三維集成電子封裝中TGV技術(shù)及其技術(shù)應(yīng)用場景介紹

一、TGV技術(shù)原理與優(yōu)勢

TGV（Through Glass Via）技術(shù)是通過在玻璃基板上制造垂直通孔實現(xiàn)三維互連的關(guān)鍵工藝，其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面：

1. 高頻性能優(yōu)異：玻璃的介電常數(shù)僅為硅的1/3，損耗因子低2-3個數(shù)量級，顯著降低信號衰減（如5G毫米波通信場景下信號損耗減少30%）。

2. 熱穩(wěn)定性高：玻璃的熱膨脹系數(shù)（3-5ppm/℃）與硅芯片高度匹配，避免高溫封裝時的翹曲斷裂問題。

3. 成本優(yōu)勢：玻璃基轉(zhuǎn)接板成本僅為硅基的1/8，且無需絕緣層制備，簡化工藝流程。

4. 高密度互連：通過激光誘導(dǎo)刻蝕技術(shù)可實現(xiàn)直徑10μm、深寬比1:15的微孔加工，互連密度達傳統(tǒng)有機基板的10倍。

二、TGV技術(shù)制造工藝

1. 微孔加工：主流工藝包括激光誘導(dǎo)深度刻蝕（LIDE）、超快飛秒激光+濕法刻蝕聯(lián)用，表面粗糙度控制在0.1μm以內(nèi)。

2. 金屬化填孔：采用自底向上脈沖電鍍技術(shù)，結(jié)合納米級種子層優(yōu)化，實現(xiàn)通孔填充率超99.9%。

3. 晶圓級封裝：通過陽極鍵合、直接鍵合等技術(shù)實現(xiàn)玻璃與硅/其他玻璃的密封連接，適用于MEMS傳感器等高真空環(huán)境。

三、典型應(yīng)用場景

1. 高帶寬內(nèi)存（HBM）
   多層DRAM芯片堆疊通過TGV實現(xiàn)垂直互連，結(jié)合FinFET工藝提升存儲密度和速度。

2. AI芯片與高性能計算

• 英特爾計劃2026年推出集成1萬億晶體管的玻璃基板封裝，功耗降低20%。

• 通過TGV與RDL（再布線層）結(jié)合，異構(gòu)集成不同工藝的Chiplet，滿足AI芯片對帶寬和低延遲的需求。

3. 射頻前端模塊

• 玻璃基板的低介電損耗特性適用于5G基站射頻天線和終端模塊，提升信號完整性。

• Menlo等公司利用TGV技術(shù)實現(xiàn)射頻芯片的超小型晶圓級封裝。

4. MEMS傳感器

• 玻璃的機械強度和密封性適合加速度計、壓力傳感器等，通過晶圓級封裝減小體積并提高可靠性。

• 例如，陀螺儀封裝中采用TGV技術(shù)結(jié)合三陽極鍵合，實現(xiàn)高真空環(huán)境。

5. 光電共封裝（CPO）
   玻璃的透明特性支持光互連模塊集成，英特爾已實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心芯片間800Gbps光信號傳輸，延遲降低40%。

四、行業(yè)動態(tài)與產(chǎn)業(yè)鏈布局

1. 國際廠商進展

• 英特爾：2026年目標(biāo)實現(xiàn)TGV基板數(shù)據(jù)中心芯片商用化。

• 三星：投資3.5代面板線改造為TGV量產(chǎn)產(chǎn)線，整合顯示與封裝技術(shù)。

2. 國內(nèi)企業(yè)突破

• 沃格光電：100萬平米玻璃基封裝載板項目進入設(shè)備安裝階段，技術(shù)對標(biāo)國際龍頭。

• 中科院團隊：開發(fā)超快激光誘導(dǎo)濕法刻蝕技術(shù)，提升加工效率并減少微裂紋。

3. 市場前景

• 2030年全球TGV封裝市場規(guī)模預(yù)計突破113億美元，射頻前端、MEMS傳感器、車規(guī)級芯片滲透率超60%。

五、挑戰(zhàn)與未來趨勢

1. 技術(shù)難點：玻璃脆性導(dǎo)致機械鉆孔良率不足60%，需通過玻璃陶瓷復(fù)合材料提升斷裂韌性至2.5MPa·m1/2以上。

2. 工藝整合：康寧等企業(yè)推進TGV通孔、填孔與布線三制程整合，目標(biāo)量產(chǎn)良率超92%。

3. 生態(tài)重構(gòu)：TGV技術(shù)將推動半導(dǎo)體封裝基板市場格局變化，2026年玻璃基板滲透率有望達30%。

以上內(nèi)容綜合了TGV技術(shù)的核心原理、制造工藝及應(yīng)用場景，如需進一步了解具體企業(yè)的技術(shù)路線或市場數(shù)據(jù)，可參考等來源。

先進封裝芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

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