Le substrat Sapphire Through Glass Via (TGV) est un interposeur microfabriqué de haute précision conçu pour l'emballage de semi-conducteurs avancés, les dispositifs MEMS et l'intégration de capteurs. Construit à partir de matériaux de première qualité Saphir (monocristal d'Al₂O₃) cette technologie permet des interconnexions électriques verticales à travers des matériaux ultra-durs, optiquement transparents et chimiquement stables.
Par rapport aux interposeurs traditionnels en silicium ou en verre, les substrats TGV à base de saphir offrent une résistance mécanique supérieure, une meilleure stabilité thermique et une fiabilité accrue dans les environnements difficiles. Ces avantages les rendent particulièrement adaptés aux applications à haute fréquence, à haute densité et à haute fiabilité telles que les dispositifs RF, les capteurs optiques et les architectures d'emballage avancées (intégration 2,5D/3D).
Principales caractéristiques et avantages
1. Interconnexion verticale à haute densité
La technologie TGV permet de créer des voies électriques verticales compactes et efficaces à travers les substrats de saphir, ce qui favorise l'intégration à haute densité requise dans les boîtiers de semi-conducteurs modernes et les dispositifs miniaturisés.
2. Résistance mécanique supérieure
La dureté élevée du saphir (Mohs 9) garantit une excellente intégrité structurelle, rendant le substrat résistant à la fissuration, au gauchissement et aux dommages mécaniques pendant le traitement et le fonctionnement.
3. Excellentes performances à haute fréquence
Avec une faible perte diélectrique, une capacité parasite minimale et une inductance réduite, les substrats saphir TGV sont idéaux pour les applications RF, 5G et de transmission de signaux à grande vitesse.
4. Stabilité thermique exceptionnelle
Le saphir conserve d'excellentes performances à des températures extrêmes, ce qui le rend adapté aux environnements à forte puissance et thermiquement exigeants.
5. Résistance chimique et herméticité
Le matériau est très résistant aux acides, aux alcalis et aux environnements corrosifs. Les structures TGV peuvent également atteindre d'excellentes performances de scellement hermétique, garantissant ainsi une fiabilité à long terme.
6. Transparence optique
Contrairement aux intercalaires en silicium, les substrats en saphir offrent une transparence optique dans les plages UV-IR, ce qui permet de les intégrer dans des capteurs optiques, des systèmes photoniques et des systèmes d'imagerie.
Spécifications techniques
| Paramètres | Spécifications |
|---|---|
| Nom du produit | Substrat TGV saphir |
| Matériau | Saphir monocristallin (Al₂O₃) |
| Taille de la plaquette | Jusqu'à 300 mm |
| Taille du panneau | Jusqu'à 515 × 515 mm |
| Épaisseur | 0,1 - 0,7 mm (personnalisable) |
| Épaisseur min. Épaisseur | 0,3 mm |
| Diamètre de l'axe (OD) | 25 - 100 μm |
| Min. Pas | ~2 × diamètre du via |
| Via Type | A travers / aveugle |
| Via Shape | Droit |
| Rapport d'aspect | Jusqu'à 1:5 |
| Via Material | Tungstène (W) / Silicium (Si) |
| Hermétisme | ≤ 1×10-⁹ Pa-m³/s |
| Tolérance | ±20 μm (par tranche de 200 mm) |
Processus de fabrication
Les substrats TGV en saphir sont fabriqués à l'aide d'une technologie de pointe. modification induite par laser combinée à une gravure chimique:
- Structuration au laser - Un laser de précision modifie la structure interne du saphir dans des zones de passage prédéfinies
- Gravure sélective - Les zones modifiées sont gravées plus rapidement, ce qui permet de former des vias propres et à haut rapport d'aspect.
- Métallisation - Les vias sont remplis de matériaux conducteurs tels que le tungstène ou le silicium.
- Processus optionnels - Y compris la formation de cavités, les bosses et la métallisation de surface
Ce processus permet de garantir
- Formation de via sans fissure
- Grande précision dimensionnelle
- Parois latérales lisses
- Compatibilité avec les conceptions à haute densité
Applications
Emballage des semi-conducteurs
- Intercalaires 2,5D / 3D
- Emballage à l'échelle de la plaquette (WL-CSP)
- Interconnexions à haute densité
MEMS et capteurs
- Capteurs de pression
- Capteurs optiques
- Dispositifs microfluidiques
Dispositifs RF et 5G
- Modules haute fréquence
- Systèmes de transmission de signaux à faible perte
Photonique et intégration optique
- Interposeurs optiques
- Systèmes d'imagerie
- Emballage transparent pour les capteurs
Calcul haute performance et IdO
- Transmission de données à large bande
- Intégration compacte et à haute densité
Capacités de personnalisation
Nous fournissons Solutions TGV saphir entièrement personnalisables adaptés aux exigences de votre application :
- Optimisation du diamètre, du pas et de la densité
- Personnalisation au niveau de la plaquette ou du panneau
- A travers ou à l'aveugle par le biais de la conception
- Métallisation (W, Cu, ou matériaux personnalisés)
- Finition et polissage des surfaces
- Intégration dans les processus de collage (par exemple, collage anodique)
- Contrôle de tolérance de haute précision
FAQ
Q1 : Quel est l'avantage du TGV saphir par rapport au TGV verre ou silicium ?
A1 : Le saphir offre une plus grande résistance mécanique, une meilleure stabilité thermique et une plus grande transparence optique, ce qui le rend plus adapté aux environnements difficiles et aux applications optiques intégrées.
Q2 : La taille et le pas des via peuvent-ils être personnalisés ?
A2 : Oui. Le diamètre, le pas et l'agencement de l'axe peuvent être entièrement personnalisés en fonction de vos exigences de conception.
Q3 : Le saphir TGV est-il adapté aux applications à haute fréquence ?
A3 : Absolument. Sa faible perte diélectrique et ses excellentes propriétés électriques le rendent idéal pour les systèmes de transmission de signaux RF, 5G et à grande vitesse.
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