Projekt: SPIRIT

Interposer Plattform

Im Projekt SPIRIT soll eine innovative und robuste Interposer-Plattform auf Basis eines Glas-Keramik-Verbundsubstrates entwickelt werden, die zu einer deutlichen Steigerung der Integrationsdichte von Elektroniksystemen im Sinne von „More than Moore“ führt. Durch die heterogene Integration unterschiedlichster Halbleitertechnologien und MEMS/NEMS in Kombination mit Konzepten der hybriden passiven Integration wird die Miniaturisierung der System-in-Packages für anspruchsvolle Sensoranwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsansprüchen vorangetrieben und deren Verfügbarkeit für die anwendungsspezifische Mensch-Maschine Interaktion wesentlich verbessert. Das Interposersubstrat basiert auf Niedertemperaturkeramik (LTCC) und einer Glasschicht, die hochtemperaturtauglich mit der LTCC verbunden ist. Die Glasseite des Substrates wird dünnschichttauglich aufbereitet und ermöglicht Metallisierungen mit Linienauflösungen im Mikrometerbereich und Durchkontaktierungen mit 20 µm Durchmesser.

Durch entsprechende Kontaktmetallisierungen werden die klassischen Verbindungstechniken für ungehäuste Halbleiter bis hin zu kleinsten Kontaktgeometrien (z.B. FlipChip-Raster < 20µm) sichergestellt. Die Fertigung der Interposer soll kostenoptimiert im Panel- oder Wafer-Level-Format erfolgen. Das neue Interposersubstrat verbindet die Vorteile der reinen Glas-Interposertechnologie mit hoher lateraler Verdrahtungsdichte, hervorragenden dielektrischen Eigenschaften und ausgezeichneter Oberflächenqualität (Ebenheit, Rauigkeit etc.) mit den Vorteilen der 3D-Integration von Niedertemperatur-Mehrlagenkeramiken (LTCC) mit sehr guten thermischen und elektrischen Eigenschaften und der Möglichkeit der Integration passiver Komponenten sowie fluidischer Strukturen und Elemente. Die mechanisch tragenden und die thermischen Funktionen werden überwiegend durch das LTCC-Substrat sichergestellt. Passive Komponenten und Strukturen wie z.B. Interdigitalstrukturen (Gas- oder Feuchtesensorik) oder Antennen (Radarsensorik) sind planar in Dünnschichttechnologie auf der Glasoberfläche bzw. dreidimensional mittels Dickschichttechnik in der LTCC integrierbar. Durch Fluidikkanäle an der Grenzfläche zwischen der LTCC und dem Glas sind optische Messungen an Flüssigkeiten implementierbar. Die neue Interposertechnologie eignet sich aufgrund der Oberflächeneigenschaften auch als Packagingplattform für optische Systeme.