Cam (TGV) işleme teknolojisi aracılığıyla 3 boyutlu ambalajlama anlamak için bir makale

"Moore'dan Daha Fazla" avantajları 3 boyutlu yığma.... mümkün kılmak için.Heterogen entegrasyon Birden fazla çip.Uçak içi ve dikey bağlantılar , istihdamSistem düzeyinde entegrasyon stratejileri önemli ölçüde geliştirmek için Form faktörü verimliliği Dikey bağlantı teknolojisi boyut ölçeğini genişletir.Z ekseni., sürekli ilerlemeleri Sistem düzeyinde entegrasyon . Teknoloji aracılığıyla geçiş yapıcı., Ara vericilere dayalı ilk yol yaklaşımları , en umut verici 3 boyutlu bağlantı çözümlerinden biri olarak görülüyor ve küresel araştırma odaklı Gelişmiş ambalajlarda.

Tarihsel olarak,cam substratlar Hedefleri gerçekleştirmek için zorluklarla karşı karşıyayız.delik kalitesi (örneğin, geometri, yüzey kabalığı yoluyla)Güvenilirlik gereksinimleri tasarımcılar ve son kullanıcılar için kritik bir sıkıntı oluşturuyor.camdan geçiyor (TGV) Gelişmiş ambalajlarda kullanılmaya başlandı.dökümhaneler , bu teknoloji hala önemli ilerlemeler gerektiriyor:

1. Birbirliğin kontrolü içinYüksek boyut oranı (AR > 50:1) kanalları - Hayır.
2. OptimizasyonCam-metal ara yüzün yapışması - Hayır.
3. azaltmaTermo-mekanik gerginlik Üretim sırasında

Başarmak için.Yüksek yoğunluklu, yüksek hassasiyetli cam yapılandırması , gelişmiş yöntemler üzerinde kapsamlı araştırma yapıldı, bunlara şunlar dahildir:

1. - Hayır.Mekanik mikro-işlem Şablonlama yoluyla mikron ölçeğini etkinleştirir:
2. - Hayır.Cam geri akışı.: Yüzey gerginliği ile yeniden şekillendirilmesi yoluyla maskesiz desenleme
3. - Hayır.Odaklanmış patlama.: Yüksek çözünürlük için plazma kazımı
4. - Hayır.UV-kurulabilir fotoresist cam : Fotolitografi yoluyla seçici kazım
5. - Hayır.Lazer ablasyonu.: Mikron altındaki hassasiyetle temassız sondaj
6. - Hayır.Lazer ile yapılan işlemler.Seçici metalleşme ve yüzey modifikasyonu

Mikromesin teknolojilerinin sistematik sınıflandırılması ve analizi: - Hayır.

1. - Hayır.Mekanik Mikro-Makin- Hayır.
   Mekanik mikro işleme, iş parçasından açık malzeme bölgelerini çıkarmak için mikro kesme araçları veya abrazif maddeler kullanan en geleneksel ve doğrudan imalat yöntemini temsil eder.Kırılgan malzemelerin Daktil akış.- Hayır.kırılgan kırık Kesim derinliği kritik eşiğin çok altında kaldığında
   1

   3
   Bu deformasyon mekanizmasından ilham alarak, ızgara baskınlı çeşitli mikro-işlem teknikleri geliştirilmiştir.Mikro dönme.- Evet.Döşeme.- Evet.- Borma.Ve...Mikro öğütme.Bu yöntemler, yüzey/yüzey altındaki hasarın en aza indirgenilmesiyle hassas cam bileşenlerin üretilmesini sağlar.

- Hayır.Abrasif Jet İşleme (AJM) - Hayır.
Maliyet etkin bir AJM varyantı olarak, abrasif jet işleme, darbe mekanizmaları yoluyla sert malzemeleri aşmak için yüksek hızlı abrasif yüklü jetler (50-100 m/s) kullanır.Mikro aşınma malzemeleri.(5-50 μm) gaz/su jetlerinde çekilir ve aşağıdakiler gibi avantajlar sunar:

• Düşük temas kuvvetleri (<10 N)
• Minimum termal bozulma (<50°C)
• Si, cam, Al2O3 ve kompozitlerle uyumluluk

- Hayır.Ana işlem parametreleri: - Hayır.

- Hayır.Maske tabanlı AJM uygulaması - Hayır.
10 μm altındaki çözünürlüğe ulaşmak için araştırmacılar iki aşamalı bir AJM süreci benimsediler:

1. - Hayır.SU-8 fotoresist maske.: UV litografi ile desenlenmiş (365 nm pozlama)
2. - Hayır.Al2O3 Abrasif Jet Etching - Evet.
   • Süreç parametreleri: 0,5 MPa basınç, 45° düşme açısı
   • Ulaşılan TGV çapı: 600 μm (± 5% tekdüzelik)
   • Substrat: 500 μm kalınlığında Pyrex 7740 cam

- Hayır.Performans sınırlamaları (Şekil X): - Hayır.

• - Hayır.Diametre Değişkenliği: Jet bükülme etkisi nedeniyle ±8% sapma
• - Hayır.Yüzey Kabalığı.: Ra > 100 nm giriş yoluyla
• - Hayır.- Kenar dönüşü.: kesişimlerde 20-30 μm yan kesim

Aşağıdaki şekillerde gösterildiği gibi, mekanik mikro-işlem, lazer tabanlı yöntemlere kıyasla daha düşük TGV tutarlılığını gösterir.Gözlenen boyut dalgalanmaları (σ > 15 μm) ve profil düzensizlikleri sinyal bütünlüğünü:

• Parazit kapasitesinin artması (> 15%)
• Kapasitans-gerilim (C-V) histerezi
• Elektromigrasyon duyarlılığı

Bu analiz, SEMATECH'in 3 boyutlu ambalaj uygulamalarındaki güvenilirlik yoluyla şeffaf camla ilgili bulgularıyla uyumludur.

- Hayır.
Ultrasonik titreşim, işlem verimliliğini arttırır.Çerezli uç aletleri Yüksek frekanslı salınımlar altında abrazif parçacıklarla etkileşime girmek için. Yüksek enerjili abrazif taneler (örneğin, 1 μm SiC) cam substratına etki ederek, oluşum yoluyla hızlanırken daha yüksek Görünüm oranları (derinlik-diametre)

- Hayır.Vaka Çalışması (Şekil X): - Hayır.

• - Hayır.Araç tasarımı : 6×6 kare dizilmiş uçları ile özel paslanmaz çelik alet
• - Hayır.Süreç parametreleri - Evet.
  • Abrasif: 1 μm SiC parçacıkları
  • Substrat: 1,1 mm kalınlığında cam
  • Çıkış: 260 μm × 270 μm konik kare
  • Görünüm oranı: 5:1 (ortalama derinlik/diametre)
  • Çakma Hızı: 6 μm/s
  • Devamı: Yol başına ~4 dakika

Sınırlamalar ve Optimizasyon:- Hayır.
Çoklu uçlu aletler dizi yoğunluğunu arttırırken (örneğin, 10 × 10 dizi), pratik verimlilik kazançları aşağıdakilerle sınırlıdır:

1. - Hayır.Çarpışma Dinamikleri.: Uçtağının üst üste gelmesi ultrasonik titreşim sırasında etki yaratır.
2. - Hayır.Sıvıcı Kullanım Parçacık dökülmesi kesim ömrünü azaltır
3. - Hayır.Isı Yönetimi: Yüksek frekanslarda toplu sürtünme ısısı (> 20 kHz)

Bu yaklaşım, 85% boyut tutarlılığı (σ < 5 μm) ile saatte ~ 300 vias elde ederek, geleneksel AJM'yi hızda 4 kat daha fazla, ancak araç karmaşıklığı ile sınırlıdır.Bu engelleri hafifletmek için ultrasonik karıştırmayı lazer destekli odaklama ile birleştiren hibrit sistemler araştırılmaktadır..