Menlo Micro 的創(chuàng)始人在還是 GE 員工時就開始了與康寧的研發(fā)工作。該團(tuán)隊花了數(shù)年時間從頭開始開發(fā)玻璃工藝。憑借 GE 超過 4000 萬美元的支持和超過 12 年的研發(fā)，Menlo Micro 團(tuán)隊開發(fā)了一種技術(shù)，最終將引導(dǎo)他們找到當(dāng)今電子開關(guān)的解決方案。他們在 GE 的經(jīng)歷激發(fā)了一種新的思維方式，從而產(chǎn)生了一種新的開關(guān)類別，能夠經(jīng)濟(jì)高效地擴(kuò)展微機(jī)械開關(guān)制造。

Menlo Micro 與康寧精密玻璃解決方案的合作在新開關(guān)設(shè)計中發(fā)揮了關(guān)鍵作用;康寧精密玻璃解決方案部門是高純度熔融石英玻璃晶片的制造商。玻璃的固有特性——出色的電氣性能、嚴(yán)格的幾何公差和原始的表面質(zhì)量——使其成為下一代微電子器件的合適材料。

Corning/Menlo Micro 團(tuán)隊開始與Corning HPFS 熔融石英玻璃合作，該玻璃是 99.999% 純二氧化硅(二氧化硅)，可提供一致、可重復(fù)的性能。對于基礎(chǔ)層，康寧將 HPFS 玻璃加工成 8 英寸晶圓，厚度為 0.5 毫米。對于 TGV 層，康寧加工了更薄的晶圓，并使用激光鉆了 100,000 個孔，每個孔的寬度為人類頭發(fā)的一半，并且所有這些都沒有使玻璃破裂，最后用銅填充這些孔以使電流通過玻璃。由此產(chǎn)生的小尺寸設(shè)備尺寸為 5.6 立方毫米。這款 Menlo 微動開關(guān)具有機(jī)電繼電器的功率處理能力和射頻性能，具有固態(tài)開關(guān)的尺寸、重量、可靠性和速度。

康寧和 Menlo Micro 展示了 TGV 封裝技術(shù)的集成，使高性能射頻和功率產(chǎn)品向超小晶圓級封裝的發(fā)展成為可能。與傳統(tǒng)的引線鍵合封裝技術(shù)相比，TGV 使 Menlo Micro 的繼電器產(chǎn)品尺寸縮小了 60% 以上，使其適用于對增加通道密度和減少 SWaP-C 至關(guān)重要的應(yīng)用。

除了顯著減小尺寸外，TGV 技術(shù)還為繼電器產(chǎn)品帶來了其他好處。通過消除引線鍵合并用短且控制良好的金屬化過孔代替它們，Menlo Micro 能夠?qū)⒎庋b寄生效應(yīng)降低 75% 以上。這種設(shè)計支持更高的頻率，這在 5G 網(wǎng)絡(luò)、測試儀器以及眾多航空航天和國防應(yīng)用中變得越來越重要。此外，與硅 (CMOS) 等傳統(tǒng)基板材料相比，玻璃的獨特特性可實現(xiàn)更低的射頻損耗和更高的線性度，從而轉(zhuǎn)化為更低的功耗和更高的整體效率。

在密封玻璃中實施 TGV 技術(shù)消除了幾十年來限制開關(guān)和繼電器性能的不必要的互連。這種方法還提高了開關(guān)性能，并將整體設(shè)備尺寸和成本降低到有利于許多應(yīng)用的水平。

Menlo Micro 和康寧目前正在合作提高開關(guān)的產(chǎn)量，同時使它們的制造更具成本效益?？祵幰呀?jīng)引起了其他公司的興趣，他們希望將 TGV 技術(shù)用于玻璃封裝和無邊框高端顯示器等應(yīng)用。康寧還開發(fā)了專有的通孔設(shè)計和工藝，以提供密封的銅互連，從而實現(xiàn)高可靠性和減小的封裝尺寸，為大規(guī)模生產(chǎn)支持 TGV 的設(shè)備開辟了道路。

使用專有材料、設(shè)計和晶圓級處理技術(shù)，Menlo Micro 的開關(guān)技術(shù)在通常超過 100 億次開關(guān)操作的應(yīng)用中展示了高可靠性，其路線圖將超過 200 億次，同時處理數(shù)百伏特和數(shù)十安培的電流。與傳統(tǒng)的機(jī)電繼電器和固態(tài)開關(guān)相比，先進(jìn)材料科學(xué)的這種發(fā)展導(dǎo)致微機(jī)械設(shè)備具有前所未有的功率處理能力(千瓦)，具有出色的電氣性能、尺寸、成本和可靠性。

利用 TGV 封裝，Menlo 正在開發(fā)處理從 DC-26 GHz 的帶寬的射頻繼電器產(chǎn)品，其路線圖將擴(kuò)展到 50 GHz 以上。Menlo Micro 的微機(jī)械繼電器平臺支持射頻和 AC/DC 應(yīng)用，適用于電池管理、家庭自動化、電動汽車、軍事和專業(yè)無線電、5G 基站和物聯(lián)網(wǎng)等不同市場。

爬坡生產(chǎn)

自 2020 年 10 月以來，Menlo Micro 一直在通過其 8 英寸大批量生產(chǎn)線交付基于其開關(guān)技術(shù)的產(chǎn)品，迄今已向 60 多家領(lǐng)先客戶交付。與在裝配線上一次制造一個的傳統(tǒng)機(jī)電繼電器不同，可以在批量過程中一次制造數(shù)千個 Menlo 微動開關(guān)器件。Menlo Micro 使用與半導(dǎo)體行業(yè)相同的制造方法：基于晶圓的制造。這種完全自動化的批處理過程可實現(xiàn)大規(guī)?？蓴U(kuò)展的開關(guān)制造。

結(jié)論

在其 170 年的歷史中，康寧開發(fā)了多種類型的玻璃產(chǎn)品，這些產(chǎn)品現(xiàn)在在我們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，從第一批燈泡的制造到智能手機(jī)屏幕和光纖電纜中使用的先進(jìn)玻璃材料的普及。康寧與 Menlo Micro 合作，重新思考傳統(tǒng)的機(jī)電繼電器和固態(tài)開關(guān)。他們一起使用高純度玻璃制造的微型、節(jié)能的微機(jī)械開關(guān)成為實現(xiàn)一切電氣化的下一代技術(shù)的現(xiàn)實現(xiàn)實。