射頻和模擬/混合電路芯片集成化發(fā)展中，對(duì)高性能無(wú)源器件的需求在急速增加，耦合阻抗匹配電路對(duì)電容提出了更高的要求。硅基高密度電容雖然可以滿足該類場(chǎng)景的高電容密度和高集成化，但基板帶來(lái)的損耗和深硅刻蝕工藝成本也為業(yè)界考量。玻璃基板TGV技術(shù)作為代替方案成為熱門(mén)研究話題：其優(yōu)異的絕緣性、可調(diào)節(jié)的熱膨脹系數(shù)(CTE)、面板級(jí)尺寸的可用性和出色的高頻電性能而成為集成無(wú)源器件的理想基板。
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玻璃通孔 (TGV)重新定義封裝基板，應(yīng)對(duì)未來(lái)十年1萬(wàn)億體管挑戰(zhàn)編者薦語(yǔ)： 如果說(shuō)延續(xù)摩爾追趕國(guó)外先進(jìn)水平，那么超越摩爾借助三維封裝，有望并駕齊驅(qū)。特別是TGV三維集成技術(shù)的突破，將是“換道超車”的重要機(jī)遇。邁科憑借TGV的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品包括三維集成轉(zhuǎn)接板、IPD無(wú)源集成器件和3D玻璃。力爭(zhēng)為三維封裝貢獻(xiàn)中國(guó)力量。 以下文章來(lái)源于未來(lái)半導(dǎo)體 ，作者齊道長(zhǎng)
先進(jìn)封裝在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的比重穩(wěn)步提升，其發(fā)展與通孔互連技術(shù)的演進(jìn)和加工精度的提高息息相關(guān)。在高密度、高集成度先進(jìn)電子系統(tǒng)時(shí)代，實(shí)現(xiàn)高性能 SiP 和 AiP 應(yīng)用的中介層和基板至關(guān)重要。 玻璃通孔 (TGV)為具有挑戰(zhàn)性且昂貴的硅技術(shù)提供了一種成本更低、損耗更低的替代方案。面向未來(lái)，TGV基板將在3D集成半導(dǎo)體封裝廣泛應(yīng)用。TGV將助力英特爾超越Intel 18A制程節(jié)點(diǎn)，達(dá)成2030年之前在單一封裝中提供1萬(wàn)億個(gè)晶體管的宏愿。 本篇文章為您介紹了TGV技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)挑戰(zhàn)以及全球范圍內(nèi)最新的突破性商用方案。本文超過(guò)10000字，閱讀需要3600秒。您可以直接劃到文章下半，看國(guó)內(nèi)TGV進(jìn)展。如果覺(jué)得對(duì)您業(yè)務(wù)有用，請(qǐng)夾個(gè)雞腿給道長(zhǎng)。  什么是玻璃通孔（TGV） TGV，Through Glass Via，是穿過(guò)玻璃基板的垂直電氣互連。與TSV（Through Silicon Via）相對(duì)應(yīng)，作為一種可能替代硅基板的材料被認(rèn)為是下一代三維集成的關(guān)鍵技術(shù)。 TGV 以高品質(zhì)硼硅玻璃、石英玻璃為基材，通過(guò)種子層濺射、電鍍填充、化學(xué)機(jī)械平坦化、RDL再布線，bump工藝引出實(shí)現(xiàn)3D互聯(lián)。TGV是直徑通常為10μm-100μm的微通孔。對(duì)于先進(jìn)封裝領(lǐng)域的各種應(yīng)用，每片晶圓上通常需要應(yīng)用數(shù)萬(wàn)個(gè)TGV通孔并對(duì)其進(jìn)行金屬化，以獲得所需要的導(dǎo)電性。
玻璃芯技術(shù)路線 圖源:蘇州森丸電子技術(shù)有限公司
玻璃基板可容納多 50% 的小芯片 圖源：All About Circuits 與硅基板相比：玻璃通孔互連技術(shù)具有優(yōu)良的高頻電學(xué)特性、大尺寸超薄玻璃基板成本低、工藝流程簡(jiǎn)單、機(jī)械穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)�？蓱�(yīng)用于2.5D/3D晶圓級(jí)封裝、芯片堆疊、MEMS傳感器和半導(dǎo)體器件的3D集成、射頻元件和模塊、CMOS 圖像傳感器 (CIS)、汽車射頻和攝像頭模塊。基于此，玻璃通孔三維互連技術(shù)成為當(dāng)前先進(jìn)封裝的研究熱點(diǎn)。 *光學(xué)：高透明度、低熒光； *化學(xué)和機(jī)械：高耐化學(xué)性和化學(xué)惰性、各向同性、良好的機(jī)械穩(wěn)定性、低熱膨脹、熱膨脹系數(shù)可調(diào)； *電氣：完美的隔離器、低插入損耗、光滑的表面可實(shí)現(xiàn)細(xì)線光刻； *厚度減少，性能密度提升，成本和功耗降低。英特爾稱，其玻璃基板技術(shù)能夠?qū)蝹�(gè)封裝中的芯片區(qū)域增加50%，從而可以塞進(jìn)更多的Chiplet；與ABF塑料相比，它的厚度可以減少一半左右，減薄可以提高信號(hào)傳輸速度和功率效率； *成分可變：從而可以根據(jù)特定應(yīng)用定制玻璃特性； *板級(jí)定制：玻璃可以厚度50µ-100µm至 900μm的晶圓和大面板的形式制造。當(dāng)前TGV從6英寸晶圓至12英寸晶圓，發(fā)展到510 x 515mm、457 x 610mm、600 x 600mm、1500x 800mm的面板。熔合成型工藝能夠形成大尺寸超1000mm的高質(zhì)量基材。為應(yīng)這些挑戰(zhàn)，目前僅有Corning、Asahi以及SCHOTT等玻璃廠商可以提供超大尺寸（>2m × 2m）和超�。�<50µm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料。
玻璃晶圓 圖源：弗勞恩霍夫可靠性和微集成研究所 IZM
英特爾一直是玻璃基板領(lǐng)域的探索引領(lǐng)者，以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的算力獲得規(guī)模最大、利潤(rùn)最高的產(chǎn)品。2023年9月18日，英特爾推出基于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板開(kāi)發(fā)的最先進(jìn)處理器，通孔節(jié)距75μm，計(jì)劃于2026~2030年量產(chǎn)。并稱該成果將重新定義芯片封裝的邊界，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心、人工智能和圖形構(gòu)建提供改變游戲規(guī)則的解決方案，推動(dòng)摩爾定律進(jìn)步。此外，英特爾研發(fā)的共同封裝光學(xué)元件技術(shù)（CPO） ，可通過(guò)玻璃基板設(shè)計(jì)，利用光學(xué)傳輸?shù)姆绞皆黾有盘?hào)。
圖源：Intel 哪里用到TGV？ 英特爾旗幟鮮明地用玻璃基板討伐硅基板得到了業(yè)界對(duì)玻璃通孔（TGV）技術(shù)及基板性能的極大興趣和未來(lái)憧憬。 今后，英特爾將生產(chǎn)面向數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP），具有數(shù)十個(gè)小瓦片（tile），功耗可能高達(dá)數(shù)千瓦，且需要非常密集的Chiplet互連，同時(shí)確保整個(gè)封裝在生產(chǎn)過(guò)程中或使用過(guò)程中不會(huì)因熱量而彎曲。而未來(lái)數(shù)年硅基板將難以勝任這些挑戰(zhàn)任務(wù)。英特爾預(yù)計(jì)，玻璃基板具有卓越的機(jī)械、物理和光學(xué)特性，使該公司能夠構(gòu)建更高性能的多芯片SiP，在芯片上多放置50%的裸片。特別是，英特爾預(yù)計(jì)玻璃基板能夠?qū)崿F(xiàn)容納多片硅的超大型24×24cm SiP。
世界上唯一一家能夠提供3D微晶玻璃PSG、純玻璃3D部件制造、從NPI到全面制造的服務(wù)的公司。通過(guò)先進(jìn)TGV形成工藝能夠解決 HPFS 等半導(dǎo)體級(jí)玻璃的形成問(wèn)題以及 HPC、MEMS和光子學(xué)等應(yīng)用 圖源：3DGS 為了彌合機(jī)械和電氣之間的差距，英特爾能夠在玻璃通孔（TGV）上實(shí)現(xiàn)更緊密的間距，從而通過(guò)基板本身傳輸信號(hào)，從而允許整體上有更多數(shù)量的通孔。英特爾報(bào)告稱，他們能夠?qū)?TGV 的間距控制在100μm以內(nèi)，從而將TGV密度提高10倍。所有這些最終使得通過(guò)基板核心路由信號(hào)變得更加靈活，并且在某種程度上使得使用更少的 RDL 層路由信號(hào)變得更加容易。
康寧正在探索400G 及以上的集成光學(xué)解決方案，集成電光玻璃基板將用于CPO工藝 圖源：corning Intel表示，玻璃基板更高的溫度耐受可使變形減少50％，便于更靈活地設(shè)置供電和信號(hào)傳輸規(guī)則，比如無(wú)縫嵌入光互連、電容、電感等器件。如今數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)壓力越來(lái)越大，對(duì)于降低功耗以及對(duì)光模塊封裝集成度需求在提升。CPO（共封裝光學(xué)）封裝載板所用到的核心技術(shù)TGV，相比之下玻璃基作為芯片封裝載板具備更優(yōu)的散熱性，其在大功率器件封裝和高算力數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用空間。
廈門(mén)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院于大全教授團(tuán)隊(duì)利用玻璃通孔和原子層沉積工藝制作的一款低損耗、高電容密度的三維電容器。圖源：IEEE Electron Device Letters 玻璃中介層的既定應(yīng)用領(lǐng)域之一是射頻封裝。它基于玻璃的特殊性能，例如低電損耗，特別是在高頻下。相對(duì)較高的剛度和調(diào)節(jié)熱膨脹系數(shù)的能力有利于控制玻璃芯基板和粘合疊層的翹曲。 晶圓級(jí)封裝是保證MEMS器件壽命和可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。TSV 技術(shù)經(jīng)常用于 MEMS 封裝。在使用玻璃作為封蓋晶圓來(lái)制造傳感器的情況下，可以利用玻璃通孔來(lái)提供穿過(guò)玻璃基板的垂直連接。一種利用整個(gè)玻璃面板或部分玻璃面板的新型封裝基板正在開(kāi)發(fā)中。這些類型的封裝基板在光子封裝、高性能計(jì)算和其他領(lǐng)域都有應(yīng)用。
玻璃基板系統(tǒng)級(jí)封裝原型 圖源：All About Circuits玻璃用作芯片嵌入的基板時(shí)，具有許多現(xiàn)有晶圓級(jí)扇出 (WLFO) 封裝技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。玻璃的光滑表面和高尺寸穩(wěn)定性使得即使在大型面板上也能實(shí)現(xiàn)類硅重分布層 (RDL) 布線和類 BEOL I/O，具有超高 I/O 和更低成本的無(wú)與倫比的組合。玻璃的 CTE 可以定制，從而可以直接連接到板上。與模塑料相比，玻璃還具有高電阻率、優(yōu)異的防潮性和高表面光滑度。 芯玻璃 新挑戰(zhàn) 玻璃基板的加工面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要是因?yàn)槠涓吣陀眯裕貏e是在通過(guò)玻璃通孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)2.5D或3D封裝的情況下。在玻璃基板上制造的通孔可以是盲孔或通孔。通孔可以制造成不同的直徑和形狀。還有其他重要參數(shù)，例如通孔的縱橫比和錐角�？v橫比是通孔直徑與通孔深度的關(guān)系。錐角是限定通孔開(kāi)口的角度。高速、高深寬比、側(cè)壁無(wú)缺陷和高密度、高產(chǎn)量是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于嚴(yán)格的精度和通孔尺寸要求，這個(gè)挑戰(zhàn)變得更加復(fù)雜。
圖源：LPKF 通孔的形成對(duì)于中介層至關(guān)重要。TGV 基板采用激光（激光燒蝕和激光誘導(dǎo)變性）和蝕刻技術(shù)相結(jié)合制造，激光對(duì)玻璃進(jìn)行了改性，削弱了預(yù)定區(qū)域的玻璃結(jié)構(gòu)。與周圍材料相比，這可以提高這些修改區(qū)域的蝕刻速率。這個(gè)過(guò)程稱為激光誘導(dǎo)蝕刻。目前激光改性技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用歐美日成熟度最高，國(guó)內(nèi)也有部分企業(yè)進(jìn)行此技術(shù)工藝的開(kāi)發(fā)，并在取得國(guó)際領(lǐng)先。
圖源：vitrion
圖源：Silex Microsystems TGV微裂紋改善是亟待提升的指標(biāo)。玻璃掩模各向同性濕法蝕刻不能制造縱橫比大于1的微觀特征。標(biāo)準(zhǔn)的玻璃激光鉆孔通常與低產(chǎn)量和隱藏的微裂紋以及熱引起的應(yīng)力相關(guān)，這可能導(dǎo)致成品率損失和/或?yàn)?zāi)難性故障。 與傳統(tǒng)鉆出的微孔相比， 玻璃通孔激光誘導(dǎo)蝕刻制造的玻璃通孔沒(méi)有微裂紋、碎裂和熱應(yīng)力，并且可以在玻璃上形成盲孔和通孔。除了其優(yōu)質(zhì)的 LIDE 處理的玻璃通孔刻痕外，還具有高精度和可重復(fù)性。除了一般有益特性外，激光誘導(dǎo)蝕刻技術(shù)還可以為玻璃中的通孔形成提供特定的優(yōu)勢(shì)，如下：
圖源：Ebinadk 同時(shí)，玻璃通孔金屬化也是很大的挑戰(zhàn)性，還有低成本的考慮。以下章節(jié)為您帶來(lái)了全球領(lǐng)先的TGV基板、技術(shù)與設(shè)備的綜合解決方案。 全球TGV基板、技術(shù)與設(shè)備 目前全球TGV市場(chǎng)份額高度集中，核心技術(shù)、高端產(chǎn)品仍掌握著國(guó)外先進(jìn)企業(yè)中。據(jù)News Channel Nebraska Central 2022年數(shù)據(jù)，美國(guó)是最大的玻璃通孔 (TGV) 晶圓市場(chǎng)，擁有約 46% 的市場(chǎng)份額。歐洲緊隨其后，約占25%的市場(chǎng)份額。在玻璃通孔（TGV）晶圓市場(chǎng)的主要參與者中，康寧保持了排名第一的位置�？祵幷紦�(jù)全球TGV晶圓產(chǎn)值市場(chǎng)份額的26%。算上康寧，在加上 LPKF、Samtec、Kiso Micro Co.LTD、Tecnisco等，全球前五名廠商占有率超過(guò)70%。
圖源：Corning 康寧是玻璃基板全球龍頭，172年來(lái)一直是玻璃行業(yè)的主要參與者。他們以其在特種玻璃、陶瓷和光學(xué)物理方面的專業(yè)知識(shí)而舉世聞名。熔融制程為康寧的專利創(chuàng)新技術(shù)核心,能為3D IC基板生產(chǎn)出表面極為純凈光滑又平坦且尺寸穩(wěn)定的玻璃基板。TGV孔徑20-100μm，縱橫比10：1。高品質(zhì)孔洞制程，能在100μm-700μm玻璃上制作通孔和盲孔，盲孔填滿金屬化用于100-300mm的玻璃晶圓，而通孔金屬化用于超500X500mm的玻璃面板。
圖源：Corning 康寧生產(chǎn)高純度熔融石英 (HPFS®)、超低膨脹玻璃 (ULE®) 和氟化物晶體等高品質(zhì)材料，這些材料針對(duì)最嚴(yán)酷的激光和輻射暴露水平下的傳輸和耐用性進(jìn)行了優(yōu)化，非常適合半導(dǎo)體的制造過(guò)程�？祵幖舛说木庸ず湾兡ぜ夹g(shù)可最大限度地延長(zhǎng)高透射、高反射或部分反射光學(xué)器件的光學(xué)器件壽命。康寧專注于高端、超精密涂層，并提供各種專有涂層設(shè)計(jì)，涵蓋從深紫外 (DUV) 到紅外 (IR) 的全光譜。精加工能力包括傳統(tǒng)拋光、專有的超級(jí)和豪華拋光、磁流變精加工和離子束蝕刻。 康寧的TGV玻璃晶圓廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健、消費(fèi)電子和通信等各個(gè)行業(yè)。 德國(guó)Schott（肖特）公司在特種玻璃、材料以及先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域擁有131年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。其廣泛面向半導(dǎo)體應(yīng)用的玻璃品類提供從極薄的30μm到0.5μm的厚度，擁有高透光率、卓越的機(jī)械性能/耐熱性/耐化學(xué)性、高射頻性能，非常適合于半導(dǎo)體行業(yè)的晶圓級(jí)封裝。面向晶圓品牌的HermeS是具有密封、實(shí)心玻璃通孔，玻璃晶圓基板可實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)芯片尺寸 (WLCSP) 的超小型化、全密封傳感器和 MEMS 器件。極細(xì)間距的通孔能夠可靠地傳導(dǎo)電信號(hào)和電力進(jìn)出 MEMS 器件。由于玻璃具有更高的電阻特性，延長(zhǎng)MEMS器件的長(zhǎng)期效率。卓越的 RF性能和光學(xué)透明度是進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，比陶瓷封裝小 80%，TGV可以直接連接到硅 MEMS。
HermeS® TGV 晶圓為MEMS設(shè)備提供封裝 圖源：Schott AGC是全球領(lǐng)先的玻璃供應(yīng)商，可以根據(jù)客戶要求的圖案在薄玻璃基板上制作通孔�？梢宰龅叫⌒突�，它使微布線具有優(yōu)異的平整度、形狀穩(wěn)定性以及玻璃的細(xì)通孔；通過(guò)玻璃的高絕緣性和低介電損耗角正切，可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異高頻特性的高速、大容量通信。最適合無(wú)堿玻璃且熱膨脹系數(shù)接近Si的半導(dǎo)體封裝以實(shí)現(xiàn)高可靠性。它可以支持晶圓以及面板尺寸的高生產(chǎn)率，這使得AGC玻璃在中介層用基板、3D玻璃IPD、MEMS、傳感器設(shè)備廣泛領(lǐng)域中使用。
圖源：AGC Mosaic Microsystems 是一家致力于微電子和光子封裝的TGV玻璃廠商。公司可在200μm玻璃上實(shí)現(xiàn)直徑≤35μm的定制TGV圖案、填充、過(guò)孔和金屬化。公司目前的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品集中在30μm的標(biāo)稱通孔直徑。標(biāo)準(zhǔn)玻璃包括含CTE匹配硅的無(wú)堿玻璃和高純度熔融石英玻璃產(chǎn)品，是滿足下一代半導(dǎo)體封裝、RF、MEMs和微流控需求的理想選擇。
圖源：Mosaic Microsystems Mosaic薄玻璃TGV解決方案的一大優(yōu)勢(shì)是能夠利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。由于Mosaic采用錐形通孔形狀，并結(jié)合到載體上，因此TGV非常適合利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PVD和電鍍操作，用于盲通孔形式的無(wú)空隙通孔填充。薄而堅(jiān)固的粘結(jié)層提供了在通孔底部實(shí)現(xiàn)良好平面性的條件，并且也非常適合于允許用于去除覆蓋層和平面化的標(biāo)準(zhǔn)CMP工藝。這導(dǎo)致高質(zhì)量、完全填充的通孔，為表面金屬化做好準(zhǔn)備。
圖源：LPKF LPKF 作為激光加工解決方案的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，LPKF研發(fā)的激光誘導(dǎo)深蝕刻技術(shù)(LIDE)是一項(xiàng)在微系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的新技術(shù)。終端客戶的需求及其業(yè)務(wù)模式也是隨著應(yīng)用變化而變化。LIDE生產(chǎn)制造系統(tǒng)用于半導(dǎo)體行業(yè),其中Vitrion M 5000 系統(tǒng)是現(xiàn)階段以及未來(lái)采用 LIDE 工藝的半導(dǎo)體封裝和應(yīng)用的生產(chǎn)系統(tǒng)解決方案。 高性能激光系統(tǒng)以無(wú)與倫比的精度和速度加工玻璃晶圓，并且不會(huì)對(duì)玻璃產(chǎn)生任何微裂隙：完美品質(zhì)的玻璃通孔、嵌入式玻璃晶圓、玻璃空腔蓋帽晶圓以及先進(jìn)封裝解決方案。 LPKF最新開(kāi)發(fā)的 TGV工藝將激光加工的精度與玻璃基材的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，兼容面板和晶圓，每秒可加工 5000個(gè)穿孔，可加工最大幅面為 510 mm x 510 mm 的玻璃面板或 18英寸的晶圓。目前 LPKF可以批量生產(chǎn)的最小孔徑為5μm, 使用的原材料是 50μm厚度的玻璃。
圖源：LPKF 日本印刷株式會(huì)社 (DNP) 開(kāi)發(fā)出針對(duì)下一代半導(dǎo)體封裝的玻璃芯基板 (GCS)。取代了傳統(tǒng)的樹(shù)脂基板（例如FC-BGA）。新開(kāi)發(fā)的GCS包括對(duì)玻璃正面和背面配置的精細(xì)金屬布線進(jìn)行電連接所需的TGV。新的專有制造方法增強(qiáng)了玻璃與金屬之間的粘合力，實(shí)現(xiàn)細(xì)間距和高可靠性�？v橫比為9+，并保持足夠的粘合質(zhì)量以配置精細(xì)布線。此外，DNP還正在推動(dòng)新開(kāi)發(fā)的保形型玻璃基板的可擴(kuò)展性，使其面板尺寸達(dá)到 510 x 515mm。
保形型玻璃基板的橫截面 圖源：DNP 德國(guó) Plan Optik合作開(kāi)發(fā)了一條高生產(chǎn)率的玻璃通孔（TGV）金屬化制造工藝鏈。這種被稱為VLIS（Volume Laser Induced Structuring）的新工藝能夠生產(chǎn)高精度TGV，用于玻璃晶圓或顯示器基板的先進(jìn)封裝�；搴穸瓤蓮�25μm-100μm起始，板級(jí)可大2200X3000mm。每分鐘可以批量蝕刻制備1萬(wàn)個(gè)通孔，所得到的通孔對(duì)孔精度優(yōu)于±2μm，并且基板沒(méi)有微裂紋，通孔內(nèi)壁光滑，可以均勻金屬化。銅中介層的最小孔距等于通孔直徑，銅層厚度從1µm開(kāi)始，非常適合高頻應(yīng)用，例如5G寬帶傳輸、雷達(dá)和成像傳感器、生物傳感器或波束控制網(wǎng)絡(luò)。Plan Optik目前擁有一條制造玻璃晶圓的現(xiàn)代化生產(chǎn)線，掌握了從晶圓切割和邊緣處理到結(jié)構(gòu)化和清潔再到金屬化的所有工藝步驟。
圖源：Plan Optik 4JET microtech是一家激光設(shè)備公司，新VLIS（體積激光誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)）工藝能夠制造高精度 TGV，用于玻璃/石英晶圓或顯示器基板的高級(jí)封裝。其選擇性蝕刻激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展為客戶帶來(lái)了重大進(jìn)步：速度比基于燒蝕的傳統(tǒng)機(jī)械或激光工藝更快�？讖叫≈� 20µm，靈活定位；清潔工藝，無(wú)遮蔽和碎片；可用于最大1500 x800mm 的基材，并與 Plan Optik AG 廣泛的工藝鏈相結(jié)合，為完全加工和金屬化 TGV 晶圓創(chuàng)建了世界領(lǐng)先的解決方案鏈。
圖源：4JET microtech Vitrion 是來(lái)自LPKF的子品牌，Vitrion 的激光誘導(dǎo)深蝕刻 ( LIDE) 技術(shù)能夠經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)技術(shù)玻璃中的深層微觀特征。都可以根據(jù)客戶的規(guī)格支持您生產(chǎn)帶有微孔的玻璃晶圓和面板，其大幅面板的制造能力可拓展到510x515mm。Vitrion LIDE特點(diǎn)是能夠以前所未有的高度經(jīng)濟(jì)的加工速度在薄玻璃中創(chuàng)建縱橫比 >10: 1的深層結(jié)構(gòu)。TGV 微孔玻璃晶圓玻璃厚度<0.9mm，最小微孔直徑10µm，位置精度±5µm。
圖源：vitrion Samtec是來(lái)自美國(guó)的電子互連解決方案商，擁有業(yè)界唯一經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的超高密度玻璃通孔 (TGV) 金屬化和氣密密封工藝。Samtec的玻璃通孔 (TGV) 支持玻璃核心技術(shù)（即玻璃中介層、智能玻璃基板和微結(jié)構(gòu)玻璃基板）。通孔直徑最小為40μm，通過(guò)位置精度為±5μm，總厚度變化TTV為15μm。支持TGV的玻璃基板允許將玻璃和金屬集成到單個(gè)晶圓中，而中介層則促進(jìn)更高效的封裝互連和制造周期時(shí)間。密封式 TGV 由高品質(zhì)硼硅酸鹽玻璃、熔融石英和藍(lán)寶石制成。通過(guò)使用高質(zhì)量的玻璃晶圓材料，結(jié)合先進(jìn)的互連技術(shù)（再分布層），Samtec 的玻璃核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種獨(dú)一無(wú)二的封裝產(chǎn)品。
圖源：Samtec WOP是全球的頂級(jí)飛秒激光微加工供應(yīng)商之一，在飛秒激光微加工方面的專業(yè)知識(shí)可以提供亞微米級(jí)別的超高精度結(jié)果，保證為半導(dǎo)體、傳感器、MEMS 或電子行業(yè)提供高效和創(chuàng)新的解決方案。其生產(chǎn)的TGV晶圓適用于微孔金屬化。最小微孔直徑可達(dá)10 µm，位置精度±3µm，縱橫比高達(dá)100:1，側(cè)壁RA < 0.08 µm，孔型有通孔（正圓或橢圓）、盲孔（正圓或橢圓）生產(chǎn)定制尺寸和設(shè)計(jì)的 TGV 微孔晶圓，適合使用任何金屬化工藝。提供高表面質(zhì)量的 TGV 玻璃晶圓，其緊密排列的通孔，在用于生產(chǎn)過(guò)程之前無(wú)需或只需最少的后處理。
圖源：WOP E&R（鈦昇科技）是一家先進(jìn)的激光創(chuàng)新提供商，多年來(lái)致力于將自主研發(fā)的加速光學(xué)解決方案（ACES）與先進(jìn)的激光技術(shù)相結(jié)合，為玻璃基板提供整體解決方案，包括TGV、激光玻璃拋光和多光束路徑激光切割玻璃解決方案。E&R的TGV工具全自動(dòng)機(jī)器可以處理尺寸高達(dá)600x600mm、厚度高達(dá)1,100um的玻璃面板，同時(shí)實(shí)現(xiàn)10:1的良好縱橫比。通孔直徑可控制在50um至200um，側(cè)壁無(wú)缺陷，蝕刻后粗糙度可達(dá)到≤1um。目前，E&R可以實(shí)現(xiàn)每秒 600 至 1,000 個(gè)通孔的隨機(jī)圖案布局，同時(shí)保持 5 um -3 sigma 的精度。
圖源：E&R 日本KOTO(江東電氣集團(tuán))是一家電鍍?cè)O(shè)備公司。針對(duì)濕法電鍍工藝可用于晶圓和面板�？捎贸叽纾壕A≤12"，面板≤500mmx500mm。濕法電鍍工藝不需要對(duì)玻璃表面進(jìn)行蝕刻，因此可以保持玻璃的光滑度并可以形成精細(xì)的圖案。濕式電鍍工藝能夠在各種 TGV 形狀上一次性形成金屬膜。即使在高縱橫比的TGV內(nèi)部也可以形成強(qiáng)導(dǎo)電膜，這是干法工藝難以實(shí)現(xiàn)的。由于濕法電鍍工藝不需要蝕刻，因此可以在玻璃管等特殊形狀材料的內(nèi)表面和/或外表面上形成導(dǎo)電和/或反射膜。
圖源：KOTO 針對(duì)酸性蝕刻難題（工藝選擇性低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高縱橫比并導(dǎo)致更高的錐角），RENA 提供基于堿性介質(zhì)的優(yōu)化高選擇性蝕刻工藝。RENA 蝕刻工藝可以保持非常高的選擇性并縮短工藝時(shí)間。其BatchGlass LF HTX 是一種用于玻璃基板的半自動(dòng)濕法加工工具。該工具可容納從小尺寸晶圓到 600 x 600 毫米大型面板的基板。在批量處理中，可以對(duì)最大 600 x 600 毫米的面板進(jìn)行蝕刻、清潔和干燥。在特殊條件下進(jìn)行蝕刻可以實(shí)現(xiàn)非常高的蝕刻選擇性。RENA 提供特殊的預(yù)清洗和后清洗程序，可對(duì)蝕刻基材進(jìn)行調(diào)節(jié)并在蝕刻后進(jìn)行強(qiáng)化清洗。
圖源：RENA Kiso Micro Co.LTD是一家來(lái)自日本的玻璃微加工公司，成立僅三年。公司現(xiàn)有石英玻璃基板上的細(xì)間距通孔形成和金屬填充技術(shù)，TGV的開(kāi)口直徑為40μm，TGV間距150μm，能夠達(dá)到無(wú)微裂紋的玻璃過(guò)孔、無(wú)空隙填充的玻璃過(guò)孔金屬、玻璃和金屬頂面的高平整度，適用于5G高頻段的低傳輸損耗基板、高密度倒裝芯片填充板、MEMS/傳感器基板。
噴砂+濕法腐蝕工藝制作過(guò)孔 圖源：Kiso Micro Co.LTD 3D Glass Solutions (3DGS)是一家微結(jié)構(gòu)零件制造商，利用半導(dǎo)體光刻技術(shù)獲得專利的 APEX®Glass ,通過(guò)提供制造工藝來(lái)創(chuàng)建具有行業(yè)領(lǐng)先的電氣再分配能力的小型、密集封裝通孔陣列，從而克服了與傳統(tǒng)封裝材料相關(guān)的許多限制利用非機(jī)械化學(xué)蝕刻來(lái)實(shí)現(xiàn)TGV質(zhì)量，最大限度地減少激光燒蝕和超聲波銑削在工藝中引入的問(wèn)題，例如結(jié)構(gòu)完整性。縱橫比高達(dá) 10:1。玻璃通孔直徑小至 30 µm，邊到邊間距小至 10 µm,在無(wú)源元件設(shè)計(jì)中使用空氣可以在高頻（>1 GHz）下實(shí)現(xiàn)非常高性能。APEX® Glass 可在單一材料平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)最高水平的系統(tǒng)集成，客戶可以將傳感器、MEMS、邏輯、存儲(chǔ)器和無(wú)源器件集成到單一電子封裝中。
圖源：3DGS TECNISCO是精密部件加工服務(wù)提供商�，F(xiàn)有技術(shù)Cross Edge®是一種產(chǎn)品制造過(guò)程中兩種或多種不同工藝的組合，如切削、刨削、拋光、金屬化和接合，應(yīng)用在TGV三維晶圓級(jí)封裝 (WLP) 使其成為半導(dǎo)體小型化的理想選擇，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格下最小厚度為300μm，最小通孔直徑150μmm，最大縱橫比5:1。
圖源：Tecnisco Fraunhofer IZM 開(kāi)發(fā)了一種 TGV Cu-ECD 工藝來(lái)生成氣密填充通孔，這是一種低成本工藝，無(wú)需 CMP 和研磨步驟。所有工藝均使用適用于 200/300 mm 晶圓的領(lǐng)先的、行業(yè)兼容的工藝設(shè)備進(jìn)行。300 µm 厚的玻璃基板中的通孔直徑小至 50 µm，通過(guò)金屬化實(shí)現(xiàn)低應(yīng)力保形，采用高深寬比晶種層濺射的 SAP 金屬化或安美特化學(xué)鍍銅金屬化，密封通孔金屬化（經(jīng)過(guò)氦泄漏測(cè)試）。
圖源：Fraunhofer IZM 對(duì)于玻璃中介層的金屬化， 作為薄膜技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者 Evatec 推出 CLUSTERLINE® 200 及其 HIPIMS 工藝腔體可實(shí)現(xiàn) TGV 的金屬化和其他具有高深寬比的材料特性。系統(tǒng)配備了用于襯底預(yù)處理的 ICP 刻蝕模塊和用于鈦和銅膜沉積的兩個(gè) HIPIMS（高功率脈沖磁控濺射）腔體，還集成了脫氣和冷卻模塊。根據(jù)不同的要求加工具有不同通孔形狀的通孔或盲孔的玻璃晶圓，并可以有效降低成本。
圖源：Evatec 中國(guó)大陸TGV進(jìn)展 廈門(mén)云天半導(dǎo)體以創(chuàng)新微系統(tǒng)集成技術(shù)推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展為公司使命，公司成功開(kāi)發(fā)了先進(jìn)TGV激光刻蝕技術(shù)，面向應(yīng)用MEMS、Fluidic、PCR、Inkjet、CPO�；诓ＡС煽桌碚撗芯亢凸こ虒�(shí)踐，公司可以在50~500um厚的玻璃上形成孔徑7um的玻璃通孔/盲孔，通孔可以做到深寬比70:1，錐度可達(dá)90°，具有較好的表面和孔內(nèi)粗糙度、孔型圓度。
圖源：廈門(mén)云天 廈門(mén)云天半導(dǎo)體TGV技術(shù)無(wú)需制作絕緣層，降低了工藝復(fù)雜度和加工成本，是理想的三維集成解決方案。在TGV轉(zhuǎn)接板方面，深寬比達(dá)到10:1，最細(xì)線寬為1.5um，轉(zhuǎn)接板面積達(dá)2700mm²，提供埋入模塑料和嵌入玻璃的晶圓級(jí)扇出封裝，可滿足射頻、光通訊、毫米波等領(lǐng)域應(yīng)用（頻率覆蓋24GHz、44GHz、77GHz、94GHz以及3D AiP技術(shù)），已經(jīng)入小批量生產(chǎn)階段，可定制化系統(tǒng)集成需求。廈門(mén)云天在TGV方面開(kāi)發(fā)了3D IPD，毫米波天線技術(shù)，性能可靠性通過(guò)客戶認(rèn)證，開(kāi)始批量生產(chǎn)。 沃格光電是國(guó)內(nèi)玻璃基領(lǐng)先企業(yè)。是國(guó)內(nèi)少數(shù)掌握TGV技術(shù)的廠家之一，具備行業(yè)領(lǐng)先的玻璃薄化、TGV、濺射銅（鍍銅銅厚可達(dá)7μm）以及微電路圖形化技術(shù)，擁有玻璃基巨量微米級(jí)通孔的能力，最小孔徑可至10μm，厚度最薄50μm，線寬線距小至8μm。公司在芯片板級(jí)封裝載板領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)布局，已攻克封裝載板技術(shù)難點(diǎn)，目前部分產(chǎn)品已通過(guò)客戶驗(yàn)證開(kāi)始小批量生產(chǎn)。TGV技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用主要涉及AI算力（2.5D/3D先進(jìn)封裝）、射頻、光通訊、系統(tǒng)級(jí)玻璃基封裝載板、Mini/Micro LED玻璃基封裝載板、微流控等。
圖源：沃格光電 湖北通格微是沃格光電與湖北天門(mén)高新投資開(kāi)發(fā)集團(tuán)共同出資設(shè)立，并投資建設(shè)年產(chǎn)100萬(wàn)平米芯片板級(jí)封裝載板產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，該項(xiàng)目將充分利用沃格光電玻璃薄化、TGV、濺射銅以及微電路圖形化技術(shù)。預(yù)計(jì)2023年底形成年產(chǎn)百萬(wàn)平米的規(guī)模產(chǎn)能，規(guī)劃總產(chǎn)能500萬(wàn)平方米。 成都邁科是電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，其核心技術(shù)TGV3.0率先突破超高深徑比通孔技術(shù)難題(最小通孔<7μm，縱橫比＞50:1)和開(kāi)發(fā)的適用于深孔填充的電鍍液和無(wú)空洞的深孔實(shí)心金屬化技術(shù)。公司在東莞松山湖建立TGV基板與三維集成封裝中試線，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能約7萬(wàn)片，年產(chǎn)值可達(dá)2至3億元。并參與組建“集成電路與半導(dǎo)體特色工藝戰(zhàn)略科學(xué)家團(tuán)隊(duì)”，成為國(guó)內(nèi)具有顯著特色和優(yōu)勢(shì)的TGV研發(fā)與生產(chǎn)基地。邁科科技已形成TGV工藝服務(wù)、3D玻璃和TGV特色工藝裝備體系，主要應(yīng)用在先進(jìn)三維系統(tǒng)封裝、高Q微波/THz器件、光學(xué)/射頻MEMS、微流控芯片等領(lǐng)域，已經(jīng)為中國(guó)電科、肖特玻璃、華為、康佳光電、京東方等龍頭企業(yè)供貨。
圖源：成都邁科 三疊紀(jì)（廣東）科技有限公司是成都邁科全資子公司，立足后摩爾時(shí)代三維集成微系統(tǒng)關(guān)鍵材料與集成技術(shù)TGV3.0，首次突破亞10μm通孔和填充，被鑒定為“整體國(guó)際先進(jìn)，其中通孔尺寸、孔密度和深徑比國(guó)際領(lǐng)先”，已在三維封裝、無(wú)源集成器件和3D微結(jié)構(gòu)玻璃等方面推廣應(yīng)用。 五方光電是國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的光學(xué)濾光片制造商之一，已具備TGV產(chǎn)品批量交付能力，已導(dǎo)入全自動(dòng)超短脈沖飛秒激光設(shè)備，搭配全自動(dòng)高精度腐蝕清洗線使用，可加工晶圓尺寸覆蓋4”、6”、8”等，具備石英、硼硅、鋁硅、鈉鈣等不同玻璃基材的加工能力。同時(shí)在玻璃晶圓成孔圓度、正反面同心度、通孔錐度、通孔間距、最大深寬比、通孔尺寸公差、通孔內(nèi)微裂紋、微孔一致性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。 賽微電子是全球領(lǐng)先的MEMS芯片專業(yè)制造,公司旗下代工廠掌握了國(guó)際領(lǐng)先的玻璃通孔MetVia®TGV ，在先進(jìn)的三維集成電路中實(shí)現(xiàn)多層芯片之間的互聯(lián)，能夠在三維方向使得堆疊度最大而外形尺寸最小，提升芯片速度和低功耗性能。 大族半導(dǎo)體擁有多年對(duì)玻璃的超快激光精密加工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合飛秒激光電子動(dòng)態(tài)調(diào)控基本原理與技術(shù)，大族半導(dǎo)體成功研制出激光誘導(dǎo)蝕刻快速成型技術(shù)（LIERP），驗(yàn)證解決了在深徑比(基板厚度/孔徑)大的基材上加工微孔的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)各種尺寸盲孔、異形孔、圓錐孔制備。并率先在國(guó)內(nèi)客戶驗(yàn)證并成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
圖源：大族半導(dǎo)體 帝爾激光是激光加工綜合解決方案商，擁有TGV激光微孔設(shè)備通過(guò)精密控制系統(tǒng)及激光改質(zhì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)的玻璃基板進(jìn)行微孔、微槽加工，為后續(xù)的金屬化工藝實(shí)現(xiàn)提供條件，應(yīng)用在半導(dǎo)體芯片封裝、顯示芯片封裝等。同時(shí)支持石英、硼硅、鈉鈣、鋁硅等多種不同玻璃材質(zhì)，可根據(jù)需求在基板上實(shí)現(xiàn)圓孔、方孔、埋孔、通孔以及微槽等多形態(tài)工藝。徑深比高達(dá)50:1，最小孔徑≤10µm。
圖源：帝爾激光 蘇州甫一電子采用高精度微孔加工技術(shù)與復(fù)合電鑄技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn) TGV 轉(zhuǎn)接板的高良率加工，可實(shí)現(xiàn)電子器件的高密度、小型化封裝。其TGV采用精密機(jī)械加工和半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行玻璃材質(zhì)的微納孔及微納米通道制備深寬比為20:1，基板厚度從200μm，布線厚度10-20μm。
圖源：甫一電子 藍(lán)特光學(xué)是精密光學(xué)綜合解決方案，主要產(chǎn)品包括精密光學(xué)器件、光學(xué)鏡頭和光學(xué)系統(tǒng)。率先對(duì)TGV項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化，面向半導(dǎo)體三維封裝的通孔晶圓（TGV）可實(shí)現(xiàn)通孔間距50-150μm，最小孔徑20μm，最大深寬比10:1。
圖源：藍(lán)特光學(xué) 蘇州森丸電子是一家半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù)開(kāi)發(fā)與服務(wù)的高科技企業(yè)。公司目前具備全套高深寬比（10:1）填孔工藝及研發(fā)能力，包括激光改性、濕法開(kāi)孔、高覆蓋率種子層濺射、通/盲孔金屬填充、CMP平坦化等核心技術(shù)。森丸團(tuán)隊(duì)采用激光改性加濕法化學(xué)工藝完成高效快速、高密度間距、小尺寸無(wú)損傷成孔。森丸電子技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷試錯(cuò)并積累大量DOE驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)石英玻璃晶圓、普通高硼硅玻璃晶圓，在玻璃晶圓成孔圓度、點(diǎn)間距位置公差精度、孔內(nèi)壁粗糙度、孔徑比、孔內(nèi)微裂紋、爆震、巨量微孔一致性等問(wèn)題方面展開(kāi)深入研究并取得重大突破。
圖源：蘇州森丸電子 來(lái)源：文章來(lái)源于未來(lái)半導(dǎo)體，作者齊道長(zhǎng) 注：文內(nèi)信息僅為提供分享交流渠道，不代表本公眾號(hào)觀點(diǎn) |
