O substrato Sapphire Through Glass Via (TGV) é um interpositor microfabricado de alta precisão concebido para o embalamento avançado de semicondutores, dispositivos MEMS e integração de sensores. Construído com base em Safira (cristal único de Al₂O₃) esta tecnologia permite interconexões eléctricas verticais através de materiais ultra-duros, opticamente transparentes e quimicamente estáveis.
Em comparação com os interpositores tradicionais de silício ou vidro, os substratos TGV à base de safira oferecem uma resistência mecânica superior, uma maior estabilidade térmica e uma maior fiabilidade em ambientes agressivos. Estas vantagens tornam-nos particularmente adequados para aplicações de alta frequência, alta densidade e alta fiabilidade, tais como dispositivos de RF, sensores ópticos e arquitecturas de embalagem avançadas (integração 2,5D/3D).
Principais caraterísticas e vantagens
1. Interconexão vertical de alta densidade
A tecnologia TGV permite percursos eléctricos verticais compactos e eficientes através de substratos de safira, suportando a integração de alta densidade exigida em embalagens modernas de semicondutores e dispositivos miniaturizados.
2. Resistência mecânica superior
A elevada dureza da safira (Mohs 9) garante uma excelente integridade estrutural, tornando o substrato resistente a fissuras, deformações e danos mecânicos durante o processamento e o funcionamento.
3. Excelente desempenho de alta frequência
Com baixa perda dieléctrica, capacitância parasita mínima e indutância reduzida, os substratos de safira TGV são ideais para aplicações de RF, 5G e transmissão de sinal de alta velocidade.
4. Excelente estabilidade térmica
A safira mantém um excelente desempenho sob temperaturas extremas, o que a torna adequada para ambientes de alta potência e termicamente exigentes.
5. Resistência química e hermeticidade
O material é altamente resistente a ácidos, álcalis e ambientes corrosivos. As estruturas TGV também podem alcançar um excelente desempenho de vedação hermética, garantindo fiabilidade a longo prazo.
6. Transparência ótica
Ao contrário dos interpositores de silício, os substratos de safira oferecem transparência ótica nas gamas UV-IR, permitindo a integração com sensores ópticos, fotónica e sistemas de imagem.
Especificações técnicas
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Nome do produto | Substrato Sapphire TGV |
| Material | Safira monocristalina (Al₂O₃) |
| Tamanho da pastilha | Até 300 mm |
| Tamanho do painel | Até 515 × 515 mm |
| Espessura | 0,1 - 0,7 mm (personalizável) |
| Mín. Espessura | 0,3 mm |
| Diâmetro da Via (OD) | 25 - 100 μm |
| Min. Passo | ~2 × diâmetro da via |
| Via Tipo | Através / Cego |
| Via Shape | Reto |
| Relação de aspeto | Até 1:5 |
| Via Material | Tungsténio (W) / Silício (Si) |
| Hermeticidade | ≤ 1×10-⁹ Pa-m³/s |
| Tolerância | ±20 μm (por bolacha de 200 mm) |
Processo de fabrico
Os substratos de safira TGV são fabricados utilizando modificação induzida por laser combinada com gravura química:
- Estruturação a laser - Um laser de precisão modifica a estrutura interna da safira em regiões de via predefinidas
- Gravura selectiva - As regiões modificadas são gravadas a taxas mais rápidas, formando vias limpas e de elevado rácio de aspeto
- Metalização - As vias são preenchidas com materiais condutores, como o tungsténio ou o silício
- Processos opcionais - Incluindo a formação de cavidades, saliências e metalização de superfícies
Este processo garante:
- Formação de vias sem fissuras
- Elevada precisão dimensional
- Paredes laterais lisas
- Compatibilidade com designs de alta densidade
Aplicações
Embalagem de semicondutores
- Interpositores 2,5D / 3D
- Empacotamento em escala de pastilha ao nível da bolacha (WL-CSP)
- Interligações de alta densidade
MEMS e sensores
- Sensores de pressão
- Sensores ópticos
- Dispositivos microfluídicos
Dispositivos RF e 5G
- Módulos de alta frequência
- Sistemas de transmissão de sinais de baixa perda
Fotónica e integração ótica
- Interpositores ópticos
- Sistemas de imagiologia
- Embalagem transparente para sensores
Computação de alto desempenho e IoT
- Transmissão de dados de alta largura de banda
- Integração compacta e de alta densidade
Capacidades de personalização
Fornecemos soluções de safira TGV totalmente personalizáveis adaptados aos requisitos da sua aplicação:
- Através da otimização do diâmetro, do passo e da densidade
- Personalização ao nível da bolacha ou do painel
- Através ou às cegas através da conceção
- Metalização (W, Cu, ou materiais personalizados)
- Acabamento e polimento de superfícies
- Integração com processos de ligação (por exemplo, ligação anódica)
- Controlo de tolerância de alta precisão
FAQ
Q1: Qual é a vantagem do TGV de safira em relação ao TGV de vidro ou silício?
A1: A safira oferece maior resistência mecânica, melhor estabilidade térmica e transparência ótica, o que a torna mais adequada para ambientes agressivos e aplicações ópticas integradas.
P2: O tamanho e o passo da via podem ser personalizados?
A2: Sim. O diâmetro da via, o passo e a disposição podem ser totalmente personalizados de acordo com os requisitos do seu projeto.
Q3: A safira TGV é adequada para aplicações de alta frequência?
A3: Sem dúvida. A sua baixa perda dieléctrica e excelentes propriedades eléctricas tornam-no ideal para RF, 5G e sistemas de transmissão de sinais de alta velocidade.
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