유리 (TGV) 가공 기술을 통해 3D 패키징을 이해하는 기사
May 22, 2025
"무어보다 더 많은"3D 스파킹가능하도록이질적인 통합여러 칩을 통해평면과 수직의 상호 연결, 고용시스템 수준의 통합적으로 향상시킬 수 있습니다.형태 요인 효율성수직 연결 기술은z축, 지속적인 발전을 이끌고 있습니다.시스템 수준의 통합.기술로 횡단 중첩,중재자 기반의 첫 번째 접근 방식, 가장 유망한 3D 상호 연결 솔루션 중 하나로 꼽히고 있으며세계적 연구 초점첨단 포장재로
역사적으로,유리 기판이 목표를 달성하는 데 어려움을 겪었습니다.구멍 품질(예: 기하학, 표면 거칠성)신뢰성 요구 사항설계자 및 최종 사용자에 대한 융합을 통해유리 통과 (TGV) 첨단 포장재에 적용됩니다.발사소, 이 기술은 여전히 다음과 같은 분야에서 상당한 발전을 필요로합니다.
- 일관성 관리높은 측면 비율 (AR > 50:1)- 네
- 최적화유리-금속 인터페이스 접착력- 네
- 감축열-기계적 스트레스제조 중에
성취하기 위해서고밀도, 고정밀성 유리 구조, 첨단 방법에 대한 광범위한 연구가 수행되었습니다.
- - 네기계적 마이크로 기계화: 패턴을 통해 미크론 규모를 가능하게 합니다.
- - 네유리 재공류: 표면 긴장 가동 재구조를 통해 마스크 없는 패턴
- - 네집중 발사: 고해상도를 높이기 위한 플라즈마 에칭
- - 네자외선 가열성 광 저항 유리: 사진 리토그래피를 통한 선택적 발각
- - 네레이저 절제: 미크론 이하의 정밀도로 비접촉 굴착
- - 네레이저로 유발된 과정: 선택적 금속화 및 표면 변형
마이크로 기계 기술의 체계적 분류 및 분석:- 네
- - 네기계적 미시 기계- 네
기계적 미세 가공은 가장 일반적이고 직접적인 제조 방법을 나타냅니다. 미세 절단 도구 또는 가러미 물질을 사용하여 작업 조각에서 노출 된 물질 지역을 제거합니다.깨지기 쉬운 물질은융통성 흐름그보다는부러진 골절절단 깊이가 결정적 임계치보다 현저하게 낮아질 때이 변형 메커니즘에서 영감을 받아 다양한 유연성 지배 미세 기계화 기술이 개발되었습니다.마이크로 턴, 밀링, 뚫고, 그리고마이크로 밀링이 방법들은 표면/지하 표면 손상을 최소화하는 정밀 유리 부품의 생산을 가능하게 한다.
- 네가려진 제트 가공 (AJM)- 네
비용 효율적인 AJM 변종으로서, 경사 제트 가공은 충격 메커니즘을 통해 단단한 물질을 침식시키기 위해 고속 경사 제트 (50-100 m/s) 를 사용합니다.미세한 가열제(5-50μm) 가스/물 제트에서 휩쓸려, 다음과 같은 장점을 제공합니다.
- 감소된 접촉 힘 (<10 N)
- 최소 열 왜곡 (<50°C)
- Si, 유리, Al2O3 및 복합재료와의 호환성
- 네주요 프로세스 매개 변수:- 네
| 매개 변수 | 결정적 범위 | TGV 품질에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 제트 각 | 60°-80° | 비아 기하학의 대칭성 |
| 스탠드오프 거리 | 2~10mm | 침식 효율성 |
| 가려기 | 20~40% | 구멍의 일관성 |
| 노즐 지름 | 50~200μm | 측면 해상도 제한 |
- 네마스크 기반의 AJM 구현- 네
10μm 이하의 해상도를 달성하기 위해 연구자들은 2단계 AJM 프로세스를 채택했습니다.
- - 네SU-8 광 저항 마스킹: 자외선 리토그래피 (UV 리토그래피: 365 nm 노출) 를 통해 패턴을 만듭니다.
- - 네Al2O3 가려진 제트 에칭:
- 프로세스 매개 변수: 0.5 MPa 압력, 45° 부각
- 달성된 TGV 지름: 600 μm (± 5% 균일성)
- 기판: 500μm 두께의 Pyrex 7740 유리
- 네성능 제한 (그림 X):- 네
- - 네지름 변동성: 제트 굴곡 효과로 인한 ±8% 오차
- - 네표면 거칠성: Ra > 100 nm 입구로
- - 네엣지 롤오버: 교차점에서 20-30μm 측면 과단
다음 그림에서 보여주는 바와 같이, 기계적 마이크로 머신링은 레이저 기반 방법에 비해 낮은 TGV 일관성을 나타냅니다.관찰 된 차원 변동 (σ > 15 μm) 과 프로파일 불규칙은 신호 무결성을 손상시킬 수 있습니다.:
- 기생물 용량 증가 (> 15%)
- 용량-전압 (C-V) 히스테레지
- 전기 이동에 민감함
이 분석은 세차원 패키지 응용 프로그램에서 신뢰성을 통해 유리 투과에 대한 SEMATECH의 연구 결과에 일치합니다.
- 네
초음파 진동은 가공 효율을 향상시킵니다.톱 도구고 주파수 진동 하에서 가러기 입자와 상호 작용하기 위해 고 에너지 가러기 곡물 (예를 들어, 1 μm SiC) 가 유리 기판에 영향을 미치며, 더 높은 성능을 달성하는 동안 형성을 통해 가속화됩니다.비중 비율(심에서 지름까지)
- 네사례 연구 (그림 X):- 네
- - 네도구 디자인: 6 × 6 제곱 배열 된 끝으로 주문 스테인레스 스틸 도구
- - 네프로세스 매개 변수:
- 가려물: 1μm SiC 입자
- 기판: 1.1mm 두께의 유리
- 출력: 260μm × 270μm 톱니 모양의 정사각형
- 측면 비율: 5:1 (평균 깊이/지름)
- 에치 속도: 6μm/s
- 매개량: 매번 ~4분
한계와 최적화:- 네
멀티 톱 툴링은 배열 밀도를 증가시키지만 (예를 들어, 10×10 배열), 실질적인 효율성 증가는 다음과 같이 제한됩니다.
- - 네충돌 역학: 끝의 겹치는 것은 초음파 진동 중에 간섭을 일으킨다.
- - 네경사용품 사용: 입자 분해로 절단 수명이 짧아집니다.
- - 네열 관리: 높은 주파수 (> 20 kHz) 에서 축적 된 마찰 열
이 접근법은 85%의 차원 일관성 (σ < 5 μm) 으로 ~300 vias/hour를 달성하며, 기존 AJM의 속도를 4배 이상 능가하지만 도구 복잡성으로 제한됩니다.이러한 병목을 완화하기 위해 초음파 조화와 레이저 보조 집중을 결합하는 하이브리드 시스템이 조사되고 있습니다..