如今,半导体行业正面临一个关键转折。摩尔定律逐渐逼近物理极限,提升芯片性能的重心,已转向三维集成。
2.5D/3D 封装、异构集成等先进技术普及后,对垂直互连密度和基板性能的要求越来越高。
传统硅基板的短板却愈发明显:高频信号传输受限、制造成本高、工艺复杂。相比之下,玻璃基板凭借独特优势,正成为下一代芯片基板的热门之选。而玻璃通孔(TGV,Through Glass Via),正是让玻璃基板实现三维集成的核心技术 —— 它像芯片世界里的 “微型通道”,推动半导体封装从 “硅基时代” 迈向 “玻璃基时代”。
什么是 TGV ? 简单说,TGV 就是穿过玻璃基板的垂直电气互连。与硅通孔(TSV)对应,它被视作可能替代硅基板的下一代三维集成关键技术。
TGV 以高品质硼硅玻璃或石英玻璃为基材,通过激光诱导、蚀刻、种子层溅射、电镀填充、化学机械平坦化(CMP)、RDL(再布线层)、Bump 工艺等,实现三维互联。这些微通孔直径通常在 10μm 到 100μm 之间。在先进封装中,每片晶圆往往需要数万个到数百万个 TGV 通孔,且需金属化处理以保证导电性。
TGV 为何比 TSV 更优?
高频性能更强:玻璃是绝缘体,介电常数仅为硅的 1/3 左右,损耗因子比硅低 2-3 个数量级。这大幅减少了衬底损耗和寄生效应,保障了信号传输的完整性。
成本更低:大尺寸超薄玻璃容易获取,且无需在衬底表面和 TGV 内壁沉积绝缘层。玻璃转接板的成本约为硅基转接板的 1/8,能显著降低整体封装成本。
工艺更简单:不用复杂的绝缘层沉积,超薄转接板也无需减薄,简化了流程,提升了生产效率。
机械稳定性好:即使转接板厚度小于 100μm,翘曲也很小,能保证封装结构的稳定与可靠。
应用场景广:在射频芯片、高端 MEMS 传感器、高密度系统集成等领域优势突出,是下一代高频芯片 3D 封装的首选之一。
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