先进封装中TGV技术难点在哪里？

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发布时间：2024年08月12日 17:59:09 关键词：

TGV（Through Glass Via）技术，即玻璃通孔技术，是一种穿过玻璃基板的垂直电气互连技术。它可以在玻璃基板上形成垂直的电气连接，实现芯片与芯片、芯片与基板之间的高密度互连。在硅转接板上穿越中介层的是TSV技术（硅通孔），而在玻璃转接板上穿越的中介层就是TGV（玻璃通孔）。

如今，随着摩尔定律接近尽头，2.5D/3D先进封装已成主流，其中转接板发挥着重要作用。目前，硅通孔技术（TSV）已相对比较成熟，在实际生产中也已经广泛应用，但硅是一种半导体材料，在电场或磁场的作用下，其周围的载流子可以自由移动，可能会对邻近的电路或信号产生干扰，从而影响芯片的性能。

玻璃材料介电性能优良，热膨胀系数与硅接近，且TGV无需制作绝缘层；具有很好的机械稳定性，即使在非常薄的厚度下；翘曲也很小；大尺寸玻璃面板容易获取，降低了工艺复杂度和加工成本，因此TGV有望在部分场景下替代 TSV，进而成为 AI 时代先进封装核心演进方向之一。

在玻璃通孔（Through-Glass Via, TGV）的技术发展中，我们面临着一系列技术难点。TGV技术的突破，将在先进封装领域带来显著的变革。然而，要实现这一目标，我们必须解决以下几个核心问题。

‌TGV技术的难点主要包括：

材料脆性：‌玻璃材料本身具有脆性，这在加工过程中容易导致破裂，影响生产良率。‌

加工技术：在玻璃上形成精细的通孔结构需要采用高精度的‌激光钻孔或化学蚀刻技术，这对设备的精度和工艺控制提出了极高的要求。‌

填充技术：由于玻璃的非导电特性，需要在通孔内填充导电材料如铜，这要求填充材料的均匀性和良好的孔壁接触，避免出现空洞或裂纹。‌

热膨胀系数匹配：玻璃与‌硅芯片、‌基板等材料的热膨胀系数差异大，导致温度变化时产生应力，可能引发结构破坏。

可靠性和长期稳定性：TGV结构需要承受多种外界环境的考验，如温度循环和机械振动，这要求封装结构具有高机械强度和稳定的电性能。

成本控制：由于加工工艺复杂且涉及高精度设备和特殊材料，导致初期投入和生产成本较高，限制了TGV技术的广泛应用。

这些难点需要在材料选择、工艺设计、设备精度和成本控制等方面进行持续的技术创新和优化，以推动TGV技术的广泛应用和发展。

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