Низкие потери на mmWave
tan δ < 0,005 и диэлектрическая проницаемость около 4,6 — примерно вдвое ниже, чем у кремния — снижают потери подложки в модулях 5G/6G и автомобильных радарах.
Технология · Стеклянные межсоединения
TGV — сквозные отверстия в стекле
Сквозные отверстия в стекле для стеклянных интерпозеров, модулей mmWave RF и герметичного корпусирования MEMS. Формирование отверстий, изоляция, заполнение медью и планаризация на стеклянных пластинах 100–300 мм.
AR 6:1–10:1 Аспектное соотношение TGV
10–200μm Диаметр отверстия
tan δ < 0.005 Диэлектрические потери
100mm–300mm Диаметр пластины
Обзор
Стекло выходит на центральное место в advanced packaging. Низкая диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь (tan δ < 0,005) сохраняют низкие вносимые потери на частотах mmWave, КТР можно согласовать с кремнием, а типоразмеры доступны значительно крупнее 300-мм пластины — три преимущества, которые кремниевый интерпозер не может дать одновременно. Именно сквозное отверстие в стекле превращает это преимущество материала в рабочий электрический интерконнект: вертикальный металлизированный канал прямо через стекло.
GINECHIP выполняет полный цикл TGV — формирование отверстий, диэлектрическую изоляцию, осаждение барьера и подслоя, заполнение медью, удаление излишков и перераспределение — в одной чистой комнате ISO класса 5. Поскольку отверстие, изоляция и RDL проектируются как единый стек, совместимость интерфейсов между этапами закладывается в проект, а не выявляется при квалификации.
Почему стекло, а не кремний
КТР, согласованный с кремнием
Марки Borofloat 33 и бесщелочного стекла можно согласовать с 2,6 ppm/°C кремния, снижая термические напряжения и коробление крупных интерпозеров.
Большая площадь, ниже стоимость
Стекло поставляется в панелях, значительно превышающих 300-мм пластину, поэтому стоимость единицы площади падает с ростом размера интерпозера — экономическая основа панельного корпусирования.
Герметичность и прозрачность
Стеклянная крышка герметично закрывает полости MEMS, оставаясь оптически прозрачной — важно для оптических MEMS, датчиков давления и микрофлюидных устройств.
Методы формирования TGV
Laser-Induced Deep Etching (LIDE)
Высокое ARLIDE использует двухэтапный процесс: фемтосекундная лазерная модификация стекла для создания модифицированной дорожки, а затем жидкостное химическое травление, которое преимущественно удаляет модифицированный лазером материал. Это обеспечивает TGV с гладкими стенками и высоким аспектным соотношением (до 10:1) при минимальном микрорастрескивании и остаточных напряжениях. Процесс LIDE совместим с подложками из боросиликатного, плавленого кварцевого и бесщелочного стекла диаметром от 100mm до 300mm.
AR Up to 10:1
Мин. диаметр 10μm
Ra боковой стенки < 100nm
Производительность ~100 vias/s
Focused Electrical Discharge
Высокая скоростьСфокусированный электрический разряд (также известный как электроэрозионная обработка или искрово-ассистированное химическое гравирование) использует высоковольтный разряд между электродом-инструментом и поверхностью стекла для локальной абляции материала. Этот метод обеспечивает наибольшую производительность (до 1 000 отверстий/с) при диаметрах отверстий 50–200μm. Лучше всего подходит для TGV-интерпозеров с грубым шагом, где производительность важнее минимального размера элемента.
AR Up to 3:1
Мин. диаметр 50μm
Ra боковой стенки < 200nm
Производительность ~1,000 vias/s
Ultrashort Pulse Laser Ablation
УниверсальностьПрямая абляция стекла фемтосекундным или пикосекундным лазером без последующего жидкостного травления. Сверхкороткая длительность импульса (< 1 ps) минимизирует зону термического влияния и микрорастрескивание. Этот метод обеспечивает наибольшую гибкость геометрии отверстий — конические, прямые или профилированные стенки — и совместим со всеми типами стекла. Производительность ниже, чем у LIDE или разрядных методов, но он подходит для прототипирования и мелкосерийного производства.
AR Up to 5:1
Мин. диаметр 20μm
Ra боковой стенки < 200nm
Производительность ~10 vias/s
Технологический маршрут TGV
- 01 Формирование отверстий
- 02 Изолирующий слой
- 03 Барьер и подслой
- 04 Заполнение медью
- 05 Удаление излишков
- 06 RDL и бампы
- 07 Тест и контроль
Технические характеристики
| Параметр | Спецификация |
|---|---|
| Материал подложки | Borofloat 33 · Fused silica quartz · AN100 alkali-free glass · Sapphire Al₂O₃ |
| Диаметр | 100mm (4″) · 150mm (6″) · 200mm (8″) · 300mm (12″) |
| Метод формирования TGV | LIDE · Focused electrical discharge · Wet HF etching · Ultrashort-pulse laser ablation |
| Диаметр отверстия | 10μm – 200μm |
| Аспектное соотношение | Up to 10:1 (LIDE) · up to 6:1 (laser) · up to 3:1 (wet etch) |
| Шаг отверстий | 50μm – 500μm |
| Шероховатость боковой стенки | < 200nm Ra (laser) · < 100nm Ra (LIDE) · < 50nm (wet etch + anneal) |
| Изолирующий слой | PECVD SiO₂ (100–500nm) · ALD Al₂O₃ (50–100nm) · BCB / SU-8 |
| Металлизация | Cu (PVD seed + electroplating) · Ti/Cu · TiW/Cu · Cr/Au · Cu/Ni/Au |
| Сопротивление отверстия | < 100 mΩ (typical, 50×500μm via, solid Cu fill) |
Применения
2.5D стеклянные интерпозеры
TGV-пластины являются ключевым строительным блоком стеклянных интерпозеров для 2.5D-упаковки. Низкая диэлектрическая проницаемость (εr = 4.0–5.5) и низкий тангенс угла потерь (tan δ < 0.005) стекла снижают затухание сигнала по сравнению с кремниевыми интерпозерами, что делает их идеальными для высокоскоростных цифровых и RF-применений. Многослойный RDL на обеих сторонах TGV-пластины обеспечивает боковую разводку между чиплетами, стеками HBM и подложками корпуса.
Модули mmWave и RF front-end
Низкие диэлектрические потери стеклянных подложек в сочетании с TGV-межсоединениями обеспечивают малошумные RF-переходы от антенны к IC формирования луча. TGV-интерпозеры для модулей antenna-in-package 5G mmWave (28/39 GHz) и 6G (100+ GHz) достигают вносимых потерь < 0.5 dB на переход, значительно лучше альтернатив на органических подложках.
Панельная интеграция CoPoS
Архитектура CoPoS (Chip-on-Panel-on-Substrate) опирается на стеклянные панели с металлизированными TGV в качестве подложки интерпозера. TGV обеспечивают вертикальное межсоединение между лицевым RDL (разводка чип-чип) и интерфейсом подложки корпуса на обратной стороне. Панельное формирование TGV на стеклянных панелях 510×515mm обеспечивает 4,5-кратное преимущество CoPoS по производительности перед методами на уровне пластины.
Стеклянные фотонные интерпозеры
TGV-пластины со встроенными оптическими волноводами (записанными фемтосекундным лазером в плавленом кварце) обеспечивают совместную интеграцию электрических межсоединений (TGV с заполнением Cu) и оптических межсоединений (волноводов) на одной стеклянной подложке. Это критично для совместно упакованной оптики (CPO), где и электрические, и оптические сигналы должны прокладываться между фотонным движком и коммутационным ASIC.
Упаковка и межсоединения MEMS
TGV-пластины обеспечивают герметичные электрические вводы с низкой паразитной емкостью для корпусирования MEMS на уровне пластины. Электрическая изоляция стекла (удельное сопротивление > 10¹⁰ Ω·cm) устраняет необходимость в диэлектрических изолирующих слоях, требуемых на кремниевых TSV-пластинах, упрощая процесс производства и снижая паразитную емкость вводов для емкостных MEMS-датчиков.
Микрофлюидные и BioMEMS-устройства
Сквозные отверстия в боросиликатных или плавленых кварцевых пластинах обеспечивают жидкостные межсоединения между микрофлюидными слоями в устройствах lab-on-chip и organ-on-chip. Оптическая прозрачность стекла позволяет вести флуоресцентную микроскопию жидкостных каналов в реальном времени, а химическая инертность обеспечивает совместимость с биологическими образцами и агрессивными реагентами.
Проектируете TGV-интерпозер?
Укажите тип стекла, диаметр и шаг отверстий, целевой размер панели или пластины — наши инженеры-технологи подтвердят достижимое аспектное отношение и предоставят предложение в течение 24 часов.