ما به ندرت به ارتباطات متقابل نگاه می کنیم.
پنهان در اعماق بسته بندی تراشه،
آنها ویفرهای سیلیکونی را سوراخ می کنند و از زیر لایه های شیشه ای عبور می کنند،
زیربنای گسترش سه بعدی قدرت محاسباتی.
افزایش پیچیدگی در دفن بسته بندی های پیشرفته خطراتی را در ساختارهای داخلی در مراحل اولیه تولید ایجاد می کند. هر چه عیوب بعدی مشخص شود، هزینه های مرتبط بیشتر می شود. بر این اساس، بازرسی اشعه ایکس از غربالگری کیفیت صرفاً پایان خط به بررسیهای خط مقدم در گرههای تولیدی حیاتی، به صفر رساندن واحدهای اتصال - اجزای اصلی حاکم بر قابلیت اطمینان بستهبندی، تکامل یافته است.
01 PTH، TSV، TGV: اتصالات به عمق می روند
اتصال لایه به لایه به عنوان پایه ای ضروری برای PCB ها، بسترهای بسته بندی و همچنین بسته بندی های پیشرفته 2.5D/3D است. PCBهای معمولی و بسترهای بسته بندی عمدتاً به PTH (Plated Through Hole) برای تحقق اتصال عمودی بین لایه های بالایی و پایینی تخته ها متکی هستند. همانطور که بسته بندی به سمت تراکم بالاتر، مسیرهای مسیریابی کوتاه تر و انباشته شدن سه بعدی تکامل می یابد، اتصالات عمودی به اعماق مواد سیلیکونی و شیشه ای نفوذ می کنند و از طریق معماری هایی که توسط TSV (Through-Silicon Via) و TGV (Through-Glass Via) نمایش داده شده اند، سه بعدی بسیار ظریف و پیچیده را تشکیل می دهند.
زیرلایه شفاف TGV (آبکاری پیش از مس)
TGV با رنگ نارنجی پس از متالیزاسیون کامل مس
هر دو TSV و TGV راه حل های اتصال عمودی برای بسته بندی های پیشرفته هستند که عمدتاً با مواد بستر پایه آنها متمایز می شوند.
TSV مبتنی بر سیلیکون است که به طور گسترده برای بستهبندیهای سیلیکونی، HBM و 2.5D/3D استفاده میشود. این مسیریابی اتصال فوق العاده کوتاه و چگالی یکپارچه سازی عالی را ارائه می دهد، ایده آل برای انباشته شدن قالب و اتصال کوتاه با سرعت بالا.
در مقابل، TGV بر روی بسترهای شیشه ای یا درونی شیشه ای ساخته شده است. TGV با بهره مندی از تلفات دی الکتریک کم شیشه، پایداری ابعادی فوق العاده و قابلیت تولید پنل های بزرگ، با کاربردهایی که به فرکانس بالا، فرمت بزرگ و اتصال کم تلفات نیاز دارند، مناسب است.
مقطع شماتیک TGV
پلتفرمهای بستهبندی نیمهرسانا با توجه به پیگیری بستهبندیهای پیشرفته برای ردپای بزرگتر، پهنای باند بیشتر و تلفات انتقال کمتر، از یکپارچهسازی اولیه به سمت یکپارچهسازی با کیفیت بالا، مقیاس بزرگ، کم تلفات و مقرونبهصرفه تغییر میکنند. در برابر این پسزمینه، زیرلایههای شیشهای به دلیل ویژگیهای ذاتی مواد و سازگاری با تولید پانلهای بزرگ برجسته هستند و TGV را به عنوان یک فناوری اتصال عمودی امیدوارکننده به کانون توجه قرار میدهند.
02 TGV چه چالش های بازرسی را برای آزمایش اشعه ایکس به ارمغان می آورد؟
افزایش تقاضای بازار و الزامات دقیق کنترل عملکرد، به ارتقای فنی برای بازرسی اشعه ایکس به سمت وضوح بهتر، تصویربرداری پایدار و آنالیز توموگرافی چند زاویه ای دامن می زند. TGV چالشهای بازرسی اولیه ناشی از هندسه کوچک و فوقالعاده بالا از طریق چگالی را ایجاد میکند. ویاها به طور متراکم در داخل زیرلایه های شیشه ای با قطرهای کوچک و فاصله زمین تنگ قرار گرفته اند. نقایص فردی اغلب فقط به صورت جابجایی های ظریف در مقیاس خاکستری یا بی نظمی های لبه ضعیف در تصاویر رادیوگرافی ظاهر می شوند. در نتیجه، بازرسی TGV نیاز به افزایش بزرگنمایی و وضوح فضایی، در کنار استانداردهای سختگیرانه برای یکنواختی تصویر، بهینه سازی کنتراست و کاهش نویز دارد.
عنوان تصویر: شماتیک مقطع یک TGV منفرد، نمایش هندسه اتصال کوچک شده
به عنوان معماری ذاتاً سه بعدی، آرایههای TGV از همپوشانی ساختاری تحت طرحدهی معمولی پرتو ایکس عمودی رنج میبرند. گذرگاهها، لایههای متالیزاسیون، پدهای پیوند و آثار مسیریابی در رادیوگرافیهای دوبعدی روی یکدیگر قرار میگیرند، از طریق خطوط دیوار، ناهنجاریهای داخلی و بخشهای معیوب متناوب تار میشوند. برای حل ویژگیهای همپوشانی در بازرسی واقعی، اکتساب کج، تصویربرداری چند زاویهای و سیتی اسکن اشعه ایکس به طور معمول برای جدا کردن ساختارهای داخلی روی هم قرار گرفته است.
به بیان ساده، موانع بازرسی TGV نه تنها از ابعاد کوچک ناشی می شوند، بلکه ترکیبی از اندازه فشرده، چگالی فوق العاده بالا، کنتراست تصویر پایین و نویز تصویربرداری هستند. این عوامل ترکیبی، شناسایی مداوم عیوب خرد را بسیار سخت تر می کند.
عنوان شکل: تصاویر اشعه ایکس از سازه های TGV
TGV آرایهشده منظم با قطر ریز و گام ریز
مرزهای مبهم و ویژگی های داخلی ناشی از همپوشانی ساختاری
برای معماری های سه بعدی مینیاتوری مانند TGV ها، ارتقای عملکرد بازرسی اشعه ایکس نه تنها به مشخصات سخت افزاری، بلکه بر بهینه سازی هماهنگ دستور العمل های تصویربرداری و الگوریتم های پردازش تصویر متکی است.
عنوان تصویر: رادیوگرافی های اشعه ایکس TGV گرفته شده توسط سیستم بازرسی اشعه ایکس میکروفوکوس UniXray AX9600 با خطوط واضح، عیوب داخلی مشخص و کنتراست تصویر عالی
جذب کج، مشاهده چند زاویه ای و بازسازی 2.5D/3D به طور موثر ویژگی های همپوشانی را از طریق آرایه ها، پدهای اتصال، لایه های فلزی شدن و ردهای اتصال متمایز می کند، که دید لبه های دیوار، ناهنجاری های داخلی و بخش های معیوب متناوب را تشدید می کند. با این وجود، ثبت موفقیت آمیز تصویر مساوی با شناسایی نقص نیست. پردازش تصویر پیشرفته از جمله کاهش نویز، تنظیم کنتراست، بهبود لبه و بهینهسازی محدوده دینامیکی بهطور قابل اعتمادی مرزهای ضعیف، ویژگیهای کم کنتراست و ناهنجاریهای ظریف در مقیاس خاکستری را آشکار میکند.
سیستم اشعه ایکس میکروفوکوس UniXray AX9600 که برای بازرسی اتصال بسیار دقیق ساخته شده است، عملکرد تصویربرداری با دقت بالایی را ارائه می دهد. این واحد مجهز به منبع اشعه ایکس نوع باز 160 کیلو ولت، بزرگنمایی بیش از 1500× را در کنار قابلیت تصویربرداری 2.5 بعدی برای حل خطوط ساختاری و عیوب میکروسکوپی در بسته بندی متراکم از طریق آرایه ها ارائه می دهد. این تجهیزات با استفاده از الگوریتمهای مدل بزرگ هوش مصنوعی خود توسعهیافته UniXray برای بهبود کنتراست هوشمند و کاهش نویز، مصنوعات تصویربرداری را به حداقل میرساند و جزئیات کم کنتراست ضعیف را برجسته میکند. این به مشتریانی که بازرسی جلویی را با پشتیبانی قوی برای غربالگری دقیق عیوب، اعتبار سنجی فرآیند و کنترل کیفیت کامل، توانمند میسازد.
شرح تصویر: سیستم بازرسی اشعه ایکس میکروفوکوس UniXray AX9600 با منبع اشعه ایکس نوع باز 160 کیلوولت
03 چشم انداز آینده
ارقام تحقیقات بازار، اندازه بازار جهانی بستر TGV را در سال 2026 به 230 میلیون دلار با ارزش بازار پیشبینی شده 3.72 میلیارد دلار تا سال 2035 نشان میدهد، که مطابق با CAGR تقریباً 34.2 درصد از سال 2026 تا 2035 است. انبساط انفجاری
از آنجایی که محدودیتهای بازده بازرسی را عمیقتر به جریانهای کاری بستهبندی سوق میدهد، یک سوال اساسی مطرح میشود: اگر نقایص نتوانند منتظر شناسایی در مرحله اتصال بستهبندی باشند، بازرسی تا چه اندازه میتواند به سمت بالا منتقل شود؟
پاسخ ممکن است در قلمروی حتی میکروسکوپی تر باشد…
UniXray به طور کامل در تحقیق و توسعه و تولید انبوه تجهیزات بازرسی اختصاصی برای کاربردهای TSV و TGV پیشرفت کرده است.
