Ein Artikel zum Verständnis der 3D-Verpackung durch Glas über (TGV) -Verarbeitungstechnologie

"Mehr als Moore" ist ein Hebel.3D-Stapeln.um zu ermöglichen.heterogene Integration von mehreren Chips durchIn-Plane- und vertikale Verbindungen , beschäftigenIntegration auf Systemebene Strategie, um die Wettbewerbsfähigkeit erheblich zu verbessern.Formfaktor Effizienz Die vertikale Verbindungstechnologie erweitert die Dimensionsskalierung entlang derZ-Achse , die kontinuierliche Fortschritte inIntegration auf Systemebene - Ich weiß.Durch-Interposer über Technologie., die über​interposer-based via-first approaches​, steht als eine der vielversprechendsten 3D-Verbindungslösungen und ist zu einemWeltweiter Forschungsschwerpunktin fortgeschrittenen Verpackungen.

Historisch gesehen.Glassubstrate Die Kommission hat sich bei der Erreichung dieser Ziele vor Herausforderungen gestellt.Qualität der Löcher (z.B. durch Geometrie, Oberflächenrauheit) dieZuverlässigkeitsanforderungen Die Entwicklung von Technologien und Technologien ist eine wichtige Herausforderung für dieGlasdurchlässigkeit (TGV) für die Verpackung.Gießereien, erfordert diese Technologie noch erhebliche Fortschritte bei:

1. Einheitlichkeitskontrolle fürDurchläufe mit hohem Seitenverhältnis (AR > 50:1) - Ich weiß.
2. Optimierung vonGlas-Metall-Schnittstelle Haftung - Ich weiß.
3. Verringerung derthermo-mechanische Belastung während der Herstellung

Um es zu erreichen.​high-density, high-precision glass structuring​, wurden umfangreiche Untersuchungen zu modernen Methoden durchgeführt, darunter:

1. - Ich weiß.Mechanische Mikrobearbeitung : Aktiviert Mikronskala über Muster
2. - Ich weiß.Glas-Wiederlauf.: Maskenlose Musterung durch Oberflächenspannungsumgestaltung
3. - Ich weiß.Konzentrierte Entladung.: Plasma-Ätzen für eine höhere Auflösung
4. - Ich weiß.UV-gehärtetes photoresistentes Glas : Selektive Radierung durch Fotolithographie
5. - Ich weiß.Laserablation.: Berührungsloses Bohren mit Submikronpräzision
6. - Ich weiß.Laserinduzierte Prozesse : Selektive Metallisierung und Oberflächenmodifikation

Systematische Klassifizierung und Analyse von Mikrotechnologien: - Ich weiß.

1. - Ich weiß.Mechanische Mikrobearbeitung - Ich weiß.
   Die mechanische Mikrobearbeitung stellt die konventionellste und direkteste Herstellungsmethode dar, bei der Mikroschneidwerkzeuge oder Schleifmittel zum Entfernen von exponierten Materialregionen von Werkstücken verwendet werden.Es ist allgemein bekannt, dass zerbrechliche MaterialienDuktylfluss- Nein.Bruch in der Brustwenn die Schneidtiefe deutlich unter dem kritischen Schwellenwert liegt
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   Aufgrund dieses Verformungsmechanismus wurden verschiedene mikromaschinelle Techniken entwickelt.Mikro-Drehung.- Ich weiß.Fräsen.- Ich weiß.Bohren., undMikroschleifen.Diese Methoden ermöglichen die Herstellung von Präzisionsglaskomponenten mit minimalem Oberflächen-/Unterflächenschaden.

- Ich weiß.Abrasivstrahlbearbeitung (AJM) - Ich weiß.
Als kostengünstige AJM-Variante verwendet die Abrasivstrahlbearbeitung hochgeschwindige Abrasivstrahlstrahlen (50-100 m/s), um harte Materialien durch Aufprallmechanismen zu erodieren.Mikroabrasive (5-50 μm) in Gas-/Wasserstrahlen eingeschleppt und bietet Vorteile wie:

• Verringerte Kontaktkräfte (< 10 N)
• Minimale thermische Verzerrung (< 50°C)
• Kompatibilität mit Si, Glas, Al2O3 und Verbundwerkstoffen

- Ich weiß.Schlüsselprozessparameter:- Ich weiß.

- Ich weiß.Maskenbasierte AJM-Implementierung - Ich weiß.
Um eine Auflösung von unter 10 μm zu erreichen, haben die Forscher einen zweistufigen AJM-Prozess übernommen:

1. - Ich weiß.SU-8 Lichtwiderstandsmaske.: Muster durch UV-Lithographie (365 nm)
2. - Ich weiß.Al2O3 Abrasiv Jet Etching Die Kommission
   • Prozessparameter: Druck von 0,5 MPa, Einfallwinkel von 45°
   • Erreichter TGV-Durchmesser: 600 μm (± 5% Einheitlichkeit)
   • Substrat: 500 μm dickes Pyrex 7740 Glas

- Ich weiß.Leistungsbeschränkungen (Bild X): - Ich weiß.

• - Ich weiß.Durchmesservariabilität : ±8% Abweichung aufgrund von Strahldeflexionseffekten
• - Ich weiß.Oberflächenrauheit: Ra > 100 nm bei Einfahrten
• - Ich weiß.Überholung.: 20-30 μm seitlicher Überschnitt an Kreuzungen

Wie in den folgenden Abbildungen dargestellt, weist die mechanische Mikrobearbeitung im Vergleich zu laserbasierten Verfahren eine geringere TGV-Konsistenz auf.Die beobachteten Dimensionsschwankungen (σ > 15 μm) und Profilunregelmäßigkeiten können die Signalintegrität durch:

• Erhöhte parasitäre Kapazität (> 15%)
• Kapazität-Spannung (C-V) Hysterese
• Anfälligkeit für Elektromigration

Diese Analyse stimmt mit den Ergebnissen von SEMATECH über Durchglas über Zuverlässigkeit in 3D-Verpackungsanwendungen überein.

- Ich weiß.
Ultraschallvibrationen erhöhen die Bearbeitungsleistung, indem sieVerbundene Spitzenwerkzeuge Die Schleifkörner mit hohen Energien (z. B. 1 μm SiC) beeinflussen das Glassubstrat und beschleunigen sich durch die Bildung, während sie höhereBildverhältnisse (Tiefe bis zum Durchmesser).

- Ich weiß.Fallstudie (Abbildung X):- Ich weiß.

• - Ich weiß.Werkzeugdesign : Maßgeschneidertes Werkzeug aus Edelstahl mit 6×6 quadratisch geordneten Spitzen
• - Ich weiß.Prozessparameter Die Kommission
  • Schleifmittel: 1 μm SiC-Partikel
  • Substrat: Glas mit einer Dicke von 1,1 mm
  • Ausgang: 260 μm × 270 μm spitziges Quadrat über
  • Das Bildverhältnis: 5:1 (Durchschnittstiefe/Durchmesser)
  • Schnittgeschwindigkeit: 6 μm/s
  • Durchsatz: ~ 4 Minuten pro Spur

Einschränkungen und Optimierung: - Ich weiß.
Während Multi-Tip-Tooling die Array-Dichte erhöht (z. B. 10 × 10-Arrays), bleiben praktische Effizienzgewinne durch:

1. - Ich weiß.Kollisionsdynamik.: Spitzenüberschneidungen verursachen Störungen bei Ultraschallschwingungen
2. - Ich weiß.Abrasive Verwendung : Partikelverlust verkürzt die effektive Schneiddauer
3. - Ich weiß.Wärmewirtschaft : Kumulative Reibungswärme bei hohen Frequenzen (> 20 kHz)

Dieser Ansatz erreicht ~ 300 Via/Stunde mit einer Dimensionsauflösung von 85% (σ < 5 μm), die die konventionelle AJM um das Vierfache in der Geschwindigkeit übertrifft, aber durch die Werkzeugkomplexität begrenzt ist.Zur Beseitigung dieser Engpässe werden Hybridsysteme untersucht, die Ultraschallbewegung mit lasergestütztem Fokussieren kombinieren..

TGV-Glassubstrat durchlöchend Beschichtung Halbleiterverpackung JGS1 JGS2