本稿では「先端パッケージを支えるガラスコア基板＃１」の続編として、ガラスインターポーザに対する期待と動向について紹介する。

 

 

１．パッケージ技術の進展とガラスインターポーザに対する期待

　2.xD／3Dパッケージでは様々な機能を持つチップレットを一つのパッケージに集積することになる。
チップレット集積技術は、チップレットを縦方向に積層、チップレット間をシリコン貫通電極（TSV）で接続する3D構造とチップレットを水平に配置する2.xD構造がある。

　2.xD構造には配線基板（インターポーザ）上に配置、インターポーザをパッケージ基板に実装するタイプ、チップレットをブリッジという小型配線基板で接続し、基板やインターポーザに実装するタイプなどがある。初めはシリコンを利用したタイプから実用化が始まった。シリコンは信頼性は高いものの,重さ、コストなどの面でも課題が残された。このため、低コスト、小型・軽量化が求められる分野では有機絶縁膜と同配線技術を組み合わせた有機RDL（再配線層）構造が使用されるようになってきた。TSMCのは2.xD技術としてInFO（Integrated FanOut）、CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）などでは、有機樹脂RDLの採用が進んでいる。

　しかし、樹脂インターポーザは熱や応力による反りなど、変形に対する不安も大きい。また、微細化を進めていくいうえで、信頼性の面も課題となったきた。こういった点から注目をあつめたのが、ガラスインターポーザである。

 

 

２．ガラスインターポーザの動向

 

　 ガラスインターポーザは、樹脂インタポーザに比べて強度が高く、変形にも強いのため、微細化への対応にも優れている。
数μm幅の微細配線を形成するためには，配線を形成する基材において熱膨張係数が小さいことと表面平坦性とが必要になる。前者はパターンニング工程における熱履歴での実寸法変化、後者はパターン露光時のデフォーカスあるいは成膜時の導体膜やレジストの膜厚差によるパターン寸法バラツキへの対応のためである。この点でガラス・インターポーザは，シリコン・インターポーザと同様に微細配線形成に適している。また、インターポーザ表面が平滑であること適している。

　シリコン・インターポーザはFPGAなどで使用されており、半導体チップとの熱膨張係数差が小さく，またインターポーザ表面が平滑であることから、インターポーザに適している。

　しかし、信号の高速伝送性の点ではガラス、樹脂に劣る。さらにチップレットの集積化の進展に対応するため、インターポーザにも大型化が望まれるようになってきた困難という課題がある。さらに大型化に対応するためにはコストが大幅に上昇、ビジネス面での負担も拡大する。

 

　ガラス・インターポーザはこのようなシリコン・インターポーザの課題にも対応できる。高速通信性能ではシリコン・インターポーザを上回る特性を持つ。伝送性の面では、ガラス・インターポーザは，シリコン・インターポーザ（Cu/SiO2 配線層）では困難であった伝送線路を容易に構成でき、伝送速度面でも向上が期待できる。

 

　コスト面でも、ガラス基板自体が低コストであることに加えて、製造に大型基板（パネル）を使えることから、インターポーザの大型化にも対応でき、多数個どりにより、１パネルからの収量も増加、コストの低減を図ることができる。
さらにガラス・インターポーザでは，液晶ディスプレイなどの製造工程で培われた技術、装置が応用でき、量産化の面でも適している。

 

　このように、ガラスがパッケージ基板、インターポーザの中心となることが予想される。

 

 

柴田浩一

 

 

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