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차세대 반도체 패키지용 "TGV 유리 코어 기판" 개발

파인 피치·대면적을 실현해 반도체의 고성능화에 공헌

2023년 3월 20일

대일본 인쇄 주식회사(본사 : 도쿄 대표 이사 사장 : 기타지마 요시이사 이하 : DNP)는 차세대 반도체 패키지를 향한 "TGV (Through Glass Via : 유리 관통 전극) 유리 코어 기판"을 개발했습니다. FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array) 등 기존의 수지 기판을 유리 기판으로 대체하는 제품으로 고밀도 TGV를 통해 기존 기술보다 고성능 반도체 패키지를 제공할 수 있습니다. 또한 패널의 제조 프로세스를 적응함으로써 고효율·대면적화에도 대응합니다.

개발한 유리 코어 기판의 관통 전극(TGV) X선 화상

【개발 배경】

디지털 트랜스포메이션(DX)의 진전에 따라 비약적으로 데이터 유통량이 증대하고, 사회 인프라를 지지하는 반도체의 새로운 성능 향상과 높은 신뢰성이 요구되고 있습니다. 이 때문에, 기능이 다른 복수의 반도체 칩을 하나의 기판 상에 고밀도로 실장해, 처리 속도를 향상시키는 차세대 반도체 패키지가 주목받고 있다. 그러나, GIP(Glass Interposer) 등 패키지의 중계 기판 「인터포저」※1의 전극 형성 기술에 있어서, 매우 좁게 배선하는 파인 피치화나, 패키지의 대면적화 등이 어렵다고 하는 과제가 있었습니다.

이러한 과제에 대해 DNP는 이번, 반도체 패키지의 기재로서 유리에 주목해, 파인 피치에 대응한 고 종횡비(유리의 두께를 관통 구멍 직경으로 나눈 비율)의 미세한 관통 전극을 형성한 유리 코어 기판을 개발했습니다.

유리 코어 기판이 사용되는 부분

【DNP가 개발한 유리 코어 기판의 특징】

1. 미세 피치와 높은 신뢰성 실현

이번에 DNP가 개발한 유리 코어 기판은 유리의 표리에 형성된 미세한 금속 배선을 전기적으로 접속하기 위해 필요한 TGV를 가지고, 관통 구멍의 측벽에 금속층을 밀착시킨 「컨포멀 타입」입니다. DNP가 개발한 신공법에 의해, 종래는 곤란했던 유리와 금속의 밀착성을 높여, 파인 피치화와 높은 신뢰성을 실현했습니다.

유리 코어 기판의 단면 이미지. 유리에 밀착된 금속층(Cu:구리)을 알 수 있다

2. 높은 종횡비와 대면적 실현

제한된 면적에서 대용량 신호 전송을 위해서는 종횡비가 높은 관통 전극이 필요합니다. 이번에 개발한 유리 코어 기판의 종횡비는 9 이상이며, 미세 배선 형성에 충분한 밀착성을 가지고 있습니다. 또, 사용하는 유리 코어 기판의 판 두께에 제한이 적기 때문에, 휨, 강성·평탄성에 대해서 설계 자유도가 높아짐과 동시에, 패널의 제조 프로세스의 채용에 의해 패키지의 대형화에도 대응 가능합니다.

【향후의 전개】

DNP는 이미 개발된 유리 관통공에 구리를 충전하는 '충전 타입'에 더해, 이번에 개발한 '컨포멀 타입'의 유리 코어 기판에 대해서도 패널 사이즈 510×515mm로의 스케일 업을 진행시켜, 2027년도에 50억엔의 매출을 목표로 합니다.

DNP는, 인쇄 프로세스를 응용·발전시킨 코어 테크놀로지 「미세 가공 기술」을 활용해, 반도체용 포토마스크나 MEMS(미소 전자 기계 시스템) 파운드리 서비스 등을 전개해 왔습니다. 이번에 이러한 사업을 통해 기른 독자적인 패널의 제조 프로세스 기술이나 대면적의 유리를 취급하는 핸들링 기술 등을 응용하여 유리 코어 기판을 개발했습니다. 앞으로 이러한 전자 부품에 정보 보안 등 IT의 강점을 곱하는 등 P&I(인쇄와 정보)의 강점을 살려 쾌적한 정보 사회를 지원하는 솔루션을 제공해 나갈 것입니다.

충전 유형의 유리 단면 이미지

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