Un articolo per comprendere l'imballaggio 3D attraverso la tecnologia di lavorazione del vetro (TGV)

"Più di Moore" si avvale.Impilazione 3D.Per consentireintegrazione eterogenea di più chip attraversointerconnessioni in piano e verticali , che impiegaintegrazione a livello di sistema efficienza del fattore di forma La tecnologia di interconnessione verticale estende la scalazione dimensionale lungo ilAsse Z, guidando continui progressi inintegrazione a livello di sistema . Interponibile attraverso la tecnologia., realizzato tramiteapprocci basati sull'interposer via-first , si pone come una delle soluzioni di interconnessione 3D più promettenti ed è diventata unLa ricerca si concentra a livello mondiale in imballaggi avanzati.

Storicamente,Substrati di vetro La Commissione ha affrontato sfide per raggiungere Qualità del buco (ad esempio, attraverso la geometria, la rugosità della superficie) che ha soddisfatto lerequisiti di affidabilità ), che costituisce un collo di bottiglia critico per vetro attraverso (TGV) per l'adozione in imballaggi avanzati.Fonderie , questa tecnologia richiede ancora progressi sostanziali in:

1. Controllo dell' uniformità per viaio ad alto rapporto di aspetto (AR > 50:1) - Sì.
2. Ottimizzazione diAdesione interfaccia vetro-metallo - Sì.
3. Mitigamento diLo stress termomeccanico durante la produzione

Per raggiungere.Strutturazione in vetro ad alta densità e precisione , sono state condotte ampie ricerche su metodi avanzati, tra cui:

1. - Sì.Micromotrici meccanicheAbilita la scala micron tramite patterning
2. - Sì.Riportamento di vetro.: Modellazione senza maschera tramite rimodellazione a tensione superficiale
3. - Sì.Scarica focalizzata.: Etching plasmatico per una maggiore risoluzione
4. - Sì.Vetro fotoresistente UV-curable : incisione selettiva mediante fotolitografia
5. - Sì.Ablazione laser.: Perforazione senza contatto con precisione sub-micronica
6. - Sì.Processi indotti dal laser : Metalizzazione selettiva e modifica della superficie

Classificazione e analisi sistematiche delle tecnologie di micromeccanica: - Sì.

1. - Sì.Micromachining meccanico - Sì.
   La microtrattatura meccanica rappresenta il metodo di fabbricazione più convenzionale e diretto, utilizzando strumenti di microtaglio o agenti abrasivi per rimuovere le regioni esposte dei materiali dai pezzi da lavorare.E'ampiamente riconosciuto che i materiali fragili presentanoflusso duttile Invece di...frattura fragilequando la profondità di taglio rimane significativamente inferiore alla soglia critica
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   Sulla base di questo meccanismo di deformazione, sono state sviluppate varie tecniche di microtrattamento dominate dal duttile, tra cuimicro-torno., La fresatura., Perforazione., e Microfrattura.Questi metodi consentono la produzione di componenti in vetro di precisione con minimizzazione dei danni superficiali/sotto superficiali.

- Sì.Apparecchiatura a getto abrasivo (AJM)- Sì.
Come variante AJM conveniente, la lavorazione a getto abrasivo utilizza getti carichi di abrasivo ad alta velocità (50-100 m/s) per erodere materiali duri attraverso meccanismi di impatto.micro-abrasivi.(5-50 μm) trascinati in getti di gas/acqua, che offrono vantaggi quali:

• Forze di contatto ridotte (< 10 N)
• Distorsione termica minima (< 50°C)
• Compatibilità con il Si, il vetro, l'Al2O3 e i compositi

- Sì.Parametri chiave del processo: - Sì.

- Sì.Attuazione dell'AJM basata sulla maschera - Sì.
Per ottenere una risoluzione inferiore a 10 μm, i ricercatori hanno adottato un processo AJM in due fasi:

1. - Sì.SU-8 Mascheramento fotoresistente.: modellato tramite litografia UV (esposizione a 365 nm)
2. - Sì.Al2O3 abrasivo a getto - - -
   • Parametri di processo: pressione di 0,5 MPa, angolo di incidenza di 45°
   • Diametro TGV raggiunto: 600 μm (uniformità ±5%)
   • Sottostrato: vetro Pyrex 7740 di 500 μm di spessore

- Sì.Limitazioni delle prestazioni (Fig. X): - Sì.

• - Sì.Variabilità di diametro : ±8% di deviazione dovuta agli effetti di deflessione del getto
• - Sì.Roughness superficiale: Ra > 100 nm alle entrate
• - Sì.Rotolamento del bordo.: 20-30 μm di sovraccisione laterale alle intersezioni

Come illustrato nelle figure seguenti, la microtrattatura meccanica presenta una consistenza TGV inferiore rispetto ai metodi basati sul laser.Le fluttuazioni dimensionali osservate (σ > 15 μm) e le irregolarità del profilo possono degradare l'integrità del segnale attraverso:

• Aumento della capacità parassitaria (> 15%)
• Isteresi di tensione-capacità (C-V)
• Sensitività all'elettromigrazione

Questa analisi si allinea con le scoperte di SEMATECH sul vetro trasparente attraverso l'affidabilità nelle applicazioni di imballaggio 3D.

- Sì.
La vibrazione ad ultrasuoni migliora l' efficienza dell' lavorazione consentendoattrezzi a punta disposti I granelli abrasivi ad alta energia (ad esempio, 1 μm SiC) colpiscono il substrato di vetro, accelerando attraverso la formazione ottenendo al contempo livelli più elevati Rapporti di aspetto.(profondità-diametro).

- Sì.Studio di caso (Fig. X): - Sì.

• - Sì.Progettazione degli strumenti: Strumento in acciaio inossidabile su misura con punte quadrate 6×6
• - Sì.Parametri del processo - - -
  • Abrasivo: particelle di SiC da 1 μm
  • Substrato: vetro di spessore di 1,1 mm
  • Output: 260 μm × 270 μm quadrato affusolato via
  • Rapporto di aspetto: 5:1 (profondità media/diametro)
  • Tasso di incisione: 6 μm/s
  • Trasmissione: ~ 4 minuti per via

Limitazioni e ottimizzazione: - Sì.
Mentre gli utensili multi-tip aumentano la densità delle matrici (ad esempio, matrici 10 × 10), i guadagni pratici di efficienza rimangono limitati da:

1. - Sì.Dinamica di collisione.: La sovrapposizione delle punte provoca interferenze durante le vibrazioni ad ultrasuoni
2. - Sì.Utilizzo degli abrasivi : La perdita di particelle riduce la durata effettiva del taglio
3. - Sì.Gestione termica : Calore di attrito cumulativo ad alte frequenze (> 20 kHz)

Questo approccio raggiunge ~ 300 vias/ora con una consistenza dimensionale dell'85% (σ < 5 μm), superando l'AJM convenzionale di 4 volte in velocità, ma limitato dalla complessità dello strumento.I sistemi ibridi che combinano agitazione ad ultrasuoni con messa a fuoco assistita dal laser sono in fase di ricerca per attenuare questi colli di bottiglia.