Los sustratos basados en vidrio están empezando lentamente a desplazar a los sustratos orgánicos que se usan habitualmente en PCBs, gracias a sus propiedades de material superiores. Pero un área donde han tenido dificultades es en las vías pasantes (through-hole vias) y en proveer el camino conductor de cobre necesario para conectarlas.
Un artículo de 2024 de Keith Best entrega una buena panorámica del tema, mientras que noticias recientes muestran cuánto están empujando compañías como Intel por los sustratos de vidrio, específicamente para el packaging de dies.
¿Qué ventaja real ofrecen las TGV?
Una ventaja mayor con las vías en sustratos de vidrio es que pueden ser mucho más pequeñas, lo que permite agujeros de menos de 0,1 mm de diámetro y pitch mucho más fino. El reto es hacer agujeros perfectos con un láser que estén libres de defectos y que tengan el diámetro pretendido.
Una vez que la TGV está perforada, hay que recubrirla o rellenarla con cobre, parecido a su equivalente orgánica. Puede llenarse completamente con cobre, o usar plating y agregar un dielectric filler. Detectar fallas en una TGV terminada es un paso crítico antes de integrar el sustrato a producción.
En un artículo de revisión de 2025 sobre tecnologías de sustratos de vidrio publicado en Chips por Pratik Nimbalkar y colaboradores, se cubre el estado del arte vigente al momento. El paper subraya la necesidad de opciones de integración de cada vez mayor densidad para los ASICs modernos, especialmente ahora que muchos chips consisten en múltiples dies interconectados dentro de un mismo package (la lógica chiplet).
¿Por qué cuesta tanto perforar el vidrio sin que se quiebre?
Las complicaciones de crear TGVs usando pulsos de láser de femtosegundo sobre vidrio Borofloat 33 las describe un paper de investigación de 2025 firmado por Daniel Franz y colaboradores. Sin precauciones adecuadas se observan microgrietas y ablación en el lado trasero, algo que históricamente se resolvía con un paso de etching químico posterior al drilling con láser.
El problema central es el estrés residual post-drilling provocado por el shock térmico. Los autores demuestran que ese estrés puede prevenirse en gran medida con un tuning cuidadoso de los parámetros del láser: duración del pulso, energía por pulso, número de pasadas y geometría del haz. La conclusión práctica es que ya no hace falta el etching post-drilling si el láser está bien parametrizado, lo que ahorra una etapa completa de proceso.
¿Sirve sólo para chips o para algo más?
Como apunta un artículo de revisión de 2024 de Chen Yu y colaboradores, los sustratos de vidrio son útiles para mucho más que solo packaging de chips de alta densidad. También son químicamente resistentes, tienen mayor resistencia al calor, son largamente transparentes a RF y pueden sellarse herméticamente contra influencias externas. Eso los vuelve excelentes para sensores avanzados y dispositivos de comunicación.
Si querés probar el deposito de metal sobre vidrio en casa, Hackaday cubrió hace poco un método con láser de fibra para hacerlo sin un fab.
Para contexto industrial: la apuesta de Intel por sustratos de vidrio se materializaría en chips de producción a partir de 2027-2028 según el roadmap público de la compañía, con foco inicial en aceleradores de IA y CPUs de servidor donde el costo extra por die se justifica por las ganancias de densidad y disipación térmica.
