随着摩尔定律的失效,从平面芯片向先进封装的转变几乎成为顶尖设计的必然趋势。玻璃基板因其出色的尺寸稳定性、支持大面积和精细图案的能力、与硅相同的热膨胀系数以及低介电常数等特性,成为封装和光刻技术的关键推动因素。
玻璃基板作为半导体封装的关键材料,具有高透光性、高热稳定性、高化学稳定性以及优异的电气绝缘性能。这些特性使得玻璃基板成为了制造高性能、高可靠性半导体器件的理想选择。
在半导体封装过程中,玻璃基板的主要作用是作为芯片的衬底材料,提供稳定的机械支撑和电气绝缘。与传统的有机材料相比,玻璃基板具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数,这使得它能够在高温环境下保持性能稳定,减少因温度变化而产生的热应力对芯片的影响。
此外,玻璃基板的高透光性也使得它在光学传感器和化学传感器等领域有着广泛的应用。这些传感器通常需要良好的光学性能和化学稳定性,而玻璃基板正好能够满足这些需求。
尽管玻璃基板具有诸多优势,但其在实际应用中也面临着不少挑战。首先是玻璃的脆性问题,随着基板越来越薄,其易碎性成为了一个重要的考虑因素。在制造和加工过程中,如何安全地处理这些薄玻璃基板,防止破损,是一个亟待解决的问题。其次,玻璃基板的检测和计量也比传统的硅基板更为复杂,需要更先进的技术和设备来确保精度。
图:玻璃基板:先进封装革新的未来
玻璃基板的另一个关键优势是卓越的热稳定性,这对于在波动的热条件下保持设备性能至关重要。与在热应力下会变形或分层的覆铜层压板不同,玻璃基板在很宽的温度范围内尺寸变化很小。在热管理至关重要的应用中,例如汽车电子、航空航天系统和工业控制,玻璃能够承受热循环并在应力下保持尺寸完整性,有助于防止电气短路、断路或其他通常与温度引起的机械应变有关的可靠性问题。
随着各行业对高性能计算需求的增长,半导体电路变得越来越复杂,对封装技术的要求也越来越高。玻璃基板凭借其卓越的机械、物理和光学属性,能够满足更大尺寸的封装需求,成为未来先进封装发展的重要方向之一。英特尔等领军企业已经在玻璃基板领域进行了多年的研究和开发,展示了玻璃基板在先进封装技术中的巨大潜力。
借助玻璃面板,制造商可以突破互连密度的界限,为更复杂、更紧密集成的电路铺平道路。由于基板上电气特性的一致性,设备不仅变得更小、更快,而且更可靠,从而确保了一批又一批设备性能的一致性。