Geringe Verluste bei mmWave
tan δ < 0,005 und eine Dielektrizitätskonstante um 4,6 — etwa die Hälfte von Silizium — senken die Substratverluste in 5G/6G-Frontends und Automobilradarmodulen.
Technologie · Glas-Kontaktierung
TGV — Durchkontaktierung im Glas
Durchkontaktierungen im Glas für Glas-Interposer, mmWave-RF-Module und hermetisches MEMS-Packaging. Via-Herstellung, Isolationsschicht, Kupferfüllung und Planarisierung auf 100–300-mm-Glaswafern.
AR 6:1–10:1 TGV-Aspektverhältnis
10–200μm Via-Durchmesser
tan δ < 0.005 Dielektrischer Verlust
100mm–300mm Wafer-Durchmesser
Übersicht
Glas übernimmt das Zentrum des Advanced Packaging. Die niedrige Dielektrizitätskonstante und der niedrige Verlustfaktor (tan δ < 0,005) halten die Einfügedämpfung bei mmWave-Frequenzen niedrig, der CTE lässt sich an Silizium anpassen, und es ist in Formaten weit größer als ein 300-mm-Wafer verfügbar — drei Vorteile, die ein Silizium-Interposer nicht gleichzeitig bietet. Die Durchkontaktierung im Glas macht diesen Materialvorteil erst zu einer funktionierenden elektrischen Verbindung: ein vertikaler, metallgefüllter Kanal mitten durch das Glas.
GINECHIP fährt den kompletten TGV-Ablauf — Via-Herstellung, dielektrische Isolation, Barrier- und Seed-Abscheidung, Kupferfüllung, Überschussabtrag und Umverteilung — in einem einzigen ISO-Klasse-5-Reinraum. Da Via, Liner und RDL als ein einziger Stapel ausgelegt werden, wird die Schnittstellenkompatibilität zwischen den Prozessschritten eingeplant statt in der Qualifizierung entdeckt.
Warum Glas statt Silizium
CTE an Silizium angepasst
Borofloat 33 und alkalifreie Glassorten lassen sich auf die 2,6 ppm/°C von Silizium abstimmen und reduzieren thermische Spannung und Verzug großer Interposer.
Große Fläche, geringere Kosten
Glas wird in Paneelen geliefert, die weit größer als ein 300-mm-Wafer sind — die Kosten pro Flächeneinheit sinken also mit wachsender Interposer-Größe. Das ist die Ökonomie hinter Panel-Level-Packaging.
Hermetisch und transparent
Eine Glaskappe versiegelt MEMS-Kavitäten hermetisch und bleibt optisch transparent — wertvoll für optische MEMS, Drucksensoren und mikrofluidische Bauteile.
TGV-Herstellungsverfahren
Laser-Induced Deep Etching (LIDE)
Hohes ARLIDE verwendet einen zweistufigen Prozess: Femtosekunden-Lasermodifikation des Glases zur Erzeugung einer modifizierten Spur, gefolgt von nasschemischem Ätzen, das das laser-modifizierte Material bevorzugt entfernt. Dies erzeugt TGVs mit glatten Wänden und hohem Aspektverhältnis (bis 10:1) bei minimaler Mikrorissbildung und minimalen Eigenspannungen. Der LIDE-Prozess ist mit Borosilikat-, Quarzglas- und alkalifreien Glassubstraten von 100mm bis 300mm Durchmesser kompatibel.
AR Up to 10:1
Min. Durchmesser 10μm
Seitenwand-Ra < 100nm
Durchsatz ~100 vias/s
Focused Electrical Discharge
Hohe GeschwindigkeitFokussierte elektrische Entladung (auch bekannt als Funkenerosion oder funkenunterstütztes chemisches Gravieren) nutzt eine Hochspannungsentladung zwischen einer Werkzeugelektrode und der Glasoberfläche, um Material lokal abzutragen. Dieses Verfahren bietet den höchsten Durchsatz (bis zu 1.000 Vias/Sekunde) bei Via-Durchmessern von 50–200μm. Am besten geeignet für TGV-Interposer mit grobem Pitch, bei denen der Durchsatz wichtiger ist als die minimale Strukturgröße.
AR Up to 3:1
Min. Durchmesser 50μm
Seitenwand-Ra < 200nm
Durchsatz ~1,000 vias/s
Ultrashort Pulse Laser Ablation
VielseitigDirekte Femtosekunden- oder Pikosekunden-Laserablation von Glas ohne anschließendes nasschemisches Ätzen. Die ultrakurze Pulsdauer (< 1 ps) minimiert Wärmeeinflusszone und Mikrorissbildung. Dieses Verfahren bietet die größte Flexibilität bei der Via-Geometrie — konische, gerade oder geformte Seitenwände — und ist mit allen Glastypen kompatibel. Der Durchsatz ist geringer als bei LIDE- oder Entladungsverfahren, eignet sich jedoch für Prototyping und Kleinserienfertigung.
AR Up to 5:1
Min. Durchmesser 20μm
Seitenwand-Ra < 200nm
Durchsatz ~10 vias/s
TGV-Prozessablauf
- 01 Via-Herstellung
- 02 Isolationsschicht
- 03 Barriere & Seed
- 04 Kupferfüllung
- 05 Überschussabtrag
- 06 RDL & Bumping
- 07 Test & Inspektion
Technische Spezifikationen
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Substratmaterial | Borofloat 33 · Fused silica quartz · AN100 alkali-free glass · Sapphire Al₂O₃ |
| Durchmesser | 100mm (4″) · 150mm (6″) · 200mm (8″) · 300mm (12″) |
| TGV-Herstellungsverfahren | LIDE · Focused electrical discharge · Wet HF etching · Ultrashort-pulse laser ablation |
| Via-Durchmesser | 10μm – 200μm |
| Aspektverhältnis | Up to 10:1 (LIDE) · up to 6:1 (laser) · up to 3:1 (wet etch) |
| Via-Pitch | 50μm – 500μm |
| Seitenwandrauheit | < 200nm Ra (laser) · < 100nm Ra (LIDE) · < 50nm (wet etch + anneal) |
| Isolationsliner | PECVD SiO₂ (100–500nm) · ALD Al₂O₃ (50–100nm) · BCB / SU-8 |
| Metallisierung | Cu (PVD seed + electroplating) · Ti/Cu · TiW/Cu · Cr/Au · Cu/Ni/Au |
| Via-Widerstand | < 100 mΩ (typical, 50×500μm via, solid Cu fill) |
Anwendungen
2.5D-Glasinterposer
TGV-Wafer sind der Kernbaustein von Glasinterposern für 2.5D-Packaging. Die niedrige Dielektrizitätskonstante (εr = 4.0–5.5) und der niedrige Verlustfaktor (tan δ < 0.005) von Glas reduzieren die Signaldämpfung im Vergleich zu Silizium-Interposern, was sie ideal für Hochgeschwindigkeits-Digital- und RF-Anwendungen macht. Mehrschichtiges RDL auf beiden Seiten des TGV-Wafers bietet die laterale Verdrahtung zwischen Chiplets, HBM-Stapeln und Package-Substraten.
mmWave- & RF-Frontend-Module
Der niedrige dielektrische Verlust von Glassubstraten in Kombination mit TGV-Verbindungen ermöglicht verlustarme RF-Übergänge von der Antenne zum Beamforming-IC. TGV-basierte Interposer für 5G-mmWave- (28/39 GHz) und 6G-(100+ GHz-)Antenna-in-Package-Module erreichen Einfügedämpfung < 0.5 dB pro Übergang, deutlich besser als Alternativen auf Basis organischer Substrate.
CoPoS-Panel-Level-Integration
Die CoPoS-Architektur (Chip-on-Panel-on-Substrate) basiert auf TGV-metallisierten Glaspanels als Interposer-Substrat. Die TGVs bieten die vertikale Verbindung zwischen dem frontseitigen RDL (Chip-zu-Chip-Verdrahtung) und der rückseitigen Package-Substrat-Schnittstelle. Die Panel-Level-TGV-Bildung auf 510×515mm Glaspanels ermöglicht den 4,5-fachen Durchsatzvorteil von CoPoS gegenüber Wafer-Level-Ansätzen.
Glas-photonische Interposer
TGV-Wafer mit integrierten optischen Wellenleitern (mittels Femtosekundenlaser in Quarzglas geschrieben) ermöglichen die gemeinsame Integration elektrischer Verbindungen (Cu-gefüllte TGVs) und optischer Verbindungen (Wellenleiter) auf einem einzigen Glassubstrat. Dies ist entscheidend für Co-Packaged Optics (CPO), bei denen sowohl elektrische als auch optische Signale zwischen dem photonischen Engine und dem Switch-ASIC geroutet werden müssen.
MEMS-Packaging & Verbindungen
TGV-Wafer bieten hermetische, niederparasitäre elektrische Durchführungen für das Wafer-Level-Packaging von MEMS. Die elektrische Isolierung von Glas (spezifischer Widerstand > 10¹⁰ Ω·cm) macht die auf Silizium-TSV-Wafern erforderlichen dielektrischen Isolationsschichten überflüssig, vereinfacht den Fertigungsprozess und reduziert die parasitäre Durchführungskapazität für kapazitive MEMS-Sensoren.
Mikrofluidik- & BioMEMS-Bauelemente
Durchgangsvias in Borosilikat- oder Quarzglaswafern ermöglichen fluidische Verbindungen zwischen Mikrofluidikschichten in Lab-on-Chip- und Organ-on-Chip-Bauelementen. Die optische Transparenz von Glas erlaubt die Echtzeit-Fluoreszenzmikroskopie der Fluidkanäle, während die chemische Inertheit die Kompatibilität mit biologischen Proben und aggressiven Reagenzien gewährleistet.
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