ガラスインターポーザーとは?――大型・低損失な中間配線基板
ガラスを用いたインターポーザーの構造、TGV、電気・寸法上の特徴、SiliconやOrganic基板との違いを説明する。
この記事の結論
- ガラスインターポーザーはガラス基板上の配線とTGVで複数Dieを接続する
- 平坦性、大型化、電気絶縁性、高周波損失で利点が期待される
- 穴形成、金属化、脆性、熱伝導、量産標準化が課題になる
まず結論
ガラスインターポーザーは、ガラス基板へ微細配線と貫通電極を形成し、複数の半導体DieやPackage基板を接続する中間基板です。
Silicon InterposerやOrganic Substrateに対する候補であり、大型化、平坦性、電気特性などを生かす研究・実用化が進められています。
基本構造
ガラス表面へRDLを作り、厚さ方向にはTGV(Through-Glass Via)を形成します。表裏の配線をTGVで接続し、Micro Bumpなどを介してDieや基板と接合します。
期待される利点
- 大型Panelへ展開しやすい可能性がある
- 表面が平坦で寸法安定性を設計しやすい
- 電気絶縁性が高い
- 材料組成により熱膨張係数を調整できる
- 高周波で低損失な材料を選べる
ガラスはSiと異なり半導体ではないため、基板を通じた導電や一部の寄生成分を抑えやすい場合があります。
課題
ガラスは脆く、薄板・大型Panelの搬送や加工で割れを防ぐ必要があります。TGV形成方法、穴側壁の品質、金属化、Via内のVoid、表面配線との接続が重要です。
熱伝導率が低い材料では、熱源からの放熱経路を別に設計する必要があります。材料・Panel寸法・装置・検査方法の標準化も量産性へ影響します。
他材料との比較
| 材料 | 主な強み | 主な課題 |
|---|---|---|
| Silicon | 微細配線、半導体設備との親和性 | Cost、面積、TSV応力 |
| Glass | 大型化、絶縁、平坦性、低損失 | 脆性、TGV、放熱、標準化 |
| Organic | Cost、Package基板量産基盤 | 微細配線、反り、寸法安定性 |
実際の性能は材料名だけでなく、配線寸法、層構成、Via、接合、製造精度によって決まります。
FOPLPとの関係
大型Panel加工、RDL、Via、Plating、反り、搬送など共通課題があります。ただし、FOPLPは再構成樹脂を使う方式を含み、Glass Interposerとは基体と構造が異なります。
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