Nippon Electric Glass Co., Ltd. hat ein Glaskeramik-Kernsubstrat (im Folgenden als "GC CoreTM" bezeichnet) entwickelt, das ein vielversprechendes Potenzial für den Einsatz in Halbleitergehäusen der nächsten Generation besitzt. In den letzten Jahren ist mit der wachsenden Nachfrage nach Rechenzentren und dem Anstieg des Datenverkehrs aufgrund der Verbreitung von Technologien wie generativer künstlicher Intelligenz eine Nachfrage nach leistungsfähigeren und stromsparenderen Halbleitern entstanden, die in der Infrastruktur verwendet werden, die diese Technologien unterstützt. Um die Leistung von Halbleitern zu verbessern, ist es unerlässlich, Schaltkreise zu miniaturisieren, Chiplets zu entwickeln und die Größe von Substraten zu erhöhen.

Herkömmliche Substrate mit Kunststoffkern erschweren jedoch die Miniaturisierung von Schaltkreisen und haben zudem Steifigkeitsprobleme, wie z.B. die Verformung bei der Montage mehrerer Halbleiterchips oder die Vergrößerung des Substrats. Aus diesem Grund werden Fortschritte bei der Entwicklung von Kernsubstraten aus Glas gemacht, das über hervorragende elektrische Eigenschaften, Steifigkeit und Ebenheit verfügt und als Material der nächsten Generation die Kernsubstrate aus Kunststoff ersetzen soll. Der GC CoreTM, den NEG kürzlich entwickelt hat, ist ein Kernsubstrat, das aus einem Verbundwerkstoff aus Glas- und Keramikpulver besteht.

Zusätzlich zu den Eigenschaften eines Kernsubstrats aus Glas bietet das neue Material den Vorteil, dass es sich bei der Herstellung von Mikrodurchgangslöchern leicht bearbeiten lässt. Merkmale des von Nippon Electric Glass entwickelten GC CoreTM: Es kann mit einem CO2-Laser gebohrt werden: In das Kernsubstrat müssen Mikrodurchgangslöcher gebohrt werden, um die feinen Metalldrähte auf der Vorder- und Rückseite elektrisch zu verbinden. Hochgeschwindigkeit & rissfrei: Beim Bohren von Löchern in gewöhnliche Glassubstrate mit einem CO 2-Laser entstehen bei einem bestimmten Prozentsatz von ihnen Risse, die zum Bruch des Substrats führen können.

Der GC CoreTM hat auch die Eigenschaften von Keramik und ermöglicht rissfreies Hochgeschwindigkeitsbohren. Er ist wirtschaftlich und dürfte die Kosten für die Massenproduktion senken: Beim Bohren von Löchern in gewöhnliche Glassubstrate besteht die gängigste Methode darin, durch Lasermodifikation und Ätzen Löcher zu erzeugen, um Risse zu vermeiden, aber diese Methode ist technisch schwierig und erfordert Investitionen. Der GC CoreTM ist wirtschaftlich, weil die Löcher mit einer weit verbreiteten CO2-Lasermaschine hergestellt werden können, und das Unternehmen erwartet, die Kosten für die Massenproduktion zu senken.

Niedrige Dielektrizitätskonstante und Verlusttangente: Für das glaskeramische Material wird LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) verwendet, ein exklusiv von NEG entwickeltes Material. Dieses Material hat eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen niedrigen Verlusttangens und reduziert die Signalverzögerung und den dielektrischen Verlust. Dünne Substrate verfügbar: Der GC CoreTM ist stärker als Glassubstrate und ermöglicht dünnere Substrate, was zu dünneren Halbleitern beiträgt.

Da es weniger bruchgefährdet ist, lässt es sich außerdem bei der Herstellung von Halbleitergehäusen leichter handhaben. Ändern Sie einfach die Spezifikationen, um die Anforderungen Ihrer Kunden zu erfüllen: Die Eigenschaften des GC CoreTM, die von der Zusammensetzung und dem Mischungsverhältnis von Glas und Keramik abhängen, können auf die Bedürfnisse der Anwender zugeschnitten werden. Neben Typen mit niedriger Dielektrizitätskonstante und ausgezeichneten dielektrischen Eigenschaften bietet das Unternehmen auch Typen mit hoher Ausdehnung, die der thermischen Ausdehnung von Kunststoffsubstraten entsprechen, sowie hochfeste Typen an, die die Entwicklung von Substraten ermöglichen, die für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können.