சிப்புகள் மற்றும் மின்னணு சாதனங்கள் நுண்மையாக்கம் மற்றும் உயர் ஒருங்கிணைப்பை நோக்கித் தொடர்ந்து பரிணமித்து வருவதால், செராமிக் அடி மூலக்கூறுகளின் மேற்பரப்பில் மட்டுமே மின்சுற்றுகளை உருவாக்குவது, பெருகிவரும் இணைப்பு மற்றும் வழித்தடத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய இயலாது. எனவே, அடி மூலக்கூறின் முன் மற்றும் பின் பக்கங்களை மின்சார ரீதியாக இணைக்க நுண்வழிகள் (microvias) தேவைப்படுகின்றன; இவை இணைப்புப் பாதைகளைக் குறைத்து, மின்சுற்றுகளின் அடர்த்தியை அதிகரிக்கின்றன. இதன் விளைவாக, DPC (நேரடியாகத் தாமிரம் பூசப்பட்ட) வழி உலோகப்பூச்சுத் தொழில்நுட்பம், LED-கள், லேசர்கள், ஒளியியல் தகவல் தொடர்பு, RF சாதனங்கள் மற்றும் ஆற்றல் மின்னணுவியல் உள்ளிட்ட பயன்பாடுகளில் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது.
இருப்பினும், செராமிக் தளங்கள் இயல்பாகவே மின் காப்புத்தன்மை கொண்டவை. தளத்தின் வழியாக வெறுமனே நுண் துளைகளை உருவாக்குவது இரு பக்கங்களுக்கும் இடையில் மின் தொடர்ச்சியை ஏற்படுத்தாது. நுண் துளைகளின் உள் சுவர்களில் ஒரு தொடர்ச்சியான மற்றும் நம்பகமான உலோக விதை அடுக்கை உருவாக்குவதே உண்மையான சவாலாகும்.
1. செராமிக் மைக்ரோவியாக்கள் மூலம் மின் தொடர்ச்சி எவ்வாறு நிறுவப்படுகிறது?
உலோகமயமாக்கல் வழியாக DPC செயல்முறையானது, பொதுவாக பீங்கான் அடி மூலக்கூறில் கூம்பு வடிவ அல்லது நேரான துளைகளின் வடிவில் நுண் துளைகளை உருவாக்குவதற்காக லேசர் துளையிடுதலுடன் தொடங்குகிறது. பின்னர், துளையிடும் எச்சங்கள், ஈரப்பதம் மற்றும் பிற அசுத்தங்களை அகற்றுவதற்காக, நுண் துளைகளும் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பும் முழுமையாக சுத்தம் செய்யப்பட்டு, அதிலுள்ள வாயுக்கள் நீக்கப்படுகின்றன. அதனைத் தொடர்ந்து, வெற்றிட சிதறல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி, பொதுவாக 50–200 நானோமீட்டர் தடிமன் கொண்ட ஒரு Ti ஒட்டுதல் அடுக்கையும், அதைத் தொடர்ந்து பொதுவாக 0.5–2 மைக்ரோமீட்டர் தடிமன் கொண்ட ஒரு Cu கடத்தும் விதை அடுக்கையும், அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பிலும் நுண் துளைகளின் உள் சுவர்களிலும் படியவைக்கப்படுகிறது.
Ti அடுக்கு, உலோகப் படலத்திற்கும் செராமிக் அடி மூலக்கூறுக்கும் இடையிலான பிணைப்பு வலிமையை மேம்படுத்தும் ஒரு ஒட்டுதல் அடுக்காகச் செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் Cu விதை அடுக்கு, அடுத்தடுத்த மின்முலாம் பூசுதலுக்கு ஒரு தொடர்ச்சியான கடத்தும் அடித்தளத்தை வழங்குகிறது. பின்னர், தாமிர அடுக்கு மின்முலாம் பூசுதல் மூலம், பொதுவாக 5–20 μm தடிமனுக்கு மேலும் கட்டமைக்கப்படுகிறது, இது இறுதியில் உலோகமயமாக்கப்பட்ட துளைகள் வழியாக முன் மற்றும் பின் பக்கங்களில் உள்ள மின்சுற்றுகளுக்கு இடையில் நம்பகமான மின் தொடர்ச்சியை நிறுவுகிறது. எளிமையாகச் சொல்வதானால், வெற்றிடத் தெளிப்பு (vacuum sputtering) கடத்தும் அடித்தளத்தை வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் அடுத்தடுத்த மின்முலாம் பூசுதல் தாமிரத்தின் தடிமனை உருவாக்குகிறது, இதன் மூலம் துளையின் மின்தடையைக் குறைத்து, இணைப்பு நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.
இந்த செயல்முறை எளிமையானதாகத் தோன்றினாலும், நம்பகமான இடை இணைப்பு ஒரு முக்கியமான முன்நிபந்தனையைச் சார்ந்துள்ளது: Ti/Cu விதை அடுக்கு, அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பையும் ஒவ்வொரு மைக்ரோவியாவின் முழு உள் சுவரையும் முழுமையாகவும் தொடர்ச்சியாகவும் மூடியிருக்க வேண்டும்.
2. DPC துளைகளுக்கான Ti/Cu விதை அடுக்குகளை வெற்றிட ஸ்பட்டரிங் செய்வதில் உள்ள நான்கு முக்கிய சவால்கள்
குறுகிய நுண்துளைகளுக்குள் ஒரு தொடர்ச்சியான விதை அடுக்கை உருவாக்குவது அவ்வளவு எளிதான காரியம் அல்ல. துளைகளுக்குள் எஞ்சியிருக்கும் எச்சங்கள் படலத்தின் ஒட்டுதலைப் பாதிக்கக்கூடும், அதே சமயம் நுண்துளையின் வடிவியல் பக்கச்சுவர் மூடுதலை மேலும் கடினமாக்குகிறது. விதை அடுக்கில் உள்ள உள்ளூர் தொடர்ச்சியின்மைகள், அதைத் தொடர்ந்த மின்முலாம் பூசுதலைத் தடைசெய்யக்கூடும், அதே நேரத்தில் வெவ்வேறு அடி மூலக்கூறு இடங்களுக்கும் உற்பத்தித் தொகுதிகளுக்கும் இடையிலான வேறுபாடுகள் ஒட்டுமொத்த செயல்முறை நிலைத்தன்மையைப் பாதிக்கலாம். DPC துளை உலோகப்பூச்சுக்கான வெற்றிட ஸ்பட்டரிங்கின் முக்கிய சவால்களை நான்கு பகுதிகளில் சுருக்கமாகக் கூறலாம்.
1. துளைகளுக்குள் இருக்கும் எச்சங்கள் படலத்தின் ஒட்டுதலைப் பாதிக்கக்கூடும்.
லேசர் துளையிடுதலுக்குப் பிறகு, பீங்கான் அடி மூலக்கூறுகளில் உள்ள நுண் துளைகளுக்குள் பீங்கான் துகள்கள், மறுவார்ப்புப் பொருள், துளையிடும் சிதைவுகள் மற்றும் உறிஞ்சப்பட்ட ஈரப்பதம் ஆகியவை இருக்கலாம். சிறிய விட்டங்கள் மற்றும் அதிக நீள அகல விகிதங்களைக் கொண்ட நுண் துளைகளில், மேற்பரப்பு மாசுபாட்டை விட இந்த எச்சங்களை அகற்றுவது பெரும்பாலும் மிகவும் கடினமாக இருக்கும். சுத்தம் செய்தலும் வாயு நீக்கமும் போதுமானதாக இல்லாவிட்டால், Ti ஒட்டுதல் அடுக்கு பீங்கான் பக்கச்சுவருடன் ஒரு வலுவான மற்றும் நம்பகமான பிணைப்பை உருவாக்காமல் போகலாம். இத்தகைய குறைபாடுகள் பூச்சுக்குப் பிறகு உடனடியாகத் தெரியாமல் இருக்கலாம், ஆனால் அடுத்தடுத்த மின்முலாம் பூசுதல், பற்றவைத்தல் அல்லது உயர்-வெப்பநிலை செயல்பாட்டின் போது படிப்படியாக கொப்புளங்கள் மற்றும் அடுக்குப்பிரிவுகளாக உருவாகலாம்.
2. அதிக விகிதச் சார்புகள் பக்கவாட்டுப் பரப்பை மேலும் கடினமாக்குகின்றன.
ஒரு மைக்ரோவியாவின் சிதறல் சிரமத்தை அதன் ஆழத்தை மட்டும் கொண்டு மதிப்பிட முடியாது; வியா ஆழத்திற்கும் வியா விட்டத்திற்கும் இடையிலான விகிதம்—அதாவது தோற்ற விகிதம்—சமமான முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. உதாரணமாக, 60 μm விட்டமும் 300 μm ஆழமும் கொண்ட ஒரு வியா, 5:1 என்ற தோற்ற விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது. தோற்ற விகிதம் அதிகரிக்கும்போது, வியா நுழைவாயிலானது சிதறடிக்கப்பட்ட துகள்களின் வடிவியல் நிழலாக்கத்தை அதிகமாக உருவாக்குகிறது, இதனால் பக்கச்சுவரின் நடுப்பகுதியை அடையக்கூடிய துகள்களின் எண்ணிக்கை குறைகிறது. இதன் விளைவாக, அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பிலும் வியா திறப்பிற்கு அருகிலும் ஒப்பீட்டளவில் தடிமனான படலங்கள் உருவாகலாம், அதே நேரத்தில் வியா பக்கச்சுவரின் நடுப்பகுதி கணிசமாக மெல்லியதாகவோ அல்லது தொடர்ச்சியற்றதாகவோ கூட ஆகலாம்.
3. முழுமையற்ற விதை அடுக்கு நம்பகமான இடை இணைப்பைத் தடுக்கக்கூடும்
உலோகப்பூச்சு வழியாக DPC-யின் அடிப்படைத் தேவை என்பது, துளைச் சுவரில் தாமிரம் இருக்கிறதா என்பது மட்டுமல்ல, Ti/Cu விதை அடுக்கானது அடி மூலக்கூறின் முன்பக்கத்திலிருந்து, துளையின் முழு பக்கச்சுவர் வழியாக, பின்பக்கம் வரை தொடர்ச்சியாக நீண்டு செல்ல முடியுமா என்பதுதான். விதை அடுக்கில் ஏற்படும் ஒரு சிறிய தொடர்ச்சியின்மை கூட, அதைத் தொடர்ந்து செய்யப்படும் மின்முலாம் பூசுதலுக்குத் தேவையான கடத்தும் பாதையைத் தடைசெய்யக்கூடும். எனவே, விதை அடுக்கின் தரத்தை அதன் மேற்பரப்புத் தோற்றம் அல்லது சராசரி படலத் தடிமன் ஆகியவற்றைக் கொண்டு மட்டும் மதிப்பிட முடியாது. துளையின் பக்கச்சுவரின் மிக மெல்லிய பகுதிக்கும், உலோகப்பூச்சு செய்யப்பட்ட பாதை முழுவதும் தொடர்ச்சியான மின் கடத்துத்திறன் பராமரிக்கப்படுகிறதா என்பதற்கும் சிறப்பு கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.
4. ஒற்றை மாதிரியைத் தேர்ச்சி பெறச் செய்வது, தொகுதிக்குத் தொகுதி நிலைத்தன்மைக்கு உத்தரவாதம் அளிக்காது.
ஒற்றை மாதிரியில் தேவையான மேற்பரப்புப் படலத் தடிமனை அடைவது மட்டுமே, அந்தச் செயல்முறை பெருமளவு உற்பத்திக்குத் தயாராகிவிட்டது என்று அர்த்தமல்ல. DPC உற்பத்திக்கு, முன் மற்றும் பின் மேற்பரப்புகளுக்கு இடையேயும், அடி மூலக்கூறின் மைய மற்றும் விளிம்புப் பகுதிகளுக்கு இடையேயும், வெவ்வேறு பொருத்து நிலைகளிலும், மற்றும் ஒவ்வொரு தொகுதிக்கும் இடையேயும் பூச்சின் சீரான தன்மையை இறுக்கமாகக் கட்டுப்படுத்துவதும் அவசியமாகும். அதிக எண்ணிக்கையிலான நுண்துளைகளைக் கொண்ட பீங்கான் அடி மூலக்கூறுகளுக்கு, செயல்முறை மதிப்பீடு சராசரிப் படலத் தடிமனில் மட்டும் கவனம் செலுத்தக்கூடாது. மிக முக்கியமாக, துளையின் பக்கச்சுவரின் மிக மெல்லிய பகுதியானது, அடுத்தடுத்த மின்முலாம் பூசுதலுக்குத் தேவையான மின் கடத்துத்திறனைத் தொடர்ந்து பராமரிக்க வேண்டும்.
3. விதை அடுக்கு சரியாக இடப்படாவிட்டால் என்ன நடக்கும்?
Ti/Cu விதை அடுக்கு, அடுத்தடுத்த மின்முலாம் பூசுதலுக்குத் தேவையான கடத்தும் அடித்தளத்தை வழங்குகிறது. துளையின் பக்கச்சுவரில் உள்ள விதை அடுக்கு மிகவும் மெல்லியதாகவோ, முழுமையாக மூடப்படாமலோ, அல்லது தொடர்ச்சியின்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலோ, மின்முலாம் பூசும் மின்னோட்டத்தை பக்கச்சுவர் முழுவதும் தொடர்ச்சியாகக் கடத்த முடியாது. மேலும், குறைபாடுள்ள இடங்களில் தாமிர அயனிகளை முறையாக ஒடுக்கிப் படியவைக்க முடியாது. மின்முலாம் பூசுதல் தொடரும்போதும், தாமிர அடுக்கு உருவாகும்போதும், ஆரம்பத்தில் போதுமான அளவு மூடப்படாத சிறிய பகுதிகள், துளைக்குள் தாமிர-அடுக்கு வெற்றிடங்களாகவோ, குறிப்பிட்ட இடங்களில் தடிமன் குறைபாடுகளாகவோ, அல்லது தொடர்ச்சியற்ற முலாம் பூசுதலாகவோ உருவாகக்கூடும்.
இந்தக் குறைபாடுகள், செராமிக் தளத்தின் முன் மற்றும் பின் பக்கங்களில் உள்ள மின்சுற்றுகளின் இணைப்புத் தரத்தை நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன. தீவிரம் குறைந்த நேர்வுகளில், அவை அதிகரித்த துளை மின்தடை, குறிப்பிட்ட இடத்தில் வெப்ப உருவாக்கம் மற்றும் மின் செயல்திறனில் ஏற்ற இறக்கங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும். மிகவும் தீவிரமான நேர்வுகளில், இரு பக்கங்களிலுள்ள மின்சுற்றுகளும் மின் தொடர்ச்சியை அடையத் தவறக்கூடும். அதைத் தொடர்ந்து செய்யப்படும் பற்றவைப்பு, உயர்-வெப்பநிலை பதப்படுத்தல் அல்லது வெப்பச் சுழற்சியின் போது, குறைபாடுள்ள பகுதிகளில் மேலும் கொப்புளங்கள், அடுக்குப்பிரிவு அல்லது மின்சுற்று விரிசல்கள் ஏற்படலாம். இது உற்பத்தி விளைச்சலையும் நீண்டகால நம்பகத்தன்மையையும் குறைத்து, சாதனத்தின் செயலிழப்பிற்கும் வழிவகுக்கக்கூடும்.
4. உலோகப்பூச்சு வழியாக செராமிக் அடி மூலக்கூறுக்கான ஜென்ஹுவா வேக்யூமின் பெருமளவு உற்பத்தித் தீர்வு — டிபிசி செராமிக் அடி மூலக்கூறு வெற்றிடப் பூச்சு உற்பத்தி வரிசை
உபகரணத்தின் நன்மைகள்:
தானியக்கம்: முழுமையாகத் தானியங்குபடுத்தப்பட்ட பூச்சு மற்றும் பணிப்பொருள் தாங்கிப் பரிமாற்ற அமைப்பானது, மனிதத் தலையீட்டைக் குறைப்பதோடு, உற்பத்தித் திறனை மேம்படுத்தி, ஒட்டுமொத்த சுழற்சி நேரத்தையும் குறைக்கிறது.
செயல்திறன்: 120 மிமீ × 120 மிமீ அளவிலான அடி மூலக்கூறுகளை ஆதரிக்கிறது, இதன் உற்பத்தித் திறன் மணிக்கு 288 துண்டுகள் வரை ஆகும்.
செயல்திறன்: பீங்கான் தளத்தின் வெப்பச் சிதறல் செயல்திறனை அதிகரிப்பதோடு, மின் கடத்துத்திறனையும் மேம்படுத்துகிறது.
துளைவழி உலோகப்பூச்சு: மேம்படுத்தப்பட்ட காந்தப்புலக் கட்டமைப்பு, நுண்துளைகளுக்குள் திறமையான மற்றும் சீரான பூச்சுப் பரவலைச் சாத்தியமாக்குகிறது.
செயல்முறை: ஒட்டுமொத்த படலத் தடிமன் சீரான தன்மையையும் பூச்சின் நிலைத்தன்மையையும் மேம்படுத்த இருபக்கப் பூச்சுக்கு உதவுகிறது.
விண்ணப்பங்கள்:
இந்த உபகரணம் Ti, Cu, Al, Sn, Cr, Ag, மற்றும் Ni உள்ளிட்ட பல்வேறு தனிம உலோகப் படலங்களைப் படியவைக்கும் திறன் கொண்டது. மேலும் இது குறைக்கடத்தி மற்றும் மின்னணு பாகங்கள் தொழில்துறைகளில் பீங்கான் அடிமூலங்கள், பீங்கான் மின்தேக்கிகள், மற்றும் LED பீங்கான் தொகுப்புகள்/தாங்கிகள் போன்ற பயன்பாடுகளுக்காகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது.
5. முடிவுரை
ஜென்ஹுவா வேக்யூம், DPC உற்பத்திக்கான முன்-முனை வெற்றிட ஸ்பட்டரிங் செயல்முறையில் கவனம் செலுத்துகிறது. மைக்ரோவியா பக்கச்சுவர் பரவலை மேம்படுத்துவதன் மூலமும், இருபக்க பூச்சுத் தொழில்நுட்பத்தைத் தானியங்கு உற்பத்தியுடன் இணைப்பதன் மூலமும், இந்தத் தீர்வு, அடுத்தடுத்த மின்முலாம் பூசுதலுக்காக நிலையான Ti/Cu விதை அடுக்குகளையும், நம்பகமான வியா இணைப்புகளையும் வழங்குகிறது. இது, வாடிக்கையாளர்கள் சீரான பெருமளவு உற்பத்தியை அடைய உதவுவதோடு, குறைக்கடத்தி மற்றும் மேம்பட்ட மின்னணுப் பயன்பாடுகளில் DPC செராமிக் அடி மூலக்கூறுகளின் பரவலான பயன்பாட்டையும் ஆதரிக்கிறது.
-இந்தக் கட்டுரை வெளியிடப்பட்டது வெற்றிட பூச்சு உபகரண உற்பத்தியாளர்ஜென்ஹுவா வெற்றிடம்
பதிவிட்ட நேரம்: ஆகஸ்ட் 27, 2026