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3Dパッケージングをグラス (TGV) 処理技術で理解するための記事

"ムーアより"の利害関係3Dスタッキング許可する異質的な統合複数のチップを平面内と垂直の相互接続雇用するシステムレベルでの統合戦略を大幅に強化する形状要素効率垂直接続技術により 次元スケーリングはZ軸継続的な進歩を推進するシステムレベルでの統合..テクノロジーを通して インターポーザー実施するインターポーザーベースのバイア・ファーストアプローチ3Dインターコネクションの最も有望なソリューションの一つとして世界的な研究焦点先進的な包装で

歴史的にガラスの基板課題に直面しました穴の質表面の荒さなど) に応じた信頼性要件設計者やエンドユーザーにとって重要なボトルネックですガラスの透き通し (TGV)開発されたパッケージングに導入する鋳造工場この技術には,以下のような分野での大幅な進歩が必要である.

1. 単一性管理について高アスペクト比 (AR > 50:1) バイアスわかった
2. 最適化グラス・メタルインターフェイス接着性わかった
3. 緩和する熱力学的なストレス製造中に

達成するために高密度で高精度なガラス構造開発された方法について,包括的に研究が行われました.

1. わかった機械的なマイクロ機械化: パターン作成によるマイクロスケールを有効にする
2. わかったガラスの再流: 表面張力による再形成による仮面なしのパターニング
3. わかった集中発射: 高解像度のためのプラズマエッチング
4. わかった紫外線耐光ガラス: 選別彫刻による光石刻
5. わかったレーザー切除: 微小小の精度で接触のない掘削
6. わかったレーザー誘導プロセス: 選択金属化と表面変形

マイクロ加工技術の体系的な分類と分析: わかった

1. わかったメカニカル・マイクロ・マシーンわかった
   メカニカルマイクロ加工は,工品から露出した材料領域を除去するために,マイクロ切削ツールまたは磨削剤を使用する最も従来の直接的な製造方法を表します.壊れやすい材料は 表面に柔らかい流れ代わりに壊れやすい骨折切断深さは 臨界値を下回る
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   この変形メカニズムに触発されて,多角性による様々なマイクロ加工技術が開発されています.マイクロターニングほら磨きほら掘削するそして...微細磨きこれらの方法により,表面/地下の損傷を最小限に抑え,高精度ガラス部品の製造が可能になります.

わかったアブラシブジェット加工 (AJM)わかった
費用対効果の高いAJM変種として,磨砂式ジェット加工は,衝撃メカニズムを通じて硬い材料を侵食するために高速磨砂式ジェット (50-100 m/s) を使用します.微細磨材(5-50μm) は,ガス/水ジェットに引っ張られ,以下のような利点があります.

• 接触力の減少 (<10 N)
• 最小熱歪み (<50°C)
• Si,ガラス,Al2O3および複合材料との互換性

わかったキープロセスパラメータ: わかった

わかったマスクベースのAJMの実施わかった
解析度が10μm未満になるため,研究者は2段階のAJMプロセスを採用した.

1. わかったSU-8 光抵抗マスキング: 紫外線リトグラフィー (365nm曝光) によるパターニング
2. わかったアル2O3 アブラシブジェットエッチングについて
   • プロセスのパラメータ: 0.5 MPa の圧力, 45° のインシデンス 角度
   • 達成されたTGV直径: 600 μm (± 5%の均一性)
   • 基板:500 μm厚のPyrex 7740ガラス

わかった性能制限 (図X):わかった

• わかった直径変数: ジェット偏差による偏差 ±8%
• わかった表面の荒さ: Ra > 100 nm 入り口を通過する
• わかったエッジロールオーバー: 交差点で 20-30 μm の横切断

下の図に示すように,機械微加工はレーザーベースの方法と比較してTGV一貫性が低い.観測された寸法変動 (σ > 15 μm) とプロフィール不規則性は,信号の整合性を低下させる可能性があります.:

• 寄生体容量増加 (>15%)
• 容量電圧 (C-V) ヒステレシス
• 電気移転への感受性

この分析は3Dパッケージングアプリケーションにおける信頼性による透透ガラスに関する SEMATECHの調査結果と一致しています

わかった
超音波振動により 機械の効率が向上します配列された尖端ツール高周波振動下で磨砂粒子と相互作用する.高エネルギー磨砂粒 (例えば,1μm SiC) はガラスの基板に衝撃を与え,形成を通じて加速し,より高い速度を達成します.アスペクト比(深さから直径)

わかったケース・スタディ (図X):わかった

• わかったツールデザイン: 6×6の四角形の配列の尖端を持つステンレス鋼のカスタムツール
• わかったプロセスのパラメータについて
  • アブラシブ: 1 μm SiC 粒子
  • 基板:1.1mm厚のガラス
  • 出力: 260 μm × 270 μm 角形
  • 側面比: 5:1 (平均深さ/直径)
  • エッチレート: 6 μm/s
  • トランスフット: 1 経路あたり ~ 4 分

制限と最適化わかった
多端ツーリングは配列密度 (例えば,10×10配列) を増加させるが,実用的な効率の向上は以下によって制限されている.

1. わかった衝突動力学: 尖端の重複は,超音波振動中に干渉を引き起こす
2. わかったアブラシブの使用: 粒子の流出は切断の有効寿命を短縮する
3. わかった熱管理: 高周波 (> 20 kHz) の累積摩擦熱

このアプローチは, 85% の次元一貫性 (σ < 5 μm) で~300 vias/h を達成し,従来のAJM を 4 × 速度で上回るが,ツール複雑さによって制限される.超音波振動とレーザー補助焦点化を組み合わせたハイブリッドシステムが,これらのボトルネックを緩和するために研究されています..