tina silikon, ngirangan crosstalk sinyal sareng leungitna sisipan.
Stabilitas termal anu saé pisan: CTE caket kana logam, ngaminimalkeun setrés termal.
Transparansi optik: Ngarojong integrasi optoelektronik dina fotonik sareng sénsor.
Biaya anu tiasa dikontrol: Pangeboran laser sareng pamrosésan kaca nuju dewasa, cocog pikeun produksi tingkat panel daérah anu ageung.
III. TSV vs TGV: Babandingan sareng Domain Aplikasi
| Barang | TSV (Ngaliwatan Silicon Via) | TGV (Ngaliwatan Kaca) |
| Substrat | Silikon monokristalin | Kaca husus (Borofloat, Corning, Schott, jsb.) |
| Diaméter liang | 5–50 μm | 20–150 μm |
| Jero Liang | 30–100 μm | 100–400 μm |
| Insulasi | Diperlukeun lapisan insulasi tambahan | Kaca anu ngaisolasi sacara intrinsik |
| Cocogkeun Koefisien Ékspansi Termal | Béda anu signifikan dibandingkeun sareng Cu | Sarupa jeung Cu, tegangan termal handap |
| Biaya Prosés | Luhur | Relatif leuwih handap |
| Aplikasi | Tumpukan Logika/Memori 3D | SiP, sénsor, kemasan optoéléktronik, anteneu, MEMS |
TSV tetep janten pilihan utama pikeun susunan 3D logika sareng mémori kinerja tinggi, sedengkeun TGV gancang mekar dina SiP, integrasi optoelektronik, sénsor, sareng alat RF.
Kalayan ukuran substrat kaca anu ngahontal kemasan tingkat panel (PLP), TGV janten platform interkoneksi anu idéal pikeun komunikasi 5G, radar otomotif, optik AR, sareng kemasan Mini/Micro LED.
IV. Ti Silikon ka Kaca: Mangpaat Tingkat Sistem
Diwanohkeunna kaca téh lain ngan saukur pangganti bahan; tapi ogé ngagambarkeun parobahan dina filosofi desain tingkat sistem.
Kinerja listrik: Kaca Dk anu handap sacara signifikan ngirangan reureuh sinyal sareng konsumsi daya.
Integritas struktural: TGV nawiskeun planaritas anu langkung luhur sareng warpage anu langkung handap pikeun kemasan daérah anu lega.
Kalenturan manufaktur: Pamrosésan laser anu digabungkeun sareng PVD vakum ngamungkinkeun kompatibilitas prosés sareng skalabilitas anu luhur.
Utamana, pikeun integrasi optoelektronik, transparansi optik kaca ngamungkinkeun desain kemasan dimana substrat henteu ngan ukur ngadukung interkoneksi listrik tapi ogé pandu gelombang, lénsa, sareng jandéla sénsor, anu hésé kahontal ku TSV.
V. ZhenHua Vacuum TGV Seed Layer Coating Solution
Kaunggulan Peralatan:
Optimasi Lapisan Deep Via: Téhnologi lapisan deep via milik anu sanggup nanganan vias saleutikna 30 μm kalayan rasio aspék >10:1, pikeun ngungkulan tantangan deep via anu rumit.
Tiasa disaluyukeun pikeun Rupa-rupa Ukuran: Ngarojong substrat kaca kalebet 600 × 600 mm, 510 × 515 mm, atanapi langkung ageung.
Kalenturan Prosés: Cocog sareng Cu, Ti, Ni, Pt, sareng pilem ipis konduktif atanapi fungsional anu sanés pikeun minuhan rupa-rupa sarat tahan listrik sareng korosi.
Kinerja Stabil & Pangropéa Gampang: Dilengkepan kontrol pinter pikeun panyesuaian parameter otomatis sareng pangawasan sacara real-time pikeun keseragaman ketebalan; desain modular ngagampangkeun pangropéa sareng ngirangan downtime.
Ruang Lingkup Aplikasi: Cocog pikeun kemasan canggih TGV/TSV/TMV, ngahontal palapis lapisan siki anu jero kalayan rasio aspék 10:1.
—Tulisan ieu dipedalkeun kualat palapis vakum produsén Zhenhua Vacuum
Waktos posting: 16-Okt-2025