TSV-இலிருந்து TGV-க்கு: ஊடுவழி இடை இணைப்புகளில் மூலப்பொருள் பரிணாமம் மற்றும் உற்பத்தி வேறுபாடுகள்

குறைக்கடத்தி பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியில், கணினி அமைப்பின் செயல்திறன், இடத் தேவை மற்றும் மின் நுகர்வு ஆகியவற்றைத் தீர்மானிப்பதில் செங்குத்து இடை இணைப்புகள் எப்போதுமே ஒரு முக்கிய காரணியாக இருந்து வந்துள்ளன. ஆரம்பகால வயர் பாண்டிங் மற்றும் ஃபிளிப்-சிப் நுட்பங்கள் முதல் 3D அடுக்கப்பட்ட IC-களின் தோற்றம் வரை, இந்தத் துறை அதிக அடர்த்தி மற்றும் குறுகிய இடை இணைப்புத் தீர்வுகளை நாடி வருகிறது.

இந்தச் சூழலில், TSV (சிலிக்கான் வழி) மற்றும் TGV (கண்ணாடி வழி) ஆகியவை இரண்டு முக்கிய செங்குத்து இணைப்புத் தொழில்நுட்பங்களாக உருவெடுத்துள்ளன. அவை மூலப்பொருள் அமைப்புகள், உற்பத்தி செயல்முறைகள், செயல்திறன் பண்புகள் மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகளில் வேறுபடுகின்றன, மேலும் அடுத்த தலைமுறை பேக்கேஜிங் வளர்ச்சியில் ஒரு முக்கிய திருப்புமுனையாக விளங்குகின்றன.

ஐ. டிஎஸ்வி: 3டி பேக்கேஜிங்கின் முன்னோடி
1. தொழில்நுட்பக் கொள்கை

TSV என்பது, ஒரு சிலிக்கான் தளத்தின் வழியே (பொதுவாகப் பத்து முதல் நூறு மைக்ரான் ஆழம் வரை) செதுக்கப்பட்ட உயர் நீள விகிதத் துளைகளைக் குறிக்கிறது. இதைத் தொடர்ந்து, அந்தத் துளைகளின் சுவர்களில் ஒரு மின்காப்பு அடுக்கு, உலோக விதை அடுக்கு மற்றும் உலோக நிரப்பி (பொதுவாகத் தாமிரம்) ஆகியவை உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்தச் செங்குத்துத் துளைகள், அடுக்கப்பட்ட சில்லு அடுக்குகளுக்கு இடையே அதிவேக மின்சார இணைப்புகளைச் சாத்தியமாக்குகின்றன.

2. செயல்முறை ஓட்டம்

வழக்கமான TSV உருவாக்கச் செயல்முறையில் பின்வருவன அடங்கும்:

ஆழ் சிலிக்கான் பொறித்தல் (DRIE): சிலிக்கான் தகட்டில் உயர் நீள அகல விகித துளைகளை உருவாக்குதல்.

மின்காப்பு அடுக்கு படியவைத்தல்: பொதுவாக, உலோக நிரப்பியை சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறிலிருந்து மின்சார ரீதியாகத் தனிமைப்படுத்த, PECVD முறையில் SiO₂ படியவைக்கப்படுகிறது.

விதை அடுக்கு படியவைத்தல் மற்றும் மின்முலாம் பூசுதல்: உலோக விதை அடுக்கை PVD முறையில் படியவைத்து, அதனைத் தொடர்ந்து தாமிர மின்முலாம் பூசுதல்.

இரசாயன இயந்திர மெருகூட்டல் (CMP): சமதள மேற்பரப்பைப் பெறுவதற்காக அதிகப்படியான உலோகத்தை அகற்றுதல்.

3. நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகள்

TSV ஆனது மிகக் குறுகிய இணைப்புப் பாதைகள், குறைந்த சிக்னல் தாமதம், குறைந்த மின் நுகர்வு மற்றும் அதிக அலைவரிசை ஆகியவற்றை வழங்குவதால், இது உயர் செயல்திறன் கணினி மற்றும் அதிக அலைவரிசை நினைவகத்திற்கு ஒரு முக்கிய உந்துசக்தியாக அமைகிறது.

இருப்பினும், TSV-க்கும் சில வரம்புகள் உள்ளன:

வெப்ப அழுத்தச் சிக்கல்கள்: சிலிக்கான் மற்றும் தாமிரத்திற்கு இடையேயான CTE-இல் உள்ள பெரிய வேறுபாடு நம்பகத்தன்மையைக் குறைக்கக்கூடும்.

அதிக செயல்முறைச் செலவு: ஆழ் பொறித்தல், மின்முலாம் பூசுதல் மற்றும் CMP ஆகியவை சிக்கலானவை மற்றும் உற்பத்தி அளவைச் சார்ந்தவை.

மின் காப்பு சவால்கள்: காப்பு அடுக்கின் தடிமன் மற்றும் சீரான தன்மை ஆகியவை மின்காப்பு வலிமையை நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன.

சிப் ஒருங்கிணைப்பு அடர்த்தி அதிகரிக்கும்போது, ​​உற்பத்தி அளவுக்கும் செலவுக்கும் இடையிலான முரண்பாடுகள், மாற்றுப் பொருட்களைத் தேடுவதற்கு வழிவகுத்து, TGV-க்கான வாய்ப்பை உருவாக்குகின்றன.

II. TGV: கண்ணாடி அடிப்படையிலான இடை இணைப்புப் புத்தாக்கம்
1. தொழில்நுட்பக் கொள்கை

TGV, சிலிக்கானுக்குப் பதிலாக கண்ணாடித் தளங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. லேசர் துளையிடல் அல்லது ஈரமான அரித்தல் மூலம் உயர்-துல்லியமான துளைகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. அதனைத் தொடர்ந்து, ஒரு உலோக விதை அடுக்கு படியவைக்கப்பட்டு மின்முலாம் பூசப்படுகிறது. இதன் மூலம் TSV-ஐப் போன்ற செங்குத்து இணைப்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

கண்ணாடியானது சிறந்த மின் காப்பு, குறைந்த மின்காப்பு மாறிலி (Dk), குறைந்த மின்காப்பு இழப்பு (Df) மற்றும் மிகச்சிறந்த பரிமாண நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றை வழங்குவதால், அதிவேக சமிக்ஞை பரிமாற்றம் மற்றும் ஒளியியல் மின்னணுவியல் பொதியிடலுக்கு TGV மிகவும் கவர்ச்சிகரமானதாக அமைகிறது.

2. செயல்முறை ஓட்டம்

TGV உருவாக்கத்தின் முக்கிய படிநிலைகள் பின்வருமாறு:

லேசர் துளையிடல்: அதிவேக லேசர்கள் கண்ணாடியில் பொதுவாக 20–150 μm விட்டம் கொண்ட நுண்துளைகளை உருவாக்குகின்றன.

விதை அடுக்கு படிவு: மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் போன்ற PVD முறையானது, துளைச் சுவர்களில் ஒரு சீரான கடத்தும் அடுக்கைப் படிய வைக்கிறது.

உலோக மின்முலாம் பூசுதல்: கண்ணாடி வழியான மின் இணைப்புகளை உருவாக்குவதற்காக, செம்பு அல்லது நிக்கல்-செம்பு கலப்புலோகம் துளைகளை நிரப்புகிறது.

தளமாக்கல் மற்றும் வடிவமைப்பு: பல அடுக்கு இடை இணைப்புகளை அல்லது ஐசி சில்லுகளுடன் பிணைப்பைச் சாத்தியமாக்குகிறது.

3. நன்மைகள்

TSV உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​TGV பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது:

குறைந்த மின்காப்பு இழப்பு: கண்ணாடியின் Dk மதிப்பு சிலிக்கானின் மதிப்பில் சுமார் 1/3 பங்கு என்பதால், சிக்னல் குறுக்கீடு மற்றும் செருகல் இழப்பு குறைகிறது.

சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை: உலோகங்களுக்கு அருகில் உள்ள வெப்ப விரிவாக்கத் தொழில்நுட்பம் (CTE), வெப்ப அழுத்தத்தைக் குறைக்கிறது.

ஒளியியல் வெளிப்படைத்தன்மை: ஒளியியல் மற்றும் உணரிகளில் ஒளிமின்னணு ஒருங்கிணைப்பை ஆதரிக்கிறது.

கட்டுப்படுத்தக்கூடிய செலவு: லேசர் துளையிடுதல் மற்றும் கண்ணாடி பதப்படுத்துதல் ஆகியவை முதிர்ச்சியடைந்து வருவதால், பெரிய பரப்பளவு கொண்ட பேனல் அளவிலான உற்பத்திக்கு ஏற்றதாக உள்ளன.

III. TSV மற்றும் TGV: ஒப்பீடு மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகள்

உயர் செயல்திறன் கொண்ட லாஜிக் மற்றும் மெமரி 3D ஸ்டாக்கிங்கிற்கு TSV பிரதான தேர்வாகத் தொடரும் அதே வேளையில், SiP, ஆப்டோஎலக்ட்ரானிக் ஒருங்கிணைப்பு, சென்சார்கள் மற்றும் RF சாதனங்களில் TGV வேகமாக விரிவடைந்து வருகிறது.

கண்ணாடித் தளங்களின் அளவுகள் பேனல்-லெவல் பேக்கேஜிங் (PLP) அளவை எட்டுவதால், TGV ஆனது 5G தகவல் தொடர்பு, வாகன ரேடார், AR ஆப்டிக்ஸ் மற்றும் மினி/மைக்ரோ LED பேக்கேஜிங் ஆகியவற்றுக்கு ஒரு சிறந்த இணைப்புத் தளமாக மாறி வருகிறது.

IV. சிலிக்கானிலிருந்து கண்ணாடிக்கு: அமைப்பு அளவிலான நன்மைகள்

கண்ணாடியின் அறிமுகம் என்பது வெறும் ஒரு பொருள் மாற்றீடு மட்டுமல்ல; அது அமைப்பு அளவிலான வடிவமைப்புத் தத்துவத்தில் ஒரு மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது.

மின் செயல்திறன்: குறைந்த Dk கண்ணாடி, சிக்னல் தாமதத்தையும் மின் நுகர்வையும் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

கட்டமைப்பு உறுதித்தன்மை: பெரிய பரப்பளவு பேக்கேஜிங்கிற்கு, TGV அதிக சமதளத்தன்மையையும் குறைந்த வளைவையும் வழங்குகிறது.

உற்பத்தி நெகிழ்வுத்தன்மை: லேசர் செயலாக்கத்துடன் வெற்றிட PVD-ஐ இணைப்பது, உயர் செயல்முறை இணக்கத்தன்மையையும் விரிவாக்கத் திறனையும் அனுமதிக்கிறது.

குறிப்பாக, ஒளியியல்-மின்னணு ஒருங்கிணைப்பைப் பொறுத்தவரை, கண்ணாடியின் ஒளி ஊடுருவும் தன்மையானது, மின் இணைப்புகளை மட்டுமல்லாமல் அலைவழிகள், வில்லைகள் மற்றும் உணரி சாளரங்களையும் தாங்கக்கூடிய பொதியிடல் வடிவமைப்புகளைச் சாத்தியமாக்குகிறது; இது TSV-யைக் கொண்டு அடைவது கடினமான ஒன்றாகும்.

வி. ஜென்ஹுவா வெற்றிட TGV விதை அடுக்கு பூச்சு கரைசல்

உபகரணத்தின் நன்மைகள்:

ஆழ்துளைப் பூச்சு உகப்பாக்கம்: 10:1-க்கும் அதிகமான தோற்ற விகிதத்துடன் 30 μm அளவுள்ள சிறிய துளைகளைக் கையாளும் திறன் கொண்ட தனியுரிம ஆழ்துளைப் பூச்சுத் தொழில்நுட்பம், சிக்கலான ஆழ்துளைச் சவால்களுக்குத் தீர்வு காண்கிறது.

பல்வேறு அளவுகளுக்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்கக்கூடியது: 600×600 மிமீ, 510×515 மிமீ அல்லது அதற்கும் பெரிய அளவிலான கண்ணாடித் தளங்களை ஆதரிக்கிறது.

செயல்முறை நெகிழ்வுத்தன்மை: பல்வேறு மின்சார மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்புத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, தாமிரம் (Cu), டைட்டானியம் (Ti), நிக்கல் (Ni), பிளாட்டினம் (Pt) மற்றும் பிற கடத்தும் அல்லது செயல்பாட்டு மென்படலங்களுடன் இணக்கமானது.

நிலையான செயல்திறன் மற்றும் எளிதான பராமரிப்பு: தானியங்கி அளவுரு சரிசெய்தல் மற்றும் தடிமன் சீரான தன்மையை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணிப்பதற்கான ஸ்மார்ட் கட்டுப்பாட்டுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளது; மாடுலர் வடிவமைப்பு பராமரிப்பை எளிதாக்குவதோடு, இயந்திரம் இயங்காத நேரத்தையும் குறைக்கிறது.

பயன்பாட்டு வரம்பு: TGV/TSV/TMV மேம்பட்ட பேக்கேஜிங்கிற்கு ஏற்றது, இது 10:1 விகிதத்தில் ஆழமான சீட் லேயர் கோட்டிங்கை அடைய உதவுகிறது.

—இந்தக் கட்டுரை வெளியிடப்பட்டதுவெற்றிட பூச்சு உபகரணங்கள் உற்பத்தியாளர் ஜென்ஹுவா வேக்யூம்