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ガラスとガラスの封止 — Primoceler®

SCHOTT Primoceler Oyのガラスとガラスの封止技術は、小型化、RF透過性、生産効率に優れた気密パッケージを必要とするエンジニアにとって最適なソリューションです。この技術の主な利点、用途、製造プロセス、さらにショットの専門知識が次世代の気密封止によるイノベーションをどのようにサポートできるかをご紹介します。
紹介

Primoceler®のガラスとガラスの封止とは?

「ガラスマイクロボンディング」としても知られるSCHOTT Primoceler Oyのガラスとガラスの封止技術は、精密に積層されたガラスウエハを用いてキャビティ(空間)を形成し、繊細な電子機器を安全に封入する革新的な気密パッケージング技術です。電子デバイスは、室温での高度なガラス溶接技術を使用して端部をレーザー封止し、その後、ウエハを微細な個々のデバイスにダイシングされます。この高効率のウエハレベルプロセスは、非常に小型でありながら極めて堅牢なオールガラスパッケージの効率的な製造を可能にし、要求の厳しい用途においてイノベーションを推進します。

利点

ガラスマイクロボンディングの利点

アプリケーション

用途

SCHOTT Primoceler Oyのガラスとガラスの封止技術は、幅広い分野に新たな可能性をもたらします。用途例には、能動型医療用インプラント、航空宇宙、MEMS、マイクロオプティクスなどがあります。

    X-ray showing implanted pacemaker
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    能動型埋め込み医療機器

    40年間、医療用インプラントはチタンで封入されてきました。しかし今、SCHOTT Primoceler Oyのガラスとガラスの封止技術により、超小型でオールガラス封止の全く新しいタイプのインプラントが可能になりました。この封止技術には、特別に調合された生体適合性とRF透過性を備えたガラスが使用されており、ワイヤレスでのデータおよび電力伝送を可能にします。
    詳細情報
    Satellite in Earth orbit
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    航空宇宙

    Primoceler®技術は、過酷な環境下でも高い堅牢性を備えた小型かつ軽量なハーメチックパッケージを実現します。これらのパッケージは、故障が許されない航空宇宙分野において、安定したデバイス動作を可能します。SCHOTT Primoceler Oyには、欧州宇宙機関(ESA)やその他の主要機関を支援するプロジェクトに携わってきた実績があります。
    詳細情報
    Microscope inspecting MEMS glass wafers
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    MEMS

    SCHOTT Primoceler Oyは、ガラスマイクロボンディング技術を用い、ダイとパッケージの比率を最大化するために超薄板ガラスを使用したMEMS用ハーメチックパッケージを製造しています。室温での精密なレーザー封止は、内蔵された能動部品に影響を与えず、湿気から保護します。フィードスルーには、信頼性の高いSCHOTT HermeS®貫通電極付ガラス基板(TGV)を使用することができます。
    詳細情報
    Tweezers holding a small glass component
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    マイクロオプティクス

    ウエハレベルのマイクロオプティクスにおいては、極めて高い精度が要求されるジェスチャーセンシングや3Dスキャンを実現するため、モバイルデバイスでの採用がますます広がっています。ガラスとガラスのレーザー接合は、小型化された気密封止アセンブリを可能にし、マイクロオプティクス機能をサポートします。
    テクノロジー

    技術

    Primoceler®の革新的なガラスとガラスの封止技術は、非常に効率的なウエハレベル技術です。陽極接合、フュージョン接合、エポキシ封止などの従来の方法を凌駕し、優れた信頼性、デバイスの小型化、ウエハあたりの歩留まり向上を実現します。詳細な技術情報は以下をご覧ください。

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    SCHOTT Primoceler Oyのガラスとガラスのマイクロボンディング技術は、陽極接合、直接接合/フュージョン接合、ガラスフリット、エポキシ(UVまたは熱)封止などの既存の封止方法に比べて、優れた性能が実証されている代替技術です。

    接合

    Primoceler® 陽極接合 直接接合/融着 ガラスフリット エポキシ(UV) エポキシ(熱)
    気密性 あり
    あり
    あり
    なし/
    稀にあり
    なし
    なし
    封止プロセス 添加物不要 シリコンまたは金属が必要;ガラスとガラスの封止は不可 添加物不要 添加物が必要 添加物が必要 添加物が必要
    プロセス温度 室温 440°C(824°F) 1000°C(1832°F)(プラズマなし);440 °C (824 °F) (プラズマ使用時) 440°C(824°F) 室温 200°C(392°F)
    清浄度クラス 100/ 1000 100 10 1000 1000 1000

    結合原理

    SCHOTT Primocelerのガラスとガラスの封止は、添加剤を一切使用せずに室温でレーザーを用いて行われます。

    Primoceler®ガラスマイクロボンディング

    SCHOTT_EP_Primoceler_No_Gap_690x431px_neu.jpg

    • 添加剤を使わない直接接合
    • 上下の基板間にギャップ(隙間)がない

    その他の接合方法

    SCHOTT_EP_Primoceler_Gap_690x431px.jpg

    • 接合に添加材が必要
    • 上下の基板の間のギャップ(隙間)が生じる
    • ギャップの制御が難しく不可能な場合もある

    ウエハレベルプロセス

    SCHOTT Primocelerの高度なガラスウエハパッケージング技術は、非常に効率が高く、高い再現性を実現し、従来の方式よりもデバイスの小型化とウエハあたりの生産数の向上を可能にします。

    高度なパッケージングプロセス

    SCHOTT_EP_Primoceler_Packing_overview_A_690x431px.jpg

    1. ダイをウエハ上でパッケージング
    2. レーザーマイクロボンディングにより、気密パッケージを形成
    3. ウエハのダイシング:数千個の気密封止チップが完成

    従来のパッケージングプロセス

    SCHOTT_EP_Primoceler_Packing_overview_B_690x431px.jpg

    1. シリコンウエハ上でチップを製造
    2. ウエハのダイシングによって数千個のチップを生成
    3. すべてのチップは、個別にパッケージングする必要がある
    4. リッドをレーザー溶接することで、気密パッケージを形成
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    ワイヤレスデバイスの機能と気密フィードスルー

    オールガラスパッケージは、ワイヤレスデバイスや気密端子を備えたデバイスの製造を可能にします。ベースウエハ(1)の上には、スペーサーガラス(2a)またはエッジ付きリッド(2b)を配置し、キャビティを形成します。これにより、雰囲気が制御された気密パッケージが完成します(3)。

    ワイヤレス

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    オールガラス構造により、ワイヤレスの電力伝送やデータ伝送に必要なRF透過性が実現します。

    フィードスルー付きの場合

    SCHOTT_EP_Primoceler_Bonding_B_690x431px.jpg

    HermeS®貫通電極付ガラス基板(TGV)を使用したオールガラスパッケージは、信頼性の高い電気フィードスルーを提供します。

    製品と専門知識

    関連製品

    Hands holding large pacemaker and miniaturized implant

    医療用インプラントのProteon™

    Proteon™は、SCHOTT Primoceler Oyのブランドで、次世代の医療用インプラントの開発を可能にする先進的なパッケージング技術です。Primoceler®のガラスとガラスのレーザー封止技術で製造され、優れた保護性能と小型設計を兼ね備えています。

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    SCHOTT cleanroom technician inspecting glass wafer

    HermeS®貫通電極付ガラス基板

    気密封止された貫通電極付きガラス基板(TGV)は、ウエハレベルチップサイズパッケージ(WLCSP)において、超小型・完全気密のセンサーおよびMEMSデバイスを実現します。ファインピッチのビアが、MEMSデバイス内外への電気信号と電力の確実な伝送を可能にします。

    詳細を見る

    SCHOTT Primoceler Oyについて

    SCHOTT AGの子会社であるSCHOTT Primoceler Oyは、2010年に設立され、フィンランドのタンペレに拠点を置いています。2018年にショットグループに加わって以来、Primocelerは革新的な気密封止技術によりエレクトロニックパッケージング事業部門を大きく推進し、ショットが世界で注目される気密パッケージングソリューション のサプライヤーの1社としての地位を確固たるものにしています。

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    Ossi Lahtinen

    Ossi Lahtinen

    Head of Production

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