摘要前言

5G和先進數字計算技術需要

具有最小信號衰減的超高速互連。隨著毫米波/射頻電路有望擴展到170GHz及以上，許多人正在探索用作基板和/或中介層的新材料。

醫療（尤其是可植入設備）、數據通信和航空航天等應用，需要在小尺寸范圍內實現高性能、高可靠性和高精度。玻璃具有可持續性、耐用性、高性能和小型化能力，可滿足這些快速增長的行業需求。好消息是，玻璃芯技術（下文簡稱GCT）已遠遠超出研發階段，目前已實現大規模量產。

一些采用先進封裝的最新產品基于Samtec的專有GCT技術，該技術可實現高性能連接。已開發的產品包括來自行業領先的通信和醫療電子公司的天線、濾波器、相控陣模塊和分路器。

Samtec的GCT技術還被用于基板集成波導，這是一種支持chiplets的使能技術。

GCT的大批量生產

多年來，Samtec一直在優化GCT工藝，目前已實現大批量生產，針對硼硅酸鹽、合成石英/熔融石英及藍寶石晶圓的工藝已十分成熟。與硅基或有機基板上的銅層壓板相比，玻璃具有顯著優勢（詳見表格）。

這些優勢包括：

性能：低介電常數特性可實現更快、更清晰的信號傳輸；

封裝：支持嵌入式無源元件及小型化設計；

環境適應性：在更大的溫度范圍內保持穩定性能。

然而，要克服生產中的挑戰，如避免玻璃斷裂、實現多層設計且無破損等，需要對材料科學和物理學有深入理解。

為了更好地控制GCT工藝，Samtec將所有生產環節均納入內部管理，這不僅能實現精細化質量控制，還能規避供應鏈問題。值得注意的是，在制作完整的玻璃芯電路時，對所有上下游工藝的把控至關重要。只有理解并掌控全部流程，才能確保產品的可靠性。

目前，Samtec最受歡迎的GCT產品是玻璃通孔（TGVs）和重布線層電路（RDLs）。客戶利用這些玻璃通孔和重布線層，可對濾波器、波導等元件進行圖案化設計。這一技術能實現更清晰的信號傳輸、更低的損耗，同時減少需組裝的分立元件數量。

許多合作伙伴正通過GCT技術拓展其集成電路（IC）設計。若您正考慮采用GCT技術，以下是關于玻璃材料需要了解的5個核心要點：

關于GCT需了解的五大要點

1. 小型化與特征尺寸

器件正朝著日益小型化的方向發展，這推動了對緊湊且耐用的互連解決方案的需求。GCT能夠實現極小且極高密度的特征尺寸，其布線可小至10/10微米（線寬/線距）。GCT的基礎平臺通常為2.5D或3D堆疊，其設計本身并不適用于引線鍵合結構。

2. 與硅的膨脹系數（CTE）匹配

隨著功率水平的提升，熱性能和熱膨脹系數（CTE）成為重要考量因素。熱膨脹系數反映了材料隨溫度變化而膨脹或收縮的能力。對于需要與硅鍵合的GCT電路，建議選擇硼硅酸鹽玻璃——其熱膨脹系數約為3.3 ppm/℃，與硅的匹配度最高。這一點至關重要，可避免鍵合點產生應力。

3. 電氣性能

GCT的重布線層（RDL）采用光刻工藝，而有機基板則采用厚膜工藝。在有源半導體器件中，基于玻璃的設計能實現行業領先的低損耗性能。這一點對于高頻器件、回程測試結構、信號布線以及未來移動技術而言至關重要。

4. 透光性

GCT具有透光特性，這使其適用于可從透明基板中獲益的應用場景或組裝方式。其中，合成石英/熔融石英的純度和透光性最高，非常適合高頻及光學應用。

5. 氣密性

Samtec GCT的通孔采用氣密性密封設計。這一特性對太空應用、微機電系統（MEMS）器件及植入式醫療設備等場景至關重要。GCT可實現氣密性密封，且表面形貌接近零起伏。

Samtec GCT解決方案

Samtec的玻璃芯技術（GCT）是一項專有工藝，通過制作小直徑、細間距的金屬化密封TGV，充分發揮玻璃的性能優勢。TGV再通過我們的薄膜RDL工藝連接，在玻璃基板上形成定制電路。這不僅為芯片和封裝互連提供低損耗扇出，還比傳統硅基中介層成本更低。

Samtec在GCT產品開發與制造領域擁有多年行業經驗，可提供快速原型制作以及一站式解決方案，涵蓋設計、制造、可靠性測試、規模化量產與技術支持。我們的工廠設施通過了ITAR和ISO認證，配備當今最先進的光刻、薄膜沉積和計量設備。

如需下一代微電子解決方案協助，請聯系Samtec中國團隊。