关于玻璃通孔（TGV）技术，你了解多少？

中介层是用于在一个连接和另一个连接之间进行电接口路由的基板。中介层的用途是将连接扩展到更宽的节距，或将连接重新路由到具有不同节距的另一个连接。中介层代表具有大量孔（过孔）的不同幅面的基板。按预期，2.5 D 中介层能够以短互连长度、低功耗和低封装成本实现高互连密度。对高互连密度的需求会产生对高密度过孔的需求。

中介层用于开发多个 IC 在单个平台/封装上的异构集成。中介层还可在封装或电路板上实现密集 IC，尤其是涉及极小的 I/O 节距和线距时。高性能应用要求当前的这些中介层技术在极细节距下具有高 I/O、高尺寸稳定性、极低的翘曲、高温稳定性和低 CTE 失配。

玻璃中介层的一个成熟应用领域是射频封装。它基于玻璃的特殊属性，例如低电损耗，尤其是在高频率下。由于相对较高的刚度和调整热膨胀系数的能力，在管理玻璃芯基板和粘合叠层中的翘曲方面颇具优势。

晶圆级封装是保证 MEMS 器件寿命和可靠性的关键技术。TSV 技术经常被用于 MEMS 封装。在使用玻璃制造传感器作为盖帽晶圆的情况下，可以利用玻璃通孔提供通过玻璃基板的垂直连接。利用整个玻璃面板或其中一部分的新型封装基板正处于开发之中。这种类型的封装基板已应用于光子学封装、高性能计算等领域。

用作芯片嵌入的基板时，玻璃可提供现有晶圆级扇出 (WLFO) 封装技术不具备的诸多优势。得益于玻璃的光滑表面和高尺寸稳定性，即使在大型面板上也能实现类硅再分布层 (RDL) 布线和类 BEOL I/O，将超高 I/O 和低成本的优势集于一身。玻璃的 CTE 可以定制，因而可以直接连接至电路板。与塑封料相比，玻璃还具有高电阻率、出色的防潮性和高表面光滑度。

玻璃通孔 (TGV) 

玻璃中介层代表玻璃基板中具有大量孔，而这些孔反过来又通过玻璃基板提供垂直电连接。它们被称为玻璃通孔 (TGV) 基板。在玻璃基板中制造的过孔可以是盲孔或通孔。过孔可以制造成不同的直径和形状。还有其他重要参数，例如过孔的纵横比和锥角。纵横比是过孔直径与过孔深度的关系。锥角是定义过孔开口的角度。

• 制造玻璃通孔

形成通孔对于中介层至关重要。TGV 基板是结合激光和蚀刻技术制造的。激光对玻璃进行改良，从而弱化预定义区域的结构。它可以提高这些改良区域相比周围材料的蚀刻率。这个过程被称为激光诱导蚀刻。该过程不会在玻璃上产生任何裂缝，并可在材料中产生盲孔和通孔。先进的激光加工和蚀刻技术能够建立非常高的纵横比。典型的过孔直径为 20 - 100 微米，典型的纵横比为 1:4 - 1:10。

• 锥角

高性能计算、第五代 (5G) 通信和物联网 (IOT) 应用对带宽日益增加的需求推动了向 2.5D 和 3D 中介层的迁移，这需要更少的高频损耗和更高的孔深/尺寸比来实现垂直互连，进而需要高纵横比的 TGV。此外还需要大量紧密定位的过孔——高密度过孔。为了在同一区域获得高密度的过孔，要求每个过孔占用极小的空间。这种要求会导致需要较小的锥角，因此以较大的锥角为特征的大开口过孔变得不利。

为了获得高纵横比的孔，需要高选择性的蚀刻工艺。在某些情况下——取决于玻璃的选择——用酸蚀刻就已足够。但在许多其他情况下，酸性蚀刻的结果并不符合要求，因为蚀刻速度非常快。这会导致工艺选择性低，无法实现高纵横比，造成更大的锥角。

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原文始发于微信公众号（艾邦半导体网）：关于玻璃通孔（TGV）技术，你了解多少？