Sustratos interpuestos de PEEK

Reduzca la distancia entre precisión, rendimiento y precio

La microelectrónica moderna exige sistemas cada vez más compactos, potentes y eficientes. Un papel clave en ello lo desempeña el intercalador, que actúa como capa adaptadora entre el chip de silicio y la placa de circuito impreso (PCB). Sirve de puente entre las estructuras de chip más finas y los pasos de pista de conductores más gruesos, y garantiza el enrutamiento de señales sin pérdidas entre ambos niveles.
La elección del sustrato de interposición determina la calidad de la señal, la fiabilidad y los costes de producción.

Sin embargo, con la creciente demanda de envases 2,5D, interpositores 3D-IC, interpositores de chips y aplicaciones de alta frecuencia como el radar o la 5G, los materiales convencionales están alcanzando cada vez más sus límites:

  • Interpositores de silicio: máxima resolución, pero costosos y con pérdidas a altas frecuencias.
  • Interpositores cerámicos: rentables, pero demasiado gruesos para algunas aplicaciones y con malas tolerancias.
  • Interpositores de vidrio: buenas propiedades eléctricas, pero frágiles y difíciles de procesar.

Por ello, la industria busca un material que combine precisión, estabilidad de frecuencia y rentabilidad. La solución: Los sustratos para interpositores a base de PEEK de Ensinger. Este polímero de alto rendimiento combina la fina resolución de un intercalador de silicio con la flexibilidad y rentabilidad de los intercaladores orgánicos, ampliando significativamente las capacidades de las tecnologías convencionales.

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Soluciones de materiales para interpositores en la industria de semiconductores

La elección del material adecuado es decisiva para determinar lo bien, lo rápido y lo fiable que un intercalador desempeña su función. Mientras que el silicio, el vidrio y los polímeros orgánicos se han consolidado como materiales de eficacia probada, el PEEK -como nueva clase de polímero de alto rendimiento- abre posibilidades totalmente nuevas en cuanto a rendimiento, integración de procesos y sostenibilidad.

Gracias a sus extraordinarias propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas, el PEEK combina las ventajas de los materiales existentes y, al mismo tiempo, establece nuevos puntos de referencia en cuanto a transparencia de radiofrecuencia, estabilidad química y compatibilidad de procesos, como material de sustrato con visión de futuro para interpositores de última generación de alto rendimiento y económicamente fabricables.

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Por qué PEEK marca la diferencia

Estructura y precisión

Gracias a su excelente estabilidad dimensional, el PEEK permite una estructuración precisa incluso con características muy finas y grandes formatos de oblea. La alta calidad y planaridad de la superficie facilitan la integración de pistas conductoras y conexiones pasantes (VIA) precisas, lo que permite a las intercaladoras de PEEK ofrecer una alta resolución y calidad de fabricación, comparable a la del silicio, pero con un coste significativamente inferior.

Rendimiento eléctrico

Con una constante dieléctrica baja, el PEEK ofrece excelentes propiedades de transmisión de señales. Las señales de alta frecuencia pueden transmitirse con pocas pérdidas y una atenuación mínima, incluso a frecuencias superiores a 25 GHz. Esto hace que el material sea especialmente adecuado para las aplicaciones modernas de alta velocidad, como las que se encuentran en la tecnología de comunicación 5G y RF.

Alta resistencia

El PEEK se caracteriza por una resistencia excepcionalmente alta al calor y a los productos químicos. Incluso a temperaturas elevadas o en medios agresivos, el material permanece estable y fiable. Esto lo hace idóneo para entornos operativos exigentes en los que los interpositores convencionales alcanzan sus límites.

Estabilidad mecánica

Gracias a su gran resistencia y estabilidad dimensional, el PEEK soporta especialmente bien las cargas térmicas y mecánicas. Es adecuado tanto para procesos de película fina como de obleas y evita la deformación que puede producirse con otros materiales orgánicos. Esta estabilidad garantiza tolerancias precisas y una larga vida útil en funcionamiento.

Integración de procesos

Otra ventaja reside en la gran compatibilidad del PEEK con los procesos existentes de envasado, PCB y fabricación. El material puede integrarse en las líneas de producción existentes sin grandes modificaciones de los procesos, lo que simplifica la implantación y reduce los costes.

Reciclabilidad

En comparación con los sustratos convencionales, como el silicio, el PEEK ofrece claras ventajas medioambientales: es reciclable, duradero y su procesamiento consume poca energía. El PEEK contribuye así de forma importante a una producción electrónica más sostenible y eficiente en el uso de los recursos.

Cadena de suministro y origen

La producción de intercaladores PEEK en Alemania garantiza cadenas de suministro cortas, una gran fiabilidad en las entregas y una menor dependencia de los mercados internacionales de aprovisionamiento. Esto refuerza la seguridad del suministro y apoya la creación de valor local.

Ventajas específicas de la aplicación de los sustratos de intercalación PEEK

Como material de sustrato, el PEEK abre nuevas posibilidades en la tecnología de interposición y ofrece ventajas cuantificables en numerosas aplicaciones, desde los sistemas de alta frecuencia y comunicación hasta las soluciones de envasado en microelectrónica.
Los siguientes ejemplos ilustran cómo el PEEK permite avances tecnológicos y económicos respecto a los materiales convencionales gracias a su combinación de precisión, estabilidad y resistencia química.
  • A altas frecuencias, los intercaladores de silicio provocan atenuación y efectos capacitivos. El PEEK permite un enrutamiento de la señal con bajas pérdidas y se mantiene estable en RF incluso por encima de los 25 GHz. Esto lo hace idóneo para chips de radar, módulos de antena y sistemas de alta frecuencia en los que la integridad de la señal es crítica.
  • Los diseños de antenas en chip se benefician de la baja permitividad del PEEK y de su mínima atenuación. El material permite estructuras de antena más compactas y eficientes con menores costes de fabricación, proporcionando una plataforma económica para los sistemas de comunicación modernos.
  • En entornos exigentes, el PEEK impresiona por su resistencia a los aceites, las temperaturas y los productos químicos. El material garantiza unas propiedades eléctricas estables y una larga vida útil: ideal para sensores de precisión, módulos de presión y sistemas de medición industriales.
  • Con una alta densidad de VIA, una estructuración precisa y estabilidad térmica, el PEEK ofrece una alternativa rentable a los intercaladores de silicio. Permite la interconexión fiable de múltiples troqueles en un único soporte y admite arquitecturas de envasado escalables y altamente integradas.
  • Las placas intercaladas conectan el chip y la placa de circuito impreso, encargándose del reenrutamiento eléctrico entre las estructuras finas del chip y las pistas conductoras más gruesas. El PEEK permite una alta resolución y precisión dimensional a la vez que ofrece un bajo peso, proporcionando una solución estable y fiable en el proceso incluso bajo cargas térmicas.
  • Un intercalador BGA conecta el módulo de chips a la placa de circuito impreso mediante bolas de soldadura. Los sustratos PEEK compensan de forma fiable las tensiones térmicas, mantienen su estabilidad dimensional y prolongan así la vida útil del conjunto, especialmente durante los ciclos de temperatura variables.
  • Los intercaladores pasivos constan exclusivamente de pistas conductoras y conexiones pasantes (VIA). El PEEK permite realizar estructuras muy precisas que combinan estabilidad eléctrica, térmica y mecánica: una base de alto rendimiento para los modernos diseños de chiplets.
  • En los módulos de procesadores o de computación, el intercalador conecta múltiples chiplets dentro de un sistema-en-paquete. El PEEK soporta altas velocidades de transmisión de datos gracias a las bajas pérdidas de señal, al tiempo que ofrece una solución de sustrato térmicamente estable y rentable para arquitecturas de procesadores de alto rendimiento.
  • Los intercaladores fotónicos combinan rutas de señales electrónicas y ópticas en un único componente. Gracias a su baja atenuación y a la alta calidad de su superficie, el PEEK permite una integración fiable de la electrónica y la fotónica, una base importante para los futuros sistemas de alta velocidad y comunicación.

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Stefan Bur

Director de Desarrollo Comercial
Ensinger Microsystems Technology