Дар таҳаввули технологияи бастабандии нимноқилҳо, пайвастҳои амудӣ ҳамеша омили калидӣ буданд, ки самаранокии система, масофа ва истеъмоли нерӯи барқро муайян мекарданд. Аз пайванди симӣ ва усулҳои флип-чипҳои барвақт то пайдоиши микросхемаҳои сеченака, саноат дар ҷустуҷӯи роҳҳои ҳалли зичии баландтар ва кӯтоҳтари пайвастҳои байнишахсӣ буд.
Дар ин замина, TSV (Through Silicon Via) ва TGV (Through Glass Via) ҳамчун ду технологияи асосии пайвасткунии амудӣ пайдо шуданд. Онҳо аз рӯи системаҳои мавод, равандҳои истеҳсолӣ, хусусиятҳои фаъолият ва соҳаҳои татбиқ фарқ мекунанд, ки нуқтаи муҳимро дар таҳияи бастабандии насли оянда нишон медиҳанд.
I. TSV: Пешрав дар бастабандии сеченака
1. Принсипи техникӣ
TSV ба виаҳое дахл дорад, ки бо таносуби паҳлӯҳои баланд тавассути субстрати силикон (одатан даҳҳо то садҳо микрон чуқурӣ) кандакорӣ карда мешаванд ва баъдан дар деворҳои виа қабати изолятсия, қабати тухмии металлӣ ва пуркунии металлӣ (одатан мис) ташаккул меёбанд. Ин виаҳои амудӣ имкон медиҳанд, ки пайвастҳои барқии баландсуръат байни қабатҳои чипҳои ҳамворшуда ба амал оянд.
2. Ҷараёни раванд
Раванди маъмулии истеҳсоли TSV инҳоро дар бар мегирад:
Кандакории амиқи силикон (DRIE): Дар лавҳаи силикон виаҳоро бо таносуби баланд эҷод кунед.
Ҷойгиркунии қабати изолятсия: Одатан, SiO₂-ро бо роҳи PECVD барои ҷудо кардани пуркунии металлӣ аз зеризаминии кремний ба таври барқӣ истифода мебаранд.
Ҷойгиркунии қабати тухмӣ ва электроплиткунӣ: Ҷойгиркунии қабати тухмии металлӣ бо PVD ва баъдан электроплиткунии мис.
Сайқалдиҳии механикии кимиёвӣ (CMP): Барои ба даст овардани сатҳи ҳамвор металли зиёдатиро тоза кунед.
3. Бартариҳо ва маҳдудиятҳо
TSV роҳҳои хеле кӯтоҳи пайвастшавӣ, таъхири пасти сигнал, истеъмоли ками энергия ва паҳнои баланди бандро пешниҳод мекунад, ки онро барои ҳисоббарории баландсифат ва хотираи баландсифат имкон медиҳад.
Аммо, TSV инчунин маҳдудиятҳо дорад:
Мушкилоти стресси гармӣ: Номувофиқати калон дар CTE байни кремний ва мис метавонад эътимоднокиро коҳиш диҳад.
Арзиши баланди раванд: Кандакории амиқ, электроплит ва CMP мураккаб буда, ба ҳосилнокӣ ҳассос мебошанд.
Мушкилоти изолятсияи барқӣ: Ғафсӣ ва якрангии қабати изолятсия мустақиман ба қувваи диэлектрикӣ таъсир мерасонад.
Бо афзоиши зичии ҳамгироии чипҳо, низоъҳо байни ҳосилнокӣ ва арзиш боиси омӯзиши маводҳои алтернативӣ гардидаанд, ки имкониятҳоро барои TGV фароҳам меорад.
II. TGV: Навовариҳои пайвасти байнишабакавӣ дар асоси шиша
1. Принсипи техникӣ
TGV ба ҷои кремний аз субстратҳои шишагӣ истифода мебарад. Виа-ҳои дақиқи баланд бо роҳи пармакунии лазерӣ ё кандакории тар, баъдан гузоштани қабати тухмии металлӣ ва пӯшонидани электролизӣ ташкил карда мешаванд, ки ба пайвастҳои амудии монанд ба TSV ноил мегардад.
Шиша изолятсияи аълои барқӣ, доимии пасти диэлектрикӣ (Dk), талафоти пасти диэлектрикӣ (Df) ва устувории аълои андозаро пешниҳод мекунад, ки TGV-ро барои интиқоли сигнали баландсуръат ва бастабандии оптоэлектронӣ хеле ҷолиб мегардонад.
2. Ҷараёни раванд
Марҳилаҳои асосии истеҳсоли TGV инҳоянд:
Пармакунии лазерӣ: Лазерҳои ултратез микровияҳоро дар шиша бо диаметри одатан аз 20 то 150 мкм ташкил медиҳанд.
Ҷойгиркунии қабати тухмӣ: PVD, ба монанди пошидани магнетрон, дар деворҳои гузаранда қабати якхелаи гузаронандаро мегузорад.
Электроплитинги металлӣ: Хӯлаи мис ё никел-мис сӯрохиҳоро пур мекунад, то пайвастҳои электрикии тавассути шишаро ташкил диҳанд.
Планаризатсия ва намунагирӣ: Пайвастҳои бисёрқабата ё пайвастшавӣ ба чипҳои IC-ро имкон медиҳад.
3. Бартариятҳо
Дар муқоиса бо TSV, TGV якчанд бартариҳоро нишон медиҳад:
Талафоти ками диэлектрикӣ: Dk-и шиша тақрибан 1/3 аз кремний иборат аст, ки талафоти сигнал ва воридкуниро кам мекунад.
Устувории аълои гармӣ: CTE ба металлҳо наздик аст, ки фишори гармиро ба ҳадди ақал мерасонад.
Шаффофияти оптикӣ: Интегратсияи оптоэлектрониро дар фотоника ва сенсорҳо дастгирӣ мекунад.
Арзиши назоратшаванда: Пармакунии лазерӣ ва коркарди шиша дар ҳоли пухта расидан аст ва барои истеҳсоли панелҳои сатҳи калон мувофиқ аст.
III. TSV vs TGV: Муқоиса ва соҳаҳои татбиқ
| Ашё | TSV (Тавассути Силикон Тавассути) | TGV (Тавассути шиша тавассути) |
| Субстрат | Силикони монокристаллӣ | Шишаи махсус (Borofloat, Corning, Schott ва ғайра) |
| Диаметри сӯрох | 5–50 мкм | 20–150 мкм |
| Чуқурии сӯрох | 30–100 мкм | 100–400 мкм |
| Изолятсия | Қабати иловагии изолятсия лозим аст | Шишаи дорои изолятсияи дохилӣ |
| Мутобиқати коэффитсиенти васеъшавии гармӣ | Тафовутҳои назаррас дар муқоиса бо Cu | Монанд ба Cu, стресси гармии паст |
| Арзиши раванд | Баланд | Нисбатан пасттар |
| Барномаҳо | Ҷойгиркунии сеченака дар мантиқ/хотира | SiP, сенсорҳо, бастабандии оптоэлектронӣ, антеннаҳо, MEMS |
TSV интихоби асосии стекинги сеченакаи мантиқӣ ва хотираи баландсифат боқӣ мемонад, дар ҳоле ки TGV дар SiP, ҳамгироии оптоэлектронӣ, сенсорҳо ва дастгоҳҳои RF босуръат густариш меёбад.
Бо андозаи субстратҳои шишагӣ, ки ба бастабандии сатҳи панелӣ (PLP) мерасад, TGV ба як платформаи беҳтарини пайвасткунӣ барои алоқаи 5G, радари автомобилӣ, оптикаи AR ва бастабандии Mini/Micro LED табдил меёбад.
IV. Аз силикон то шиша: Бартариятҳои сатҳи система
Муаррифии шиша танҳо ивазкунандаи мавод нест; он як тағйирот дар фалсафаи тарроҳии сатҳи системаро ифода мекунад.
Самаранокии барқӣ: Шишаи пасти DK ба таъхири сигнал ва истеъмоли энергияро ба таври назаррас коҳиш медиҳад.
Якпорчагии сохторӣ: TGV барои бастабандии масоҳати калон ҳамвории баландтар ва каҷравии пасттарро пешниҳод мекунад.
Чандирии истеҳсолӣ: Коркарди лазерӣ дар якҷоягӣ бо PVD вакуумӣ имкон медиҳад, ки мутобиқати баланд ва миқёспазирии равандҳо таъмин карда шавад.
Аз ҷумла, барои ҳамгироии оптоэлектронӣ, шаффофияти оптикии шиша имкон медиҳад, ки тарҳҳои бастабандӣ сохта шаванд, ки дар онҳо субстрат на танҳо пайвастҳои барқӣ, балки роҳнамоҳои мавҷӣ, линзаҳо ва тирезаҳои сенсориро низ дастгирӣ мекунад, ки бо TSV ба даст овардан душвор аст.
Маҳлули рӯйпӯшкунии қабати тухмии вакуумии TGV ZhenHua V.
Бартариятҳои таҷҳизот:
Беҳтарсозии пӯшиши амиқ тавассути: Технологияи хусусии пӯшиши амиқ тавассути тавассути, ки қодир аст гузаргоҳҳои хурдро то 30 мкм бо таносуби >10:1 коркард кунад ва мушкилоти мураккабро тавассути умқ ҳал кунад.
Барои андозаҳои гуногун танзимшаванда: Субстратҳои шишагиро, аз ҷумла 600 × 600 мм, 510 × 515 мм ё калонтар, дастгирӣ мекунад.
Чандирии раванд: Мутобиқ бо Cu, Ti, Ni, Pt ва дигар филмҳои тунуки гузаранда ё функсионалӣ барои қонеъ кардани талаботи гуногуни муқовимати барқӣ ва зангзанӣ.
Иҷрои устувор ва нигоҳдории осон: Бо идоракунии интеллектуалӣ барои танзими автоматии параметрҳо ва назорати воқеии якрангии ғафсӣ муҷаҳҳаз шудааст; тарҳи модулӣ нигоҳдориро осон мекунад ва вақти корношоямиро кам мекунад.
Доираи татбиқ: Барои бастабандии пешрафтаи TGV/TSV/TMV мувофиқ аст ва тавассути пӯшиши қабати тухмӣ бо таносуби 10:1 амиқ ба даст оварда мешавад.
— Ин мақола аз ҷониби нашр шудаасттаҷҳизоти пӯшонидани вакуумӣ истеҳсолкунанда чангкашаки Zhenhua
Вақти нашр: 16 октябри соли 2025