సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీ పరిణామంలో, సిస్టమ్ పనితీరు, పరిమాణం మరియు విద్యుత్ వినియోగాన్ని నిర్ణయించడంలో వర్టికల్ ఇంటర్కనెక్ట్లు ఎల్లప్పుడూ ఒక కీలక అంశంగా ఉన్నాయి. ప్రారంభ వైర్ బాండింగ్ మరియు ఫ్లిప్-చిప్ టెక్నిక్ల నుండి 3D స్టాక్డ్ ICల ఆవిర్భావం వరకు, ఈ పరిశ్రమ అధిక సాంద్రత మరియు తక్కువ నిడివి గల ఇంటర్కనెక్ట్ పరిష్కారాల కోసం అన్వేషిస్తూ వస్తోంది.
ఈ నేపథ్యంలో, TSV (త్రూ సిలికాన్ వయా) మరియు TGV (త్రూ గ్లాస్ వయా) అనేవి రెండు ప్రధాన నిలువు ఇంటర్కనెక్ట్ సాంకేతికతలుగా ఆవిర్భవించాయి. అవి పదార్థ వ్యవస్థలు, తయారీ ప్రక్రియలు, పనితీరు లక్షణాలు మరియు అనువర్తన రంగాలలో విభిన్నంగా ఉంటాయి, ఇవి తదుపరి తరం ప్యాకేజింగ్ అభివృద్ధిలో ఒక కీలక మలుపును సూచిస్తాయి.
I. TSV: 3D ప్యాకేజింగ్లో మార్గదర్శకుడు
1. సాంకేతిక సూత్రం
TSV అంటే సిలికాన్ సబ్స్ట్రేట్ (సాధారణంగా పదుల నుండి వందల మైక్రాన్ల లోతు) గుండా చెక్కబడిన అధిక-నిష్పత్తి గల వయాలు, ఆ తర్వాత వయా గోడలపై ఒక ఇన్సులేటింగ్ పొర, మెటల్ సీడ్ పొర మరియు మెటల్ ఫిల్ (సాధారణంగా రాగి) ఏర్పడటం. ఈ నిలువు వయాలు పేర్చబడిన చిప్ పొరల మధ్య అధిక-వేగ విద్యుత్ అనుసంధానాలను సాధ్యం చేస్తాయి.
2. ప్రక్రియ ప్రవాహం
సాధారణ TSV ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియలో ఇవి ఉంటాయి:
డీప్ సిలికాన్ ఎచింగ్ (DRIE): సిలికాన్ వేఫర్లో అధిక-నిష్పత్తి గల వయాస్ను సృష్టించడం.
ఇన్సులేటింగ్ లేయర్ డిపోజిషన్: సాధారణంగా మెటల్ ఫిల్ ను సిలికాన్ సబ్స్ట్రేట్ నుండి విద్యుత్ పరంగా వేరుచేయడానికి PECVD పద్ధతిలో SiO₂ ను డిపాజిట్ చేస్తారు.
సీడ్ లేయర్ డిపాజిషన్ మరియు ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్: మెటల్ సీడ్ లేయర్ను PVD పద్ధతిలో డిపాజిట్ చేసి, ఆ తర్వాత కాపర్ ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ చేయడం.
కెమికల్ మెకానికల్ పాలిషింగ్ (CMP): సమతల ఉపరితలాన్ని సాధించడానికి అదనపు లోహాన్ని తొలగించడం.
3. ప్రయోజనాలు మరియు పరిమితులు
TSV అత్యంత తక్కువ ఇంటర్కనెక్ట్ మార్గాలు, తక్కువ సిగ్నల్ లేటెన్సీ, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం మరియు అధిక బ్యాండ్విడ్త్ను అందిస్తుంది, ఇది హై-పెర్ఫార్మెన్స్ కంప్యూటింగ్ మరియు హై-బ్యాండ్విడ్త్ మెమరీకి ఒక కీలకమైన సాధనంగా నిలుస్తుంది.
అయితే, TSVకి పరిమితులు కూడా ఉన్నాయి:
ఉష్ణ ఒత్తిడి సమస్యలు: సిలికాన్ మరియు రాగి మధ్య CTEలో పెద్ద వ్యత్యాసం విశ్వసనీయతను తగ్గించగలదు.
అధిక ప్రక్రియ వ్యయం: డీప్ ఎచింగ్, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ మరియు CMP అనేవి సంక్లిష్టమైనవి మరియు దిగుబడిపై ఆధారపడి ఉంటాయి.
విద్యుత్ ఇన్సులేషన్ సవాళ్లు: ఇన్సులేటింగ్ పొర యొక్క మందం మరియు ఏకరూపత డైఎలెక్ట్రిక్ బలాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి.
చిప్ ఇంటిగ్రేషన్ సాంద్రత పెరిగేకొద్దీ, దిగుబడి మరియు వ్యయం మధ్య వైరుధ్యాలు ప్రత్యామ్నాయ పదార్థాల అన్వేషణకు దారితీశాయి—ఇది TGVకి అవకాశాన్ని కల్పించింది.
II. TGV: గాజు ఆధారిత ఇంటర్కనెక్ట్ ఆవిష్కరణ
1. సాంకేతిక సూత్రం
TGV సిలికాన్కు బదులుగా గాజు సబ్స్ట్రేట్లను ఉపయోగిస్తుంది. లేజర్ డ్రిల్లింగ్ లేదా వెట్ ఎచింగ్ ద్వారా అధిక-ఖచ్చితత్వ వయాస్ ఏర్పడతాయి, ఆ తర్వాత మెటల్ సీడ్ లేయర్ను డిపాజిట్ చేసి, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ చేయడం ద్వారా TSV మాదిరిగానే వర్టికల్ ఇంటర్కనెక్ట్లను సాధిస్తారు.
గాజు అద్భుతమైన విద్యుత్ ఇన్సులేషన్, తక్కువ డైఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకం (Dk), తక్కువ డైఎలెక్ట్రిక్ నష్టం (Df) మరియు అత్యుత్తమ పరిమాణ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తుంది, అందువల్ల TGV అధిక-వేగ సిగ్నల్ ప్రసారం మరియు ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ ప్యాకేజింగ్ కోసం చాలా ఆకర్షణీయంగా ఉంటుంది.
2. ప్రక్రియ ప్రవాహం
TGV ఫ్యాబ్రికేషన్లో కీలక దశలు:
లేజర్ డ్రిల్లింగ్: అత్యంత వేగవంతమైన లేజర్లు గాజులో సాధారణంగా 20–150 μm వ్యాసం కలిగిన మైక్రోవియాలను ఏర్పరుస్తాయి.
సీడ్ లేయర్ డిపోజిషన్: మాగ్నెట్రాన్ స్పట్టరింగ్ వంటి PVD, వయా గోడలపై ఏకరీతి వాహక పొరను నిక్షిప్తం చేస్తుంది.
మెటల్ ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్: గాజు గుండా విద్యుత్ కనెక్షన్లను ఏర్పరచడానికి, రాగి లేదా నికెల్-రాగి మిశ్రమలోహం వయాస్ను నింపుతుంది.
సమతలీకరణ మరియు నమూనాకరణ: బహుళ-పొరల అనుసంధానాలను లేదా IC చిప్లకు బంధించడాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది.
3. ప్రయోజనాలు
TSVతో పోలిస్తే, TGV అనేక ప్రయోజనాలను ప్రదర్శిస్తుంది:
తక్కువ డైఎలెక్ట్రిక్ నష్టం: గ్లాస్ Dk సిలికాన్లో సుమారు 1/3 వంతు ఉంటుంది, ఇది సిగ్నల్ క్రాస్టాక్ మరియు ఇన్సర్షన్ నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది.
అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం: లోహాలకు దగ్గరగా ఉండే CTE, ఉష్ణ ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది.
ఆప్టికల్ పారదర్శకత: ఫోటోనిక్స్ మరియు సెన్సార్లలో ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ అనుసంధానానికి మద్దతు ఇస్తుంది.
నియంత్రించదగిన ఖర్చు: లేజర్ డ్రిల్లింగ్ మరియు గ్లాస్ ప్రాసెసింగ్ అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి, ఇవి పెద్ద విస్తీర్ణంలో ప్యానెల్-స్థాయి ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటాయి.
III. TSV మరియు TGV: పోలిక మరియు అప్లికేషన్ డొమైన్లు
| వస్తువు | TSV (త్రూ సిలికాన్ వయా) | TGV (త్రూ గ్లాస్ వయా) |
| సబ్స్ట్రేట్ | మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ | ప్రత్యేక గాజు (బోరోఫ్లోట్, కార్నింగ్, షాట్, మొదలైనవి) |
| రంధ్రం యొక్క వ్యాసం | 5–50 μm | 20–150 μm |
| రంధ్రం లోతు | 30–100 μm | 100–400 μm |
| ఇన్సులేషన్ | అదనపు ఇన్సులేటింగ్ పొర అవసరం | గాజు సహజంగా ఇన్సులేటింగ్ |
| ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకం సరిపోలిక | Cu తో పోలిస్తే గణనీయమైన తేడాలు | రాగి మాదిరిగానే, తక్కువ ఉష్ణ ఒత్తిడి |
| ప్రక్రియ ఖర్చు | అధిక | సాపేక్షంగా తక్కువ |
| అప్లికేషన్లు | లాజిక్/మెమరీ 3D స్టాకింగ్ | SiP, సెన్సార్లు, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ప్యాకేజింగ్, యాంటెనాలు, MEMS |
అధిక పనితీరు గల లాజిక్ మరియు మెమరీ 3D స్టాకింగ్ కోసం TSV ప్రధాన ఎంపికగా కొనసాగుతుండగా, SiP, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంటిగ్రేషన్, సెన్సార్లు మరియు RF పరికరాలలో TGV వేగంగా విస్తరిస్తోంది.
గ్లాస్ సబ్స్ట్రేట్ పరిమాణాలు ప్యానెల్-లెవల్ ప్యాకేజింగ్ (PLP) స్థాయికి చేరుకోవడంతో, TGV 5G కమ్యూనికేషన్, ఆటోమోటివ్ రాడార్, AR ఆప్టిక్స్ మరియు మినీ/మైక్రో LED ప్యాకేజింగ్ కోసం ఒక ఆదర్శవంతమైన ఇంటర్కనెక్ట్ ప్లాట్ఫారమ్గా మారుతోంది.
IV. సిలికాన్ నుండి గ్లాస్ వరకు: వ్యవస్థ-స్థాయి ప్రయోజనాలు
గాజును ప్రవేశపెట్టడం కేవలం ఒక పదార్థ ప్రత్యామ్నాయం మాత్రమే కాదు; అది వ్యవస్థ-స్థాయి రూపకల్పన తత్వంలో ఒక మార్పును సూచిస్తుంది.
విద్యుత్ పనితీరు: తక్కువ డార్క్నెస్ ఉన్న గాజు సిగ్నల్ ఆలస్యాన్ని మరియు విద్యుత్ వినియోగాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది.
నిర్మాణ సమగ్రత: పెద్ద-ప్రాంత ప్యాకేజింగ్ కోసం TGV అధిక సమతలతను మరియు తక్కువ వంపును అందిస్తుంది.
తయారీలో సౌలభ్యం: లేజర్ ప్రాసెసింగ్ను వాక్యూమ్ PVDతో కలపడం వలన అధిక ప్రాసెస్ అనుకూలత మరియు స్కేలబిలిటీ సాధ్యమవుతుంది.
ముఖ్యంగా, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంటిగ్రేషన్ కోసం, గాజు యొక్క ఆప్టికల్ పారదర్శకత ప్యాకేజింగ్ డిజైన్లను సాధ్యం చేస్తుంది, దీనిలో సబ్స్ట్రేట్ ఎలక్ట్రికల్ ఇంటర్కనెక్ట్లను మాత్రమే కాకుండా వేవ్గైడ్లు, లెన్స్లు మరియు సెన్సార్ విండోలను కూడా సపోర్ట్ చేస్తుంది, ఇది TSVతో సాధించడం కష్టం.
V. జెన్హువా వాక్యూమ్ TGV సీడ్ లేయర్ కోటింగ్ సొల్యూషన్
పరికరాల ప్రయోజనాలు:
డీప్ వయా కోటింగ్ ఆప్టిమైజేషన్: 30 μm అంత చిన్న వయాలను >10:1 యాస్పెక్ట్ రేషియోతో నిర్వహించగల యాజమాన్య డీప్ వయా కోటింగ్ టెక్నాలజీ, సంక్లిష్టమైన డీప్ వయా సవాళ్లను పరిష్కరిస్తుంది.
వివిధ పరిమాణాలకు అనుకూలీకరించవచ్చు: 600×600 మిమీ, 510×515 మిమీ లేదా అంతకంటే పెద్ద గాజు ఉపరితలాలకు మద్దతు ఇస్తుంది.
ప్రక్రియలో సౌలభ్యం: విభిన్న విద్యుత్ మరియు తుప్పు నిరోధక అవసరాలను తీర్చడానికి Cu, Ti, Ni, Pt మరియు ఇతర వాహక లేదా క్రియాత్మక పలుచని పొరలతో అనుకూలమైనది.
స్థిరమైన పనితీరు & సులభమైన నిర్వహణ: పారామీటర్లను స్వయంచాలకంగా సర్దుబాటు చేయడానికి మరియు మందం ఏకరూపతను నిజ సమయంలో పర్యవేక్షించడానికి స్మార్ట్ కంట్రోల్తో అమర్చబడింది; మాడ్యులర్ డిజైన్ నిర్వహణను సులభతరం చేస్తుంది మరియు పని ఆగిపోయే సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది.
అప్లికేషన్ పరిధి: TGV/TSV/TMV అధునాతన ప్యాకేజింగ్కు అనువైనది, ఇది 10:1 యాస్పెక్ట్ రేషియోతో డీప్ వయా సీడ్ లేయర్ కోటింగ్ను సాధిస్తుంది.
ఈ వ్యాసం ప్రచురించబడిందివాక్యూమ్ కోటింగ్ పరికరాలు తయారీదారు జెన్హువా వాక్యూమ్
పోస్ట్ చేసిన సమయం: అక్టోబర్-16-2025