Nous voyons rarement des interconnexions.
Caché profondément à l'intérieur de l'emballage des puces,
Ils perforent les plaquettes de silicium et traversent les substrats de verre,
qui sous-tend l'expansion tridimensionnelle de la puissance de calcul.
La complexité croissante des emballages avancés entraîne des risques profondément enracinés dans les structures internes à un stade de production plus précoce.,L'inspection par rayons X est passée d'un simple contrôle de la qualité à la fin de la chaîne à des contrôles de première ligne dans les nœuds critiques de fabrication.la mise à zéro des unités d'interconnexion, composantes essentielles de la fiabilité des emballages.
01 PTH, TSV, TGV: les interconnexions s'approfondissent
L'interconnexion de couche en couche constitue une base indispensable pour les PCB, les substrats d'emballage ainsi que pour les emballages avancés 2.5D/3D.Les PCB conventionnels et les substrats d'emballage reposent principalement sur le PTH (Plated Through Hole) pour réaliser l'interconnexion verticale entre les couches supérieure et inférieure des cartesAlors que l'emballage évolue vers une densité plus élevée, des chemins plus courts et un empilement en trois dimensions, les interconnexions verticales pénètrent profondément dans les matériaux de silicium et de verre, formant des matériaux ultra-fines,3D complexe via des architectures représentées par TSV (Through-Silicon Via) et TGV (Through-Glass Via).
Substrate TGV transparent nu (pré-plaqué en cuivre)
TGV orange après métallisation complète du cuivre
Les TSV et les TGV sont des solutions d'interconnexion verticale pour les emballages avancés, principalement différenciées par leurs matériaux de substrat de base.
Le TSV est basé sur le silicium, largement utilisé pour les interposants en silicium, le HBM et les emballages 2.5D/3D. Il offre un routage d'interconnexion ultra-courte et une densité d'intégration supérieure,idéal pour l'empilage sous pression et l'interconnexion à courte portée à grande vitesse.
En revanche, le TGV est construit sur des substrats en verre ou des interposants en verre.TGV convient aux applications nécessitant des fréquences élevées, l'interconnexion grand format et à faible perte.
Section schématique du TGV
Poussées par la recherche d'emballages avancés pour une plus grande empreinte, une plus grande bande passante et une perte de transmission plus faible, les plates-formes d'emballage semi-conducteurs évoluent de l'intégration de base vers une qualité élevée,à grande échelleDans ce contexte, les substrats en verre se distinguent par leurs avantages matériels inhérents et leur compatibilité avec la production de panneaux de grande taille.mettre le TGV sous les projecteurs comme technologie d'interconnexion verticale prometteuse.
02 Quels défis d'inspection le TGV pose-t-il aux tests aux rayons X?
La demande croissante du marché et les exigences strictes en matière de contrôle du rendement alimentent les améliorations techniques de l'inspection par rayons X vers une résolution plus fine, une imagerie stable et une analyse par tomographie multi-angles.Les TGV posent des défis d'inspection primaires découlant de la géométrie miniaturisée et de la densité de transmission ultra-hauteLes voies sont densément disposées à l'intérieur des substrats en verre avec de minuscules diamètres et un espacement de hauteur serré.Les défauts individuels ne se manifestent souvent que sous la forme de déviations subtiles de la gamme de gris ou d'irrégularités de bord faible sur les images radiographiquesPar conséquent, l'inspection TGV nécessite un grossissement et une résolution spatiales améliorés, ainsi que des normes strictes pour l'uniformité de l'image, l'optimisation du contraste et la suppression du bruit.
Caption d'image: Schéma de section transversale d'un TGV unique, démontrant une géométrie miniaturisée d'interconnexion
Comme les architectures 3D inhérentes, les réseaux TGV souffrent de chevauchements structurels dans le cadre de la projection radiographique verticale classique.les plaquettes de liaison et les traces de routage s'empilent les unes sur les autres dans les radiographies 2DPour résoudre les caractéristiques qui se chevauchent lors de l'inspection réelle, l'acquisition inclinée,l'imagerie multi-angle et la tomodensitométrie à rayons X sont régulièrement utilisées pour découpler les structures internes superposées.
En termes simples, les obstacles à l'inspection des TGV ne résultent pas seulement de dimensions minuscules, mais d'un mélange de taille compacte, de densité ultra-haute, de faible contraste d'image et de bruit d'imagerie.Ces facteurs combinés rendent l'identification cohérente des micro-défectuosités beaucoup plus exigeante.
Caption de la figure: Images aux rayons X des structures des TGV
TGV régulièrement disposé avec un diamètre minuscule et une hauteur fine
Les limites obscurcies et les caractéristiques internes causées par des chevauchements structurels
Pour les architectures 3D miniatures telles que les TGV, l'amélioration des performances d'inspection par rayons X ne repose pas uniquement sur les spécifications matérielles,mais aussi sur l'optimisation coordonnée des recettes d'imagerie et des algorithmes de traitement d'image.
Caption d'image: Radiographies à rayons X TGV capturées par le système d'inspection à rayons X Microfocus UniXray AX9600 avec des contours clairs des vias, des défauts internes distincts et un contraste d'image supérieur
L'acquisition inclinée, l'affichage sous plusieurs angles et la reconstruction 2.5D/3D séparent efficacement les caractéristiques qui se chevauchent entre les réseaux, les tampons de liaison, les couches de métallisation et les traces d'interconnexion,amélioration de la visibilité des bords des mursLes résultats de l'analyse de l'efficacité de l'imagerie ne permettent pas d'identifier clairement les défauts, le traitement avancé de l'image, y compris la réduction du bruit,réglage du contraste, l'amélioration des bords et l'optimisation de la gamme dynamique exposent de manière fiable les bordures floues, les caractéristiques à faible contraste et les anomalies subtiles de l'échelle des grises.
Conçu pour l'inspection des interconnexions ultra-fines, le système de rayons X microfocus UniXray AX9600 offre des performances d'imagerie de haute précision.l'unité offre un grossissement supérieur à 1500x parallèlement à native 2.5 capacité d'imagerie 5D pour résoudre les contours structurels et les défauts microscopiques dans des ensembles densément emballés.Propulsé par des algorithmes de modèles d'IA développés par UniXray pour une amélioration intelligente du contraste et une suppression du bruit, l'équipement minimise les artefacts d'imagerie et met en évidence des détails faibles à faible contraste.validation du processus et contrôle de la qualité complet.
Caption de l'image: Système d'inspection des rayons X à microfocus UniXray AX9600 avec 160kV de type ouvert Source de rayons X
03 Perspectives pour l'avenir
Les chiffres des études de marché indiquent que la taille du marché mondial du substrat TGV s'élève à 230 millions USD en 2026, avec une valeur de marché projetée de 3,72 milliards USD d'ici 2035, ce qui correspond à un TCAC d'environ 34.2% de 2026 à 2035Poussé par l'adoption accélérée de technologies d'emballage avancées, le marché de l'inspection alimenté par des exigences de rendement strictes est prêt à une expansion explosive.
Les contraintes de rendement poussent l'inspection de plus en plus loin dans les processus d'emballage, et une question cruciale se pose: si les défauts ne peuvent pas attendre d'être détectés à l'étape de l'interconnexion des emballages,combien plus en amont l'inspection peut être déplacée?
La réponse se trouve peut-être dans un domaine encore plus microscopique...
UniXray a complètement progressé vers la R&D et la production en série d'équipements d'inspection dédiés pour les applications TSV et TGV.
