5.9萬
先進封裝在半導體產(chǎn)業(yè)的比重穩(wěn)步提升，其發(fā)展與通孔互連技術的演進和加工精度的提高息息相關。在高密度、高集成度先進電子系統(tǒng)時代，實現(xiàn)高性能 SiP 和 AiP 應用的中介層和基板至關重要。
玻璃通孔?(TGV)為具有挑戰(zhàn)性且昂貴的硅技術提供了一種成本更低、損耗更低的替代方案。面向未來，TGV基板將在3D集成半導體封裝廣泛應用。TGV將助力英特爾超越Intel 18A制程節(jié)點，達成2030年之前在單一封裝中提供1萬億個晶體管的宏愿。
本篇文章為您介紹了TGV技術的性能優(yōu)勢、應用場景、技術挑戰(zhàn)以及全球范圍內最新的突破性商用方案。本文超過10000字，閱讀需要3600秒。您可以直接劃到文章下半，看國內TGV進展。如果覺得對您業(yè)務有用，請夾個雞腿給道長。
什么是玻璃通孔（TGV）
TGV，Through Glass Via，是穿過玻璃基板的垂直電氣互連。與TSV（Through Silicon Via）相對應，作為一種可能替代硅基板的材料被認為是下一代三維集成的關鍵技術。
TGV 以高品質硼硅玻璃、石英玻璃為基材，通過種子層濺射、電鍍填充、化學機械平坦化、RDL再布線，bump工藝引出實現(xiàn)3D互聯(lián)。TGV是直徑通常為10μm-100μm的微通孔。對于先進封裝領域的各種應用，每片晶圓上通常需要應用數(shù)萬個TGV通孔并對其進行金屬化，以獲得所需要的導電性。
玻璃芯技術路線 圖源:蘇州森丸電子技術有限公司
與硅基板相比：玻璃通孔互連技術具有優(yōu)良的高頻電學特性、大尺寸超薄玻璃基板成本低、工藝流程簡單、機械穩(wěn)定性強等優(yōu)勢。可應用于2.5D/3D晶圓級封裝、芯片堆疊、MEMS傳感器和半導體器件的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?；诖?，玻璃通孔三維互連技術成為當前先進封裝的研究熱點。
光學：高透明度、低熒光；
化學和機械：高耐化學性和化學惰性、各向同性、良好的機械穩(wěn)定性、低熱膨脹、熱膨脹系數(shù)可調；
電氣：完美的隔離器、低插入損耗、光滑的表面可實現(xiàn)細線光刻；
厚度減少，性能密度提升，成本和功耗降低。英特爾稱，其玻璃基板技術能夠將單個封裝中的芯片區(qū)域增加50%，從而可以塞進更多的Chiplet；與ABF塑料相比，它的厚度可以減少一半左右，減薄可以提高信號傳輸速度和功率效率；
成分可變：從而可以根據(jù)特定應用定制玻璃特性；
板級定制：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的高質量基材。為應這些挑戰(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）和超薄（<50μm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料。
英特爾一直是玻璃基板領域的探索引領者，以實現(xiàn)更強大的算力獲得規(guī)模最大、利潤最高的產(chǎn)品。2023年9月18日，英特爾推出基于下一代先進封裝的玻璃基板開發(fā)的最先進處理器，通孔節(jié)距75μm，計劃于2026~2030年量產(chǎn)。并稱該成果將重新定義芯片封裝的邊界，能夠為數(shù)據(jù)中心、人工智能和圖形構建提供改變游戲規(guī)則的解決方案，推動摩爾定律進步。此外，英特爾研發(fā)的共同封裝光學元件技術（CPO） ，可通過玻璃基板設計，利用光學傳輸?shù)姆绞皆黾有盘枴?/p>
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)界對玻璃通孔（TGV）技術及基板性能的極大興趣和未來憧憬。
今后，英特爾將生產(chǎn)面向數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)級封裝（SiP），具有數(shù)十個小瓦片（tile），功耗可能高達數(shù)千瓦，且需要非常密集的Chiplet互連，同時確保整個封裝在生產(chǎn)過程中或使用過程中不會因熱量而彎曲。而未來數(shù)年硅基板將難以勝任這些挑戰(zhàn)任務。英特爾預計，玻璃基板具有卓越的機械、物理和光學特性，使該公司能夠構建更高性能的多芯片SiP，在芯片上多放置50%的裸片。特別是，英特爾預計玻璃基板能夠實現(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到全面制造的服務的公司。通過先進TGV形成工藝能夠解決 HPFS 等半導體級玻璃的形成問題以及 HPC、MEMS和光子學等應用 圖源：3DGS
為了彌合機械和電氣之間的差距，英特爾能夠在玻璃通孔（TGV）上實現(xiàn)更緊密的間距，從而通過基板本身傳輸信號，從而允許整體上有更多數(shù)量的通孔。英特爾報告稱，他們能夠將 TGV 的間距控制在100μm以內，從而將TGV密度提高10倍。所有這些最終使得通過基板核心路由信號變得更加靈活，并且在某種程度上使得使用更少的 RDL 層路由信號變得更加容易。
Intel表示，玻璃基板更高的溫度耐受可使變形減少50％，便于更靈活地設置供電和信號傳輸規(guī)則，比如無縫嵌入光互連、電容、電感等器件。如今數(shù)據(jù)中心的業(yè)務壓力越來越大，對于降低功耗以及對光模塊封裝集成度需求在提升。CPO（共封裝光學）封裝載板所用到的核心技術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)中心服務器等領域具有一定的應用空間。
射頻和模擬/混合電路芯片集成化發(fā)展中，對高性能無源器件的需求在急速增加，耦合阻抗匹配電路對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景的高電容密度和高集成化，但基板帶來的損耗和深硅刻蝕工藝成本也為業(yè)界考量。玻璃基板TGV技術作為代替方案成為熱門研究話題：其優(yōu)異的絕緣性、可調節(jié)的熱膨脹系數(shù)(CTE)、面板級尺寸的可用性和出色的高頻電性能而成為集成無源器件的理想基板。
玻璃中介層的既定應用領域之一是射頻封裝。它基于玻璃的特殊性能，例如低電損耗，特別是在高頻下。相對較高的剛度和調節(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。
晶圓級封裝是保證MEMS器件壽命和可靠性的關鍵技術。TSV 技術經(jīng)常用于 MEMS 封裝。在使用玻璃作為封蓋晶圓來制造傳感器的情況下，可以利用玻璃通孔來提供穿過玻璃基板的垂直連接。一種利用整個玻璃面板或部分玻璃面板的新型封裝基板正在開發(fā)中。這些類型的封裝基板在光子封裝、高性能計算和其他領域都有應用。
玻璃用作芯片嵌入的基板時，具有許多現(xiàn)有晶圓級扇出 (WLFO) 封裝技術所沒有的優(yōu)點。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)，主要是因為其高耐用性，特別是在通過玻璃通孔技術實現(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系。錐角是限定通孔開口的角度。高速、高深寬比、側壁無缺陷和高密度、高產(chǎn)量是一個挑戰(zhàn)。由于嚴格的精度和通孔尺寸要求，這個挑戰(zhàn)變得更加復雜。
通孔的形成對于中介層至關重要。TGV 基板采用激光（激光燒蝕和激光誘導變性）和蝕刻技術相結合制造，激光對玻璃進行了改性，削弱了預定區(qū)域的玻璃結構。與周圍材料相比，這可以提高這些修改區(qū)域的蝕刻速率。這個過程稱為激光誘導蝕刻。目前激光改性技術的開發(fā)應用歐美日成熟度最高，國內也有部分企業(yè)進行此技術工藝的開發(fā)，并在取得國際領先。
TGV微裂紋改善是亟待提升的指標。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。標準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力相關，這可能導致成品率損失和/或災難性故障。
與傳統(tǒng)鉆出的微孔相比， 玻璃通孔激光誘導蝕刻制造的玻璃通孔沒有微裂紋、碎裂和熱應力，并且可以在玻璃上形成盲孔和通孔。除了其優(yōu)質的 LIDE 處理的玻璃通孔刻痕外，還具有高精度和可重復性。除了一般有益特性外，激光誘導蝕刻技術還可以為玻璃中的通孔形成提供特定的優(yōu)勢，如下：
通孔直徑：最小通孔直徑為10μm。通常，一個基板上的所有微孔都具有相同的直徑。通過多次蝕刻可以得到不同的直徑。
縱橫比/深寬比：先進的激光加工和蝕刻技術能夠創(chuàng)建非常高的縱橫比。典型的通孔直徑為 20-100μm，通常長寬比在 10: 1范圍內，但根據(jù)玻璃類型，長寬比也可以高達50:1、70:1甚至100:1。
側壁：生成的微孔側壁光滑、無裂紋、無碎屑、無應力，可實現(xiàn)可靠的金屬化，錐角在0.1°-30°之間。典型的側壁粗糙度Ra≤0.08μm。
通孔形狀：制造的微孔通常呈沙漏形狀，通過限制蝕刻僅在先前改性的玻璃的一側進行，可以形成 V 形微孔。
同時，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)為您帶來了全球領先的TGV基板、技術與設備的綜合解決方案。
全球TGV基板、技術與設備
目前全球TGV市場份額高度集中，核心技術、高端產(chǎn)品仍掌握著國外先進企業(yè)中。據(jù)News Channel Nebraska Central 2022年數(shù)據(jù)，美國是最大的玻璃通孔 (TGV) 晶圓市場，擁有約 46% 的市場份額。歐洲緊隨其后，約占25%的市場份額。在玻璃通孔（TGV）晶圓市場的主要參與者中，康寧保持了排名第一的位置。康寧占據(jù)全球TGV晶圓產(chǎn)值市場份額的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70%。
康寧是玻璃基板全球龍頭，172年來一直是玻璃行業(yè)的主要參與者。他們以其在特種玻璃、陶瓷和光學物理方面的專業(yè)知識而舉世聞名。熔融制程為康寧的專利創(chuàng)新技術核心,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。
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材料，這些材料針對最嚴酷的激光和輻射暴露水平下的傳輸和耐用性進行了優(yōu)化，非常適合半導體的制造過程?？祵幖舛说木庸ず湾兡ぜ夹g可最大限度地延長高透射、高反射或部分反射光學器件的光學器件壽命?？祵帉Ｗ⒂诟叨?、超精密涂層，并提供各種專有涂層設計，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玻璃晶圓廣泛應用于醫(yī)療保健、消費電子和通信等各個行業(yè)。
德國Schott（肖特）公司在特種玻璃、材料以及先進技術領域擁有131年的行業(yè)經(jīng)驗。其廣泛面向半導體應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、卓越的機械性能/耐熱性/耐化學性、高射頻性能，非常適合于半導體行業(yè)的晶圓級封裝。面向晶圓品牌的HermeS是具有密封、實心玻璃通孔，玻璃晶圓基板可實現(xiàn)晶圓級芯片尺寸 (WLCSP) 的超小型化、全密封傳感器和 MEMS 器件。極細間距的通孔能夠可靠地傳導電信號和電力進出 MEMS 器件。由于玻璃具有更高的電阻特性，延長MEMS器件的長期效率。卓越的 RF性能和光學透明度是進一步的優(yōu)勢，比陶瓷封裝小 80%，TGV可以直接連接到硅 MEMS。
AGC是全球領先的玻璃供應商，可以根據(jù)客戶要求的圖案在薄玻璃基板上制作通孔。可以做到小型化，它使微布線具有優(yōu)異的平整度、形狀穩(wěn)定性以及玻璃的細通孔；通過玻璃的高絕緣性和低介電損耗角正切，可以實現(xiàn)具有優(yōu)異高頻特性的高速、大容量通信。最適合無堿玻璃且熱膨脹系數(shù)接近Si的半導體封裝以實現(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、傳感器設備廣泛領域中使用。
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玻璃上實現(xiàn)直徑≤35μm的定制TGV圖案、填充、過孔和金屬化。公司目前的標準產(chǎn)品集中在30μm的標稱通孔直徑。標準玻璃包括含CTE匹配硅的無堿玻璃和高純度熔融石英玻璃產(chǎn)品，是滿足下一代半導體封裝、RF、MEMs和微流控需求的理想選擇。
Mosaic薄玻璃TGV解決方案的一大優(yōu)勢是能夠利用行業(yè)標準設備。由于Mosaic采用錐形通孔形狀，并結合到載體上，因此TGV非常適合利用工業(yè)標準PVD和電鍍操作，用于盲通孔形式的無空隙通孔填充。薄而堅固的粘結層提供了在通孔底部實現(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準CMP工藝。這導致高質量、完全填充的通孔，為表面金屬化做好準備。
LPKF?作為激光加工解決方案的行業(yè)領導者，LPKF研發(fā)的激光誘導深蝕刻技術(LIDE)是一項在微系統(tǒng)中廣泛應用的新技術。終端客戶的需求及其業(yè)務模式也是隨著應用變化而變化。LIDE生產(chǎn)制造系統(tǒng)用于半導體行業(yè),其中Vitrion S 5000 系統(tǒng)是現(xiàn)階段以及未來采用 LIDE 工藝的半導體封裝和應用的生產(chǎn)系統(tǒng)解決方案。?高性能激光系統(tǒng)以無與倫比的精度和速度加工玻璃晶圓，并且不會對玻璃產(chǎn)生任何微裂隙：完美品質的玻璃通孔、嵌入式玻璃晶圓、玻璃空腔蓋帽晶圓以及先進封裝解決方案。
LPKF最新開發(fā)的?TGV工藝將激光加工的精度與玻璃基材的優(yōu)勢結合在一起，兼容面板和晶圓，每秒可加工?5000個穿孔，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。
日本印刷株式會社 (DNP) 開發(fā)出針對下一代半導體封裝的玻璃芯基板 (GCS)。取代了傳統(tǒng)的樹脂基板（例如FC-BGA）。新開發(fā)的GCS包括對玻璃正面和背面配置的精細金屬布線進行電連接所需的TGV。新的專有制造方法增強了玻璃與金屬之間的粘合力，實現(xiàn)細間距和高可靠性?？v橫比為9+，并保持足夠的粘合質量以配置精細布線。此外，DNP還正在推動新開發(fā)的保形型玻璃基板的可擴展性，使其面板尺寸達到 510 x 515mm。
德國 Plan Optik合作開發(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封裝?；搴穸瓤蓮?5μm-100μm起始，板級可大2200X3000mm。每分鐘可以批量蝕刻制備1萬個通孔，所得到的通孔對孔精度優(yōu)于±2μm，并且基板沒有微裂紋，通孔內壁光滑，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開始，非常適合高頻應用，例如5G寬帶傳輸、雷達和成像傳感器、生物傳感器或波束控制網(wǎng)絡。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構化和清潔再到金屬化的所有工藝步驟。
4JET microtech是一家激光設備公司，新VLIS（體積激光誘導結構）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封裝。其選擇性蝕刻激光技術的進一步發(fā)展為客戶帶來了重大進步：速度比基于燒蝕的傳統(tǒng)機械或激光工藝更快?？讖叫≈?20μm，靈活定位；清潔工藝，無遮蔽和碎片；可用于最大1500 x800mm 的基材，并與 Plan Optik AG 廣泛的工藝鏈相結合，為完全加工和金屬化 TGV 晶圓創(chuàng)建了世界領先的解決方案鏈。
Vitrion?是來自中國寶島的TGV制造商，Vitrion?的激光誘導深蝕刻 (?LIDE) 技術能夠經(jīng)濟地生產(chǎn)技術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特點是能夠以前所未有的高度經(jīng)濟的加工速度在薄玻璃中創(chuàng)建縱橫比 >10: 1的深層結構。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是來自美國的電子互連解決方案商，擁有業(yè)界唯一經(jīng)過驗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（即玻璃中介層、智能玻璃基板和微結構玻璃基板）。通孔直徑最小為40μm，通過位置精度為±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晶圓中，而中介層則促進更高效的封裝互連和制造周期時間。密封式 TGV 由高品質硼硅酸鹽玻璃、熔融石英和藍寶石制成。通過使用高質量的玻璃晶圓材料，結合先進的互連技術（再分布層），Samtec 的玻璃核心技術實現(xiàn)了一種獨一無二的封裝產(chǎn)品。
圖源：Samtec
WOP是全球的頂級飛秒激光微加工供應商之一，在飛秒激光微加工方面的專業(yè)知識可以提供亞微米級別的超高精度結果，保證為半導體、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10 μm，位置精度±3μm，縱橫比高達100:1，側壁RA < 0.08 μm，孔型有通孔（正圓或橢圓）、盲孔（正圓或橢圓）生產(chǎn)定制尺寸和設計的 TGV 微孔晶圓，適合使用任何金屬化工藝。提供高表面質量的 TGV 玻璃晶圓，其緊密排列的通孔，在用于生產(chǎn)過程之前無需或只需最少的后處理。
圖源：WOP
E&R（鈦昇科技）是一家先進的激光創(chuàng)新提供商，多年來致力于將自主研發(fā)的加速光學解決方案（ACES）與先進的激光技術相結合，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工具全自動機器可以處理尺寸高達600x600mm、厚度高達1,100um的玻璃面板，同時實現(xiàn)10:1的良好縱橫比。通孔直徑可控制在50um至200um，側壁無缺陷，蝕刻后粗糙度可達到≤1um。目前，E&R可以實現(xiàn)每秒 600 至 1,000 個通孔的隨機圖案布局，同時保持 5 um -3 sigma 的精度。
日本KOTO(江東電氣集團)是一家電鍍設備公司。針對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玻璃表面進行蝕刻，因此可以保持玻璃的光滑度并可以形成精細的圖案。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內部也可以形成強導電膜，這是干法工藝難以實現(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表面和/或外表面上形成導電和/或反射膜。
針對酸性蝕刻難題（工藝選擇性低，無法實現(xiàn)高縱橫比并導致更高的錐角），RENA 提供基于堿性介質的優(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間。其BatchGlass LF HTX 是一種用于玻璃基板的半自動濕法加工工具。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，可以對最大 600 x 600 毫米的面板進行蝕刻、清潔和干燥。在特殊條件下進行蝕刻可以實現(xiàn)非常高的蝕刻選擇性。RENA 提供特殊的預清洗和后清洗程序，可對蝕刻基材進行調節(jié)并在蝕刻后進行強化清洗。
Kiso Micro Co.LTD是一家來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間距通孔形成和金屬填充技術，TGV的開口直徑為40μm，TGV間距150μm，能夠達到無微裂紋的玻璃過孔、無空隙填充的玻璃過孔金屬、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孔 圖源：Kiso Micro Co.LTD
3D Glass Solutions (3DGS)是一家微結構零件制造商，利用半導體光刻技術獲得專利的 APEX?Glass ,通過提供制造工藝來創(chuàng)建具有行業(yè)領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)封裝材料相關的許多限制利用非機械化學蝕刻來實現(xiàn)TGV質量，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題，例如結構完整性?？v橫比高達 10:1。玻璃通孔直徑小至 30 μm，邊到邊間距小至 10 μm,在無源元件設計中使用空氣可以在高頻（>1 GHz）下實現(xiàn)非常高性能。APEX? Glass 可在單一材料平臺上實現(xiàn)最高水平的系統(tǒng)集成，客戶可以將傳感器、MEMS、邏輯、存儲器和無源器件集成到單一電子封裝中。
TECNISCO是精密部件加工服務提供商?，F(xiàn)有技術Cross Edge?是一種產(chǎn)品制造過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，應用在TGV三維晶圓級封裝 (WLP) 使其成為半導體小型化的理想選擇，標準規(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 開發(fā)了一種 TGV Cu-ECD 工藝來生成氣密填充通孔，這是一種低成本工藝，無需 CMP 和研磨步驟。所有工藝均使用適用于 200/300 mm 晶圓的領先的、行業(yè)兼容的工藝設備進行。300 μm 厚的玻璃基板中的通孔直徑小至 50 μm，通過金屬化實現(xiàn)低應力保形，采用高深寬比晶種層濺射的 SAP 金屬化或安美特化學鍍銅金屬化，密封通孔金屬化（經(jīng)過氦泄漏測試）。
對于玻璃中介層的金屬化， 作為薄膜技術的全球領導者 Evatec 推出 CLUSTERLINE? 200 及其 HIPIMS 工藝腔體可實現(xiàn) TGV 的金屬化和其他具有高深寬比的材料特性。系統(tǒng)配備了用于襯底預處理的 ICP 刻蝕模塊和用于鈦和銅膜沉積的兩個 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。
中國大陸TGV進展
廈門云天半導體以創(chuàng)新微系統(tǒng)集成技術推動半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展為公司使命，公司成功開發(fā)了先進TGV激光刻蝕技術，面向應用MEMS、Fluidic、PCR、Inkjet、CPO?；诓ＡС煽桌碚撗芯亢凸こ虒嵺`，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90°，具有較好的表面和孔內粗糙度、孔型圓度。
圖源：廈門云天
廈門云天半導體TGV技術無需制作絕緣層，降低了工藝復雜度和加工成本，是理想的三維集成解決方案。在TGV轉接板方面，深寬比達到10:1，最細線寬為1.5um，轉接板面積達2700mm2，提供埋入模塑料和嵌入玻璃的晶圓級扇出封裝，可滿足射頻、光通訊、毫米波等領域應用（頻率覆蓋24GHz、44GHz、77GHz、94GHz以及3D AiP技術），已經(jīng)入小批量生產(chǎn)階段，可定制化系統(tǒng)集成需求。廈門云天在TGV方面開發(fā)了3D IPD，毫米波天線技術，性能可靠性通過客戶認證，開始批量生產(chǎn)。
沃格光電是國內玻璃基領先企業(yè)。是國內少數(shù)掌握TGV技術的廠家之一，具備行業(yè)領先的玻璃薄化、TGV、濺射銅（鍍銅銅厚可達7μm）以及微電路圖形化技術，擁有玻璃基巨量微米級通孔的能力，最小孔徑可至10μm，厚度最薄50μm，線寬線距小至8μm。公司在芯片板級封裝載板領域進行研發(fā)布局，已攻克封裝載板技術難點，目前部分產(chǎn)品已通過客戶驗證開始小批量生產(chǎn)。TGV技術和產(chǎn)品的應用主要涉及AI算力（2.5D/3D先進封裝）、射頻、光通訊、系統(tǒng)級玻璃基封裝載板、Mini/Micro LED玻璃基封裝載板、微流控等。
湖北通格微是沃格光電與湖北天門高新投資開發(fā)集團共同出資設立，并投資建設年產(chǎn)100萬平米芯片板級封裝載板產(chǎn)業(yè)園項目，該項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。預計2023年底形成年產(chǎn)百萬平米的規(guī)模產(chǎn)能，規(guī)劃總產(chǎn)能500萬平方米。
成都邁科是電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室成果轉化企業(yè)，其核心技術TGV3.0率先突破超高深徑比通孔技術難題(最小通孔<7μm，縱橫比＞50:1)和開發(fā)的適用于深孔填充的電鍍液和無空洞的深孔實心金屬化技術。公司在東莞松山湖建立TGV基板與三維集成封裝中試線，預計年產(chǎn)能約7萬片，年產(chǎn)值可達2至3億元。并參與組建“集成電路與半導體特色工藝戰(zhàn)略科學家團隊”，成為國內具有顯著特色和優(yōu)勢的TGV研發(fā)與生產(chǎn)基地。邁科科技已形成TGV工藝服務、3D玻璃和TGV特色工藝裝備體系，主要應用在先進三維系統(tǒng)封裝、高Q微波/THz器件、光學/射頻MEMS、微流控芯片等領域，已經(jīng)為中國電科、肖特玻璃、華為、康佳光電、京東方等龍頭企業(yè)供貨。
三疊紀（廣東）科技有限公司是成都邁科全資子公司，立足后摩爾時代三維集成微系統(tǒng)關鍵材料與集成技術TGV3.0，首次突破亞10μm通孔和填充，被鑒定為“整體國際先進，其中通孔尺寸、孔密度和深徑比國際領先”，已在三維封裝、無源集成器件和3D微結構玻璃等方面推廣應用。
五方光電是國內優(yōu)秀的光學濾光片制造商之一，已具備TGV產(chǎn)品批量交付能力，已導入全自動超短脈沖飛秒激光設備，搭配全自動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、通孔內微裂紋、微孔一致性等方面具有顯著優(yōu)勢。
賽微電子是全球領先的MEMS芯片專業(yè)制造,公司旗下代工廠掌握了國際領先的玻璃通孔MetVia?TGV ，在先進的三維集成電路中實現(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。
大族半導體擁有多年對玻璃的超快激光精密加工經(jīng)驗，結合飛秒激光電子動態(tài)調控基本原理與技術，大族半導體成功研制出激光誘導蝕刻快速成型技術（LIERP），驗證解決了在深徑比(基板厚度/孔徑)大的基材上加工微孔的問題。實現(xiàn)各種尺寸盲孔、異形孔、圓錐孔制備。并率先在國內客戶驗證并成功實現(xiàn)量產(chǎn)。
帝爾激光是激光加工綜合解決方案商，擁有TGV激光微孔設備通過精密控制系統(tǒng)及激光改質技術，實現(xiàn)對不同材質的玻璃基板進行微孔、微槽加工，為后續(xù)的金屬化工藝實現(xiàn)提供條件，應用在半導體芯片封裝、顯示芯片封裝等。同時支持石英、硼硅、鈉鈣、鋁硅等多種不同玻璃材質，可根據(jù)需求在基板上實現(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50:1，最小孔徑≤10μm。
蘇州甫一電子采用高精度微孔加工技術與復合電鑄技術相結合，實現(xiàn) TGV 轉接板的高良率加工，可實現(xiàn)電子器件的高密度、小型化封裝。其TGV采用精密機械加工和半導體技術進行玻璃材質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。
藍特光學是精密光學綜合解決方案，主要產(chǎn)品包括精密光學器件、光學鏡頭和光學系統(tǒng)。率先對TGV項目產(chǎn)業(yè)化，面向半導體三維封裝的通孔晶圓（TGV）可實現(xiàn)通孔間距50-150μm，最小孔徑20μm，最大深寬比10:1。
蘇州森丸電子是一家半導體領域技術開發(fā)與服務的高科技企業(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。森丸團隊采用激光改性加濕法化學工藝完成高效快速、高密度間距、小尺寸無損傷成孔。森丸電子技術團隊通過不斷試錯并積累大量DOE驗證經(jīng)驗，針對石英玻璃晶圓、普通高硼硅玻璃晶圓，在玻璃晶圓成孔圓度、點間距位置公差精度、孔內壁粗糙度、孔徑比、孔內微裂紋、爆震、巨量微孔一致性等問題方面展開深入研究并取得重大突破。
下載ECAD模型
