Das Sapphire Through Glass Via (TGV)-Substrat ist ein hochpräzises mikrogefertigtes Interposer, das für fortschrittliches Halbleiter-Packaging, MEMS-Bauteile und Sensorintegration entwickelt wurde. Aufgebaut auf Premium Saphir (Al₂O₃-Einkristall) Substraten ermöglicht diese Technologie vertikale elektrische Verbindungen durch ultraharte, optisch transparente und chemisch stabile Materialien.
Im Vergleich zu herkömmlichen Silizium- oder Glas-Interposern bieten TGV-Substrate auf Saphirbasis eine überlegene mechanische Festigkeit, höhere thermische Stabilität und verbesserte Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen. Diese Vorteile machen sie besonders geeignet für Hochfrequenz-, High-Density- und High-Reliability-Anwendungen wie HF-Geräte, optische Sensoren und fortschrittliche Packaging-Architekturen (2,5D/3D-Integration).
Hauptmerkmale und Vorteile
1. Vertikale Zusammenschaltung mit hoher Dichte
Die TGV-Technologie ermöglicht kompakte und effiziente vertikale elektrische Pfade durch Saphir-Substrate und unterstützt damit die Integration mit hoher Dichte, die für moderne Halbleitergehäuse und miniaturisierte Geräte erforderlich ist.
2. Überlegene mechanische Festigkeit
Die hohe Härte von Saphir (Mohs 9) sorgt für eine ausgezeichnete strukturelle Integrität und macht das Substrat resistent gegen Risse, Verformungen und mechanische Beschädigungen während der Verarbeitung und des Betriebs.
3. Ausgezeichnete Hochfrequenzleistung
Mit geringem dielektrischen Verlust, minimaler parasitärer Kapazität und reduzierter Induktivität sind Saphir-TGV-Substrate ideal für RF-, 5G- und Hochgeschwindigkeits-Signalübertragungsanwendungen.
4. Hervorragende thermische Stabilität
Sapphire bietet auch bei extremen Temperaturen eine hervorragende Leistung und eignet sich daher für leistungsstarke und thermisch anspruchsvolle Umgebungen.
5. Chemische Beständigkeit und Hermetizität
Das Material ist sehr beständig gegen Säuren, Laugen und korrosive Umgebungen. TGV-Strukturen können auch eine ausgezeichnete hermetische Dichtungsleistung erzielen und gewährleisten eine langfristige Zuverlässigkeit.
6. Optische Transparenz
Im Gegensatz zu Silizium-Interposern bieten Saphir-Substrate optische Transparenz im UV-IR-Bereich und ermöglichen so die Integration in optische Sensoren, Photonik- und Bildgebungssysteme.
Technische Daten
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Produktname | Saphir TGV-Substrat |
| Material | Einkristalliner Saphir (Al₂O₃) |
| Wafer Größe | bis zu 300 mm |
| Panel Größe | Bis zu 515 × 515 mm |
| Dicke | 0,1 - 0,7 mm (anpassbar) |
| Min. Dicke | 0,3 mm |
| Durchgangsdurchmesser (OD) | 25 - 100 μm |
| Min. Teilung | ~2 × Via-Durchmesser |
| Über Typ | Durch / Blind |
| Über Shape | Gerade |
| Bildseitenverhältnis | bis zu 1:5 |
| Über Material | Wolfram (W) / Silizium (Si) |
| Hermetizität | ≤ 1×10-⁹ Pa-m³/s |
| Toleranz | ±20 μm (pro 200-mm-Wafer) |
Herstellungsprozess
Saphir-TGV-Substrate werden mit fortschrittlichen Verfahren hergestellt Laserinduzierte Modifikation kombiniert mit chemischem Ätzen:
- Laser-Strukturierung - Ein Präzisionslaser modifiziert die innere Struktur von Saphir in vordefinierten Via-Regionen
- Selektives Ätzen - Modifizierte Bereiche werden schneller geätzt und bilden saubere Vias mit hohem Aspektverhältnis
- Metallisierung - Vias sind mit leitenden Materialien wie Wolfram oder Silizium gefüllt
- Optionale Prozesse - Einschließlich Hohlraumbildung, Bumping und Oberflächenmetallisierung
Dieses Verfahren gewährleistet:
- Rissfreie Via-Bildung
- Hohe Maßhaltigkeit
- Glatt über die Seitenwände
- Kompatibilität mit High-Density-Designs
Anwendungen
Halbleiter-Packaging
- 2.5D / 3D Zwischenlagen
- Wafer-Level-Chip-Scale-Packaging (WL-CSP)
- High-Density-Verbindungen
MEMS & Sensoren
- Drucksensoren
- Optische Sensoren
- Mikrofluidische Geräte
RF & 5G Geräte
- Hochfrequenz-Module
- Verlustarme Signalübertragungssysteme
Photonik und optische Integration
- Optische Interposer
- Bildgebende Systeme
- Transparente Sensorverpackung
Hochleistungs-Computing und IoT
- Datenübertragung mit hoher Bandbreite
- Kompakte Integration mit hoher Packungsdichte
Anpassungsfähigkeiten
Wir bieten vollständig anpassbare TGV-Lösungen aus Saphir auf die Anforderungen Ihrer Anwendung zugeschnitten:
- Durch Optimierung von Durchmesser, Abstand und Dichte
- Anpassung auf Wafer- oder Panel-Ebene
- Durchgehend oder blind über das Design
- Metallisierung (W, Cu oder kundenspezifische Materialien)
- Oberflächenbearbeitung und Polieren
- Integration mit Klebeverfahren (z. B. anodisches Kleben)
- Hochpräzise Toleranzkontrolle
FAQ
Q1: Was ist der Vorteil von Saphir TGV gegenüber Glas oder Silizium TGV?
A1: Saphir bietet eine höhere mechanische Festigkeit, eine bessere thermische Stabilität und optische Transparenz, wodurch es sich besser für raue Umgebungen und optisch integrierte Anwendungen eignet.
F2: Können die Größe und der Abstand von Via angepasst werden?
A2: Ja. Via-Durchmesser, Teilung und Layout können entsprechend Ihren Designanforderungen vollständig angepasst werden.
F3: Ist Saphir TGV für Hochfrequenzanwendungen geeignet?
A3: Auf jeden Fall. Sein geringer dielektrischer Verlust und seine hervorragenden elektrischen Eigenschaften machen es ideal für HF-, 5G- und Hochgeschwindigkeitssignalübertragungssysteme.
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