玻璃通孔(TGV)工艺技术的应用

人工智能对高性能、可持续计算和网络硅片的需求无疑增加了研发投入，加快了半导体技术的创新步伐。随着摩尔定律在芯片层面的放缓，人们希望在 ASIC 封装内封装尽可能多的芯片，并在封装层面获得摩尔定律的好处。

承载多个芯片的 ASIC 封装通常由有机基板组成。有机基板由树脂（主要是玻璃增强环氧层压板）或塑料制成。根据封装技术，芯片要么直接安装在基板上，要么在它们之间有另一层硅中介层，以实现芯片之间的高速连接。有时在基板内嵌入互连桥而不是中介层来提供这种高速连接。

有机基板的问题在于它们容易出现翘曲问题，尤其是在芯片密度较高的较大封装尺寸中。这限制了封装内可封装的芯片数量。

在此领域，玻璃通孔 (TGV) 是玻璃芯基板的支柱之一。TGV 为更紧凑、更强大的设备铺平了道路，有助于提高层间连接密度。这些通孔有助于提高高速电路的信号完整性。连接之间的距离减小可减少信号损失和干扰，从而提高整体性能。TGV 的集成可以通过消除对单独互连层的需求来简化制造流程。然而，尽管 TGV 具有诸多优势，但它也面临许多挑战。由于制造过程的复杂性，TGV 更容易出现可能导致产品故障的缺陷。

同时，根据势银芯链了解，玻璃基板以及TGV技术通常意味着比其他解决方案更高的生产成本。对专用设备的需求加上缺陷风险可能会导致生产费用增加。TGV技术可以简单的分为成孔技术、填孔技术以及高密度布线技术。

玻璃通孔(TGV)和硅通孔（TSV）工艺技术相比，玻璃通孔(TGV)的优势主要体现在以下几个方面：

1、优良的高频电学特性。玻璃材料是一种绝缘体材料，介电常数只有硅材料的1/3左右，损耗因子比硅材料低2-3个数量级，使得衬底损耗和寄生效应大大减小，保证了传输信号的完整性；

2、大尺寸超薄玻璃衬底易于获取。Corning、Asahi以及SCHOTT等玻璃厂商可以提供超大尺寸（>2m × 2m）和超薄（<50µm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料。

3、低成本。受益于大尺寸超薄面板玻璃易于获取，以及不需要沉积绝缘层，玻璃转接板的制作成本大约只有硅基转接板的1/8；

4、工艺流程简单。不需要在衬底表面及玻璃通孔(TGV)内壁沉积绝缘层，且超薄转接板中不需要减薄；

5、机械稳定性强。即便当转接板厚度小于100µm时，翘曲依然较小；

6、应用领域广泛。是一种应用于晶圆级封装领域的新兴纵向互连技术，为实现芯片-芯片之间距离最短、间距最小的互联提供了一种新型技术途径，具有优良的电学、热学、力学性能，在射频芯片、高端MEMS传感器、高密度系统集成等领域具有独特优势，是下一代5G、6G高频芯片3D封装的首选之一。