Se desarrolló el "Sustrato de núcleo de vidrio TGV" para el encapsulado de semiconductores de próxima generación.
La realización de un paso fino y una gran superficie contribuye a un mayor rendimiento de los semiconductores.
20 de marzo de 2023
Dai Nippon Printing Co., Ltd. (Sede: Tokio; Presidente y CEO: Kitajima Yoshinari; en adelante, "DNP") ha desarrollado un sustrato de núcleo de vidrio TGV (Through Glass Via) para encapsulados de semiconductores de nueva generación. Este producto reemplaza los sustratos de resina convencionales, como FC-BGA (Flip Chip-Ball Grid Array), por un sustrato de vidrio. El TGV de alta densidad permite proporcionar encapsulados de semiconductores con mayor rendimiento que las tecnologías convencionales. Además, al adaptar el proceso de fabricación de paneles, se logra una alta eficiencia y una gran superficie.
Imagen de rayos X del sustrato de núcleo de vidrio desarrollado a través del orificio pasante (TGV)
[Antecedentes del desarrollo]
Con el avance de la transformación digital (DX), el volumen de datos distribuidos ha aumentado drásticamente, lo que ha generado una demanda de mayor rendimiento y fiabilidad en los semiconductores que sustentan la infraestructura social. Como resultado, se está prestando atención a los encapsulados de semiconductores de nueva generación, capaces de montar de forma compacta múltiples chips semiconductores con diferentes funciones en un solo sustrato, mejorando así la velocidad de procesamiento. Sin embargo, la tecnología de formación de electrodos para sustratos de relé de encapsulado, o "interposers", como los GIP (interposers de vidrio) *1, se ha enfrentado a desafíos, como la dificultad de lograr pasos de cableado extremadamente estrechos y ampliar la superficie del encapsulado.
En respuesta a estos desafíos, DNP se ha centrado en el vidrio como material base para paquetes de semiconductores y ha desarrollado un sustrato de núcleo de vidrio con electrodos de orificios pasantes finos formados con una alta relación de aspecto (la relación del espesor del vidrio dividido por el diámetro del orificio pasante) que es compatible con un paso fino.
- 1 DNPのインターポーザ → https://www.dnp.co.jp/news/detail/10161685_1587.html
Dónde se utilizan sustratos con núcleo de vidrio
[Características del sustrato de núcleo de vidrio desarrollado por DNP]
1. Paso fino y alta confiabilidad.
El sustrato de núcleo de vidrio desarrollado por DNP cuenta con las TGV necesarias para conectar eléctricamente el fino cableado metálico formado en la parte frontal y posterior del vidrio. Es de tipo conformal, en el que una capa metálica se adhiere a las paredes laterales de los orificios pasantes. El nuevo método de fabricación desarrollado por DNP ha mejorado la adhesión entre el vidrio y el metal, que antes era difícil, logrando una separación fina y una alta fiabilidad.
Imagen transversal de un sustrato de núcleo de vidrio. Se puede observar la capa metálica (Cu: cobre) adherida al vidrio.
2. Logra una alta relación de aspecto y un área grande.
Para transmitir grandes volúmenes de señales en un área limitada, se requieren electrodos con una alta relación de aspecto. La relación de aspecto del nuevo sustrato de núcleo de vidrio es de 9 o superior, lo que proporciona suficiente adhesión para formar un cableado fino. Además, existen pocas restricciones en el espesor del sustrato de núcleo de vidrio utilizado, lo que aumenta la libertad de diseño en cuanto a deformación, rigidez y planitud. Además, al adoptar un proceso de fabricación en panel, también es posible acomodar paquetes más grandes.
[Desarrollos futuros]
Además del "tipo relleno" que ya se ha desarrollado, en el que se rellena con cobre los orificios pasantes del vidrio, DNP también procederá a ampliar el sustrato de núcleo de vidrio de "tipo conforme" recientemente desarrollado a un tamaño de panel de 510 x 515 mm, con el objetivo de alcanzar ventas de 5 mil millones de yenes en el año fiscal 2027.
DNP ha utilizado su tecnología principal, la "tecnología de microfabricación", que consiste en la aplicación y el desarrollo de procesos de impresión, para desarrollar fotomáscaras de semiconductores y servicios de fundición de MEMS (sistemas microelectromecánicos). En esta ocasión, la empresa ha desarrollado un sustrato con núcleo de vidrio aplicando la exclusiva tecnología de fabricación de paneles y la tecnología de manipulación de vidrio de gran superficie que ha desarrollado a través de estos negocios. En el futuro, DNP aprovechará sus fortalezas en "P&I" (impresión e información) combinando estos componentes electrónicos con sus fortalezas en TI, como la seguridad de la información, para ofrecer soluciones que favorezcan una sociedad de la información más cómoda.
Imagen de sección transversal de vidrio de tipo relleno
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