前項ではAIにTSVが必要な理由をHBMに絞って紹介しました。今回は、インターポーザについてご紹介します。
AIは、GPUとHBM間で膨大なデータをやり取りする必要がありますが、従来のプリント基板(PCB)では、・配線幅が太い・配線距離が長い・信号損失が大きいため、AIの帯域を実現できません。そこで登場するのがインターポーザです。
AI向け半導体におけるインターポーザの役割は、「GPUとHBMを接続する中継基板」です。GPUにもHBMにも1000以上の信号端子があると言われていますが、これを接続できるのがインターポーザです。
インターポーザのおかげでGPUとHBMが高密度で接続できるので、遅延低減や消費電力の低減など大きなメリットが得られます。
インターポーザには基板の種類によって、 「シリコン」「ガラス」 「樹脂」の3つに分けられます。それぞれの特徴は表の通りです。
AI向けパッケージは年々大型化していますが、シリコンインターポーザは大面積化にコストや歩留まりの課題があります。
一方、ガラスインターポーザは、
・大型化しやすい
・高平坦性
・低熱膨張
・低コスト
このような特長から、次世代AIパッケージ向け材料として期待されています。このため、関連メーカーが研究・開発を進めています。
インターポーザーの貫通電極形成において、めっきによる金属充填は、導電ペーストを用いた充填と比較して、電気抵抗を低く抑えやすく、信号伝送時の損失や発熱を低減できるメリットがあります。
また、めっきによって連続した金属構造を形成できるため、金属粒子同士の接触状態に依存しない安定した導電経路が得られ、電気的な接続信頼性の向上も期待できます。
さらに、微細な貫通穴への充填や高密度な電極形成にも適しており、高速・大容量のデータ通信が求められる次世代半導体パッケージにおいて、重要な役割を担う技術として期待されています。
一般的に、ビア径に対して深さが大きくなる（高アスペクト比になる）ほど、めっきによる金属充填の難易度は高くなりますが、清川メッキ工業では、このような深いビアへのめっきにも対応しています。
また、ガラス基板の貫通電極（TGV）へのめっきにも対応しており、小片から300mm角までの幅広い基板サイズで加工を行っています。
TSV/TGVめっきに関する技術的なご相談や試作のご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
※下記の画像はそれぞれ別の基板です。
