Một bài báo để hiểu bao bì 3D thông qua kính thông qua công nghệ xử lý (TGV)

"Hơn Moore" có lợi thế.3D stacking.để cho phépsự hội nhập khác nhaucủa nhiều chip thông qualiên kết trên mặt phẳng và dọc , việc làmhội nhập hệ thốngcác chiến lược để cải thiện đáng kể hiệu quả yếu tố hình thức Công nghệ kết nối thẳng đứng mở rộng quy mô chiều dọc theotrục z, thúc đẩy sự tiến bộ liên tục tronghội nhập hệ thống. Thông qua công nghệ , được thực hiện thông quaphương pháp tiếp cận qua đầu tiên dựa trên người can thiệp , là một trong những giải pháp kết nối 3D hứa hẹn nhất và đã trở thànhtập trung nghiên cứu toàn cầu trong bao bì tiên tiến.

Về mặt lịch sử,Các chất nền thủy tinhphải đối mặt với những thách thức trong việc đạt đượcChất lượng lỗ (ví dụ, thông qua hình học, độ thô bề mặt) đáp ứngyêu cầu độ tin cậy của các nhà thiết kế và người dùng cuối, tạo ra một nút thắt quan trọng chokính xuyên qua (TGV) Ưu tiên các nhà đúc, công nghệ này vẫn cần tiến bộ đáng kể trong:

1. Kiểm soát đồng nhất cho đường ống có tỷ lệ hình ảnh cao (AR > 50:1) ​
2. Tối ưu hóaSự gắn kết giao diện thủy tinh-kim loại ​
3. Giảm thiểu Căng thẳng nhiệt cơ học trong quá trình sản xuất

Để đạt được.cấu trúc kính mật độ cao, chính xác cao , nghiên cứu rộng rãi đã được thực hiện về các phương pháp tiên tiến, bao gồm:

1. ​Máy vi cơ khí : Cho phép quy mô micron thông qua mô hình
2. ​Nhập lại thủy tinh: Thiết kế mô hình không mặt nạ thông qua tái định hình do căng thẳng bề mặt
3. ​Thỏa lực tập trung: Chụp plasma để tăng độ phân giải
4. ​Kính chống tia cực tím : Chụp chọn lọc thông qua photolithography
5. ​Xóa da bằng laser.: khoan không tiếp xúc với độ chính xác dưới micron
6. ​Các quá trình dẫn đến laser : Chế độ chọn lọc kim loại hóa và biến đổi bề mặt

Phân loại và phân tích có hệ thống của các công nghệ vi mô: ​

1. ​Máy gia công ​
   Máy gia công vi mô là phương pháp chế tạo thông thường và trực tiếp nhất, sử dụng các công cụ cắt vi mô hoặc các chất mài mòn để loại bỏ các vùng vật liệu phơi bày từ các mảnh làm việc.Nó được công nhận rộng rãi rằng các vật liệu dễ vỡ thể hiệndòng chảy thay vì gãy xương mỏng khi độ sâu cắt vẫn thấp hơn đáng kể so với ngưỡng quan trọng
   1

   3
   Lấy cảm hứng từ cơ chế biến dạng này, nhiều kỹ thuật vi công cụ chủ yếu do ductile đã được phát triển, bao gồmMicro-turning.​, ​ức chế​, ​khoan , vàMáy nghiềnCác phương pháp này cho phép sản xuất các thành phần thủy tinh chính xác với thiệt hại bề mặt / dưới bề mặt tối thiểu.

​Máy gia công phun mài (AJM) ​
Là một biến thể AJM hiệu quả về chi phí, gia công máy phun mài mòn sử dụng máy phun mài mòn tốc độ cao (50-100 m / s) để xói mòn vật liệu cứng thông qua các cơ chế tác động.chất mài mòn.(5-50 μm) bị kéo vào các luồng khí/nước, mang lại những lợi thế như:

• Các lực tiếp xúc giảm (< 10 N)
• Sự biến dạng nhiệt tối thiểu (< 50 °C)
• Tương thích với Si, thủy tinh, Al2O3 và vật liệu tổng hợp

​Các thông số quy trình chính: ​

​Thực hiện AJM dựa trên mặt nạ ​
Để đạt được độ phân giải dưới 10 μm, các nhà nghiên cứu đã áp dụng quy trình AJM hai giai đoạn:

1. ​SU-8 Phòng chống ánh sáng: Mô hình hóa bằng nhiếp ảnh UV (365 nm)
2. ​Al2O3 Chụp nước phun thô :
   • Các thông số quy trình: áp suất 0,5 MPa, góc 45°
   • Chiều kính TGV đạt được: 600 μm (tương đồng ± 5%)
   • Chất nền: thủy tinh Pyrex 7740 dày 500 μm

​Hạn chế hiệu suất (Hình X): ​

• ​Độ biến đổi đường kính : ± 8% độ lệch do ảnh hưởng của phản lực lệch
• ​Ống bề mặt: Ra > 100 nm tại các lối vào
• ​Đánh mặt.: 20-30 μm cắt ngang ngang ở các giao điểm

Như được minh họa trong các hình dưới đây, vi mô máy tính cơ khí cho thấy tính nhất quán TGV kém hơn so với các phương pháp dựa trên laser.Các biến động kích thước được quan sát (σ > 15 μm) và sự bất thường của hồ sơ có thể làm suy giảm tính toàn vẹn của tín hiệu thông qua:

• Tăng khả năng ký sinh trùng (> 15%)
• Capacitance-voltage (C-V) hysteresis
• Tính nhạy cảm với điện di cư

Phân tích này phù hợp với các phát hiện của SEMATECH về kính xuyên qua độ tin cậy trong các ứng dụng đóng gói 3D.

​
Động sóng siêu âm làm tăng hiệu quả gia công bằng cách cho phépcông cụ đầu được sắp xếpđể tương tác với các hạt mài mòn dưới dao động tần số cao. hạt mài mòn năng lượng cao (ví dụ, 1 μm SiC) tác động đến nền thủy tinh, tăng tốc thông qua hình thành trong khi đạt được cao hơn tỷ lệ hình ảnh (thần độ đến đường kính).

​Nghiên cứu trường hợp (Hình X): ​

• ​Thiết kế công cụ: Công cụ thép không gỉ tùy chỉnh với 6 × 6 đầu hình vuông
• ​Các thông số quy trình:
  • Chất mài mòn: hạt SiC 1 μm
  • Lớp nền: thủy tinh dày 1,1 mm
  • Khả năng đầu ra: 260 μm × 270 μm hình vuông cong thông qua
  • Tỷ lệ chiều: 5:1 (thần độ trung bình / đường kính)
  • Tốc độ khắc: 6 μm/s
  • Thông lượng: ~ 4 phút mỗi đường

Các giới hạn và tối ưu hóa: ​
Trong khi công cụ đa đầu tăng mật độ mảng (ví dụ, mảng 10 × 10), lợi ích hiệu quả thực tế vẫn bị hạn chế bởi:

1. ​Động lực va chạm: Sự chồng chéo đầu gây nhiễu trong rung động siêu âm
2. ​Sử dụng chất cạo : Sự đổ hạt làm giảm tuổi thọ cắt hiệu quả
3. ​Quản lý nhiệt: Nhiệt ma sát tích lũy ở tần số cao (> 20 kHz)

Cách tiếp cận này đạt được ~ 300 vias / giờ với sự nhất quán kích thước 85% (σ < 5 μm), vượt trội hơn AJM thông thường 4 lần về tốc độ nhưng bị hạn chế bởi sự phức tạp của công cụ.Các hệ thống lai kết hợp khuấy động siêu âm với lấy nét hỗ trợ laser đang được nghiên cứu để giảm bớt những nút thắt này.