TGV 封装技术流程

前期准备

• 清洁玻璃基板：使用专业的清洗设备和试剂，彻底清除玻璃基板表面的灰尘、污渍、油脂等杂质，确保表面光滑、洁净，以利于后续工艺的进行，避免杂质对打孔、镀膜等工艺产生不良影响
• 准备掩膜版或图形模板：根据具体的设计要求，制作相应的掩膜版或图形模板，用于限定激光打孔、光刻等工艺的作用区域，确保形成准确的通孔图案和线路布局
• 选择激光设备：根据玻璃基板的材质、厚度以及所需通孔的尺寸和精度等要求，挑选合适的激光设备，如皮秒脉冲激光器等，以满足激光打孔和诱导变性等技术的实施

激光打孔

• 扫描照射：利用选定的激光设备，按照预定的图案和参数在玻璃基板表面进行扫描照射。激光能量瞬间加热并气化玻璃材料，从而在表面形成微小的孔洞
• 激光诱导变性：对于采用激光诱导变性技术的情况，皮秒脉冲激光会在玻璃上产生连续的变性区，这些变性区在后续的蚀刻过程中会被优先去除，进而形成深孔，可实现高深宽比的玻璃深孔制作

蚀刻处理

• 化学蚀刻：将激光处理后的玻璃基板放入特定的化学蚀刻液中，对激光作用区域进行蚀刻，进一步扩大和加深孔洞。蚀刻液的成分、浓度、温度以及蚀刻时间等因素都会影响孔洞的尺寸、形状和深度，需要根据实际要求进行精确控制
• 多次清洗和换液：在蚀刻过程中，随着蚀刻反应的进行，蚀刻液会逐渐受到污染，同时孔洞内可能会残留一些蚀刻产物和杂质。因此，需要定期将玻璃基板从蚀刻液中取出，进行清洗，并更换新的蚀刻液，以保持孔洞的精度和深度，确保蚀刻效果的一致性

通孔形成

• 深孔制作：经过蚀刻后，玻璃基板上的孔洞逐渐贯通，形成可用于连接不同层之间电路或元件的通孔。对于高深宽比的深孔，可能需要采用特殊的蚀刻技术，如深反应离子蚀刻（DRIE），或者辅助以机械钻孔等方法来实现，以满足特定的封装要求

后续处理

• 清洗杂质：使用去离子水、有机溶剂等清洗剂，通过浸泡、冲洗、超声清洗等方式，彻底清除残留在孔洞内的蚀刻液、玻璃碎屑以及其他杂质，防止这些杂质对后续的工艺和封装性能产生不良影响
• 加固处理：根据需要，可在孔洞边缘采用化学加固、物理气相沉积（PVD）等方法形成一层加固层，增强孔洞的边缘强度，防止在后续的装配、使用过程中因外力作用或温度变化等因素导致孔洞破裂

孔壁金属化

• 沉积种子层：通过物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等工艺，在通孔的孔壁上沉积一层导电金属种子层，如 Ti/Cu、Cr/Cu 等，为后续的电镀填充提供良好的导电基础，确保通孔的电气性能。

光刻

• 涂覆光刻胶：在玻璃基板表面均匀地涂覆一层光刻胶，光刻胶的厚度和均匀性对光刻效果有重要影响。
• 曝光显影：使用光刻设备，按照设计好的图案对光刻胶进行曝光，然后通过显影工艺去除不需要电镀的光刻胶区域，使需要电镀的孔壁和表面区域暴露出来，以便进行后续的电镀填充操作。

孔填充

• 电镀铜填充：采用电镀工艺，在暴露的孔壁和表面上沉积铜，逐渐填充玻璃通孔，形成完整的导电通路。电镀过程中需要严格控制电流密度、电镀时间、镀液成分等参数，以确保通孔被完全填充，且填充质量良好，无孔隙、裂缝等缺陷。

基板表面平整

• 化学机械抛光：对于一些对表面平整度要求较高的应用，需要对填充后的玻璃基板表面进行平整处理，如采用化学机械抛光（CMP）工艺，去除表面多余的金属材料，使基板表面达到所需的平整度，为后续的封装工艺提供良好的表面条件。

保护层及终端连接

• 形成保护层：在玻璃基板表面形成一层保护层，如聚酰亚胺等，用于保护内部的电路和通孔结构，防止其受到外界环境的影响，如氧化、腐蚀等。
• 终端连接：通过引线键合、倒装芯片等方式，将芯片或其他电子元件与玻璃基板上的通孔进行电气连接，实现信号的传输和功能的集成，完成整个 TGV 封装过程。

资料来源：中科岛晶

先进封装设备类似前道晶圆制造设备，供应商受益先进封测产业增长。随着先进封装的发展，Bumping(凸块)、Flip(倒装) 、TSV 和 RDL(重布线)等新的连接形式所需要用到的设备也越先进。以长球凸点为例，主要的工艺流程为预清洗、UBM、淀积、光刻、焊料 电镀、去胶、刻蚀、清洗、检测等，因此所需要的设备包括清洗机、PVD 设备、光刻机、 刻蚀机、电镀设备、清洗机等，材料需要包括光刻胶、显影剂、刻蚀液、清洗液等。为促进行业发展，互通有无，欢迎芯片设计、晶圆制造、装备、材料等产业链上下游加入艾邦半导体先进封装产业链交流群。

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