一、玻璃基板為何有望成為封裝領域的新寵？

玻璃基板在先進封裝領域備受關注，主要源于其相較于傳統硅和有機物材料具有諸多顯著優勢。

從成本角度看，玻璃轉接板的制作成本約為硅基轉接板的 1/8 ，這得益于大尺寸超薄面板玻璃易于獲取且無需沉積絕緣層。在電學性能方面，玻璃材料介電常數僅約為硅材料的 1/3，損耗因子比硅低 2 - 3 個數量級，可有效減小襯底損耗和寄生效應，提升信號傳輸完整性。同時，玻璃基板具備大尺寸超薄特性，康寧等廠商可量產大于 2m×2m 的超大尺寸和小于 50μm 的超薄面板玻璃。此外，其工藝流程簡單，無需在襯底表面及 TGV 內壁沉積絕緣層，超薄轉接板也無需二次減薄，且機械穩定性強，當轉接板厚度小于 100μm 時翹曲較小 。

英特爾持續加碼玻璃基板領域，早在十年前就開始探索，計劃于 2030 年批量生產玻璃基板封裝芯片，認為玻璃基板有望成為下一代主流基板材質，這也推動了玻璃基板在行業內的關注度提升。

二、TGV 在玻璃基板應用中起到什么關鍵作用？

TGV（Through Glass Via，玻璃通孔）技術是玻璃基板應用于先進封裝的關鍵工藝。它是 TSV 技術的延續，主要區別在于基板種類，TGV 采用高品質硼硅玻璃、石英玻璃作為中介層基板，以獲得比硅中介層更好的封裝表現。

在 3D 封裝中，以 HBM 工藝為例，TSV 是關鍵技術之一，而對于玻璃基板的 3D 封裝，TGV、銅孔的填充及其 RDL 成為關鍵工藝。TGV 技術的優勢在于可降低信號傳輸距離，增加帶寬并實現封裝小型化。同時，TGV 作為 TSV 的低成本替代方案，逐漸受到廣泛關注，因為硅基轉接板存在成本高和電學性能差的問題，而 TGV 省去了沉積隔離層、絕緣層的過程。然而，TGV 目前面臨通孔成孔工藝以及高質量填充兩方面的挑戰。

三、玻璃通孔成孔技術有哪些？各有何特點？

噴砂法：加工前需在玻璃基板制作復合掩模，然后進行干粉噴砂蝕刻，需兩側蝕刻且保證中心點對稱。該方法制作的通孔粗糙、孔徑大且一致性差，只能制作孔徑大于 200μm、間距較大的玻璃通孔，沙粒碰撞還會對玻璃表面及孔側壁造成損傷，在先進封裝工藝中應用較少。

聚焦放電法：將玻璃放在兩電極間，通過放電熔融和內部應力形成通孔，可制備多種玻璃通孔，均勻性好、無裂紋，但單次單孔制作，生產效率低，通孔形狀不垂直，可能影響后續填充。

等離子體刻蝕法：先在石英玻璃蒸發鋁層作硬掩模，光刻后用氯氣等腐蝕鋁層，再用氧氣等離子體去光刻膠，最后蝕刻石英形成 TGV。該方法可大面積刻蝕多個 TGV，生產效率較高，側壁粗糙度小、無損傷，可靠性好，但工藝復雜、成本高且刻蝕速率慢。

激光燒蝕法：利用激光能量燒蝕玻璃形成通孔，如激光形成的 TGV 側壁裂紋多，準分子激光形成的 TGV 孔壁粗糙度大且成孔效率低。

電化學放電加工法：結合電火花和電解加工，通過電解液的電化學放電和化學腐蝕去除材料。工藝簡單、設備要求低，但只能加工孔徑大于 300μm 的錐形玻璃通孔，應用范圍受限。

光敏玻璃法：通過紫外曝光、熱處理、濕法刻蝕等加工，可實現各向異性刻蝕，獲得高密度、高深寬比通孔，但光敏玻璃材料和工藝成本高，不同尺寸圖形刻蝕精度差別大，高溫處理易導致結構偏移。

激光誘導刻蝕法：通過脈沖激光誘導玻璃產生變性區，再用氫氟酸刻蝕形成通孔。可形成孔徑大于 20μm 的玻璃通孔，成孔質量均勻、一致性好、無裂紋，成孔速率快且形貌可調，但存在激光誘導速度慢、制備過程復雜等缺點，不過該方法具有低成本優勢，有大規模應用前景。

四、玻璃通孔填孔技術如何實現高質量金屬填充？

高質量的金屬填充是玻璃通孔應用的另一技術難點。一方面，TGV 孔徑大、形狀多樣（盲孔、垂直通孔、X 型通孔、V 型通孔），對銅沉積挑戰大，易堵塞；另一方面，玻璃與常用金屬粘附性差，易分層、卷曲、脫落。目前主要填充工藝如下：

Bottom-up 填充：用于 TGV 盲孔填充，通過在孔口側壁及表面添加抑制劑，底部添加加速劑，使銅自下而上填充，確保盲孔無孔洞和縫隙。

蝶形填充：適用于垂直 TGV 通孔。先在通孔壁按 “兩邊多，中間少” 涂抹抑制劑，使銅在孔中心優先沉積形成蝶形，隨后轉變為 Bottom - up 填充實現完全填充。Dimitrov 課題組提出的改良方案，使用酒精預潤濕、特定鍍液和添加劑，可在一定時間內實現不同深寬比 TGV 的完整填充，但工藝復雜，工業化生產難度大。

Conformal 填充：通過添加劑使孔內銅沉積速率與孔側壁及表面相當，適用于 X 和 V 型通孔。X 形、V 形通孔特殊形狀可避免中央孔洞缺陷，相比垂直通孔的 BFT 電鍍模式，可在更大電流密度下實現快速完整填充。

TGV 孔內電鍍薄層：在保證電學性能前提下，可減小電鍍時間和成本，孔深和孔徑適用范圍更大。通常需先沉積金屬粘附層，近年來研發人員開發化鍍 Cu 種子層低成本填充方案，如美國安美特公司通過形成金屬氧化物黏附層，喬治亞理工學院采用環氧聚合物干膜增強 Cu 與玻璃的結合力。

五、玻璃基板產業鏈上有哪些重點公司？

玻璃基板供應商：

海外方面，美國康寧是全球龍頭，可提供 4 - 12 英寸、厚度 100 - 700μm 的玻璃晶圓基板，TGV 孔徑 20 - 100μm，深寬比可達 10:1。德國肖特公司的 Hermes 玻璃晶圓基板可用于多種器件封裝；Mosaic Microsystems 公司能提供全流程玻璃晶圓加工服務；日本印刷株式會社開發出玻璃芯基板產品。

國內廠商也在快速發展，云天半導體突破 4 - 12 寸晶圓級系統封裝能力，TGV 關鍵指標達國際領先；沃格光電掌握多項核心技術，玻璃基 Mini LED 背光產品量產，TGV 載板通過客戶驗證；森丸電子專注于無源互連特殊工藝，可提供多種尺寸玻璃晶圓；三疊紀突破亞 10 微米通孔和填充技術；賽微電子旗下瑞典代工廠掌握領先的 TGV 工藝；五方光電的玻璃基板用于光學墊片和車載領域；藍特光學的 TGV 玻璃晶圓應用于多個領域。

TGV 設備廠商：

激光開孔設備廠商中，LPKF 的 Vitrion S 5000 系統適用于多種玻璃基板加工，TGV 孔徑最小 10 微米，深寬比可達 10:1（部分材料 50:1）；4JET Microtech 的 VLIS 工藝可高效制備高精度 TGV。國內帝爾激光推出 TGV 激光微孔設備，大族激光研制出激光誘導蝕刻快速成型技術設備，德龍激光研發出玻璃通孔等激光精細微加工設備。

電鍍設備方面，美國泛林公司推出 Kallisto 和 Phoenix 兩款 TGV 電鍍解決方案；盛美上海是國內前道電鍍設備領先企業，其電鍍設備可應用于多通道先進封裝關鍵電鍍步驟。