在先进封装领域中，无论是2.5D封装中的interposer 还是3D封装中都要用到TSV，但是最近很多人都听说玻璃通孔(Through Glass Via,TGV)这个词。玻璃通孔(TGV)潜能巨大，未来可能将是先进封装技术中的常客。本文将简要描述玻璃通孔(TGV)在先进封装的应用及发展趋势以及工艺简介。在阅读本文之前，欢迎识别二维码申请加入玻璃基板TGV产业链微信群。
玻璃基板是下一代芯片基板，核心材料由玻璃制成。玻璃基板封装关键技术为TGV。玻璃基板产业链包括生产、原料、设备、 技术、封装、检测、应用等环节，上游为生产、原料、设备环节。因独特的物理化学属性，玻璃基板在电子元件材料应用领域展现出巨大潜力。
为追求推进摩尔定律极限，英特尔、三星、英伟达、台积电等大厂入局玻璃基板。英特尔率先推 出用于先进封装的玻璃基板，推动摩尔定律进步。
2023年7月，一名英特尔工程师在位于亚利桑那州Chandler的英特尔组装与测试技术开发工厂拿着测试玻璃核心基板面板。（图片来源：英特尔公司）
三星将玻璃基板视为芯片封装的未来，组建“军团”加码研发玻璃基板。英伟达的GB200或将使用玻璃 基板，并计划投产。台积电已组建专门的团队探索FOPLP技术，并大力投资玻璃基板研发。
全球IC封装基板市场快速发展，预计2029年规模达315.4亿美。玻璃基板为最新趋势，预计5年内 渗透率达50%以上。全球玻璃基板市场空间广阔，2031年预计增长至113亿美元。中国玻璃基板市场规模不断扩大，2023年达333亿元。康宁占全球市场主导地位，份额占比48%。国内厂商成本优势显著，玻璃基板国产化提速，市场空间巨大。在2024年下半年，TGV企业布局有加速现象！
玻璃通孔(Through-Glass Via, TGV)互连技术最早可追溯至2008年, 衍生于2.5D/3D集成TSV转接板技术, 主要用来解决TSV转接板由于硅衬底损耗带来高频或高速信号传输特性退化、材料成本高与工艺复杂等问题。近年来技术日趋完善。各家头部公司开始布局，并生产出一些样品应用于不同的领域包括：传感器，CPU，GPU，AI，显示面板，医疗器械，半导体先进封装等。
The advantages of Through-Glass Via (TGV) technology compared to Through-Silicon Via (TSV) technology are mainly reflected in:
Excellent high-frequency electrical properties. Glass is an insulating material with a dielectric constant that is only about one-third of that of silicon, and its loss factor is 2-3 orders of magnitude lower than that of silicon, which significantly reduces substrate loss and parasitic effects, ensuring the integrity of the transmitted signal.
Large-size ultra-thin glass substrates are readily available. Glass manufacturers such as Corning, Asahi, and SCHOTT can provide extra-large size (>2m x 2m) and ultra-thin (<50µm) panel glass, as well as ultra-thin flexible glass materials.
Low cost. Benefiting from the easy availability of large-size ultra-thin panel glass and the elimination of the need for depositing an insulating layer, the manufacturing cost of glass interposers is about only one-eighth that of silicon-based interposers.
Simplified manufacturing process. There is no need to deposit insulating layers on the substrate surface or on the inner walls of Through-Glass Vias (TGVs), and thinning of the ultra-thin interposer is not required.
Strong mechanical stability. Even when the thickness of the interposer is less than 100µm, warping remains minimal.
Wide application range. This is an emerging vertical interconnect technology used in the field of wafer-level packaging. It offers a novel technical approach for achieving the shortest possible distances and minimal spacing between chips, providing excellent electrical, thermal, and mechanical properties. This technology has unique advantages in fields such as RF chips, high-end MEMS sensors, and high-density system integration. It is considered one of the preferred options for the next-generation 3D packaging of 5G and 6G high-frequency chips.
通格微展出射频IC载板
厦门云天展出的微流控晶圆
工艺流程简介：
图1，(a) 准备玻璃晶圆，(b)形成TGV，（c）PVD阻挡层，种子层，双面电镀-沉积铜，（d）退火及CMP化学机械抛光，去表面铜层，（e）PVD镀膜及光刻，（f）布置RDL重布线层，（g）去胶及Cu/Ti 刻蚀，（h）形成钝化层（介电层）。
首先，来料检测，制作玻璃通孔(TGV)。TGV 的成孔工艺主要包括喷砂、超声波钻孔、湿法刻蚀、深反应离子刻蚀、光敏刻蚀、激光刻蚀、激光诱导深度刻蚀以及聚焦放电成孔等。孔形成后，需要检测，清洗；
图2普通激光钻孔工艺与激光诱导深度刻蚀工艺对比(图片来源：LPKF）
采用等离子Plasma蚀刻形成通孔（图片来源：友威科技）
孔形成后，要对孔进行检测，如通孔率，异物，面板缺陷等
1:通孔率 - 漏点以及不通。孔径大小:规格-10/30/50/70/100，外径需要比内径的比例大于60%以上。缺陷判断标准:面积;真圆度(95%卡控);直径(±5um)。
2:孔内异物:有无，看通断，玻璃渣，碳纤维，胶类，粉尘。
3:面板缺陷:裂纹，ETCH不良(凹坑)，赃物，划痕。
其次，通过物理气相沉积(PVD)的方法在玻璃通孔内部沉积阻挡层，种子层；
再次，自底向上电镀，实现TGV的无缝填充；
图 玻璃芯基板的横截面图像
注意：以上属于孔的工艺，下面是面工艺。
最后，通过临时键合，背面研磨、化学机械抛光(CMP)露铜，解键合，形成玻璃通孔(TGV)工艺技术金属填实转接板。过程中，也需要清洗，检测等半导体工艺。
我们诚邀您加入“玻璃基板与TGV技术交流群”，与行业精英共同探讨玻璃基板及TGV技术的前沿动态，共享资源，交流经验。在这里，您可以第一时间获取技术革新信息，深入解析行业趋势，与行业领袖面对面交流，共同推动技术革新，探索无限商机。
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2025年玻璃基板TGV产业链高峰论坛（2025年3月，苏州）
随着半导体技术的飞速发展，玻璃基板TGV技术作为推动行业进步的新星，正逐步展现其在高密度互连、3D IC封装、AI大算力，存储，显示等领域的巨大潜力和优势。为了深入探讨玻璃基板TGV技术的最新研究进展、市场应用前景及产业化挑战，我们诚挚邀请您参加即将于2025年3月在苏州举办的“玻璃基板TGV技术高峰论坛”。
本次论坛将聚焦以下主题（包含但不限于）：
| 1.玻璃基板封装技术的最新进展与未来展望 |
| 2.TGV 玻璃关键技术面临的挑战及其解决策略 |
| 3.玻璃衬底材料与先进封装 |
| 4.玻璃衬底材料的本构模型、破坏机理及其在工程中的应用 |
| 5.先进封装产业升级中玻璃基互连技术的作用 |
| 6.玻璃基板生产的可靠性探讨 |
| 7.最新一代 TGV 玻璃通孔技术助力先进封装 |
| 8.激光系统在 TGV 中应用及发展 |
| 9.PLASMA 技术在 TGV 加工中应用 |
| 10.面板级玻璃基板的激光诱导蚀刻 & AOI |
| 11.飞秒激光助力先进封装玻璃基板发展 |
| 12.显微镜在半导体先进封装缺陷检测中的应用 |
| 13.TGV 填孔电镀配方及工艺 |
| 14.印刷铜浆与电镀铜优劣分析 |
| 15.PVD 技术在玻璃基板先进封装制程应用 |
| 16.在玻璃基板上开发湿化学铜金属化工艺 |
| 17.异构封装中金属化互联面临的挑战 |
| 18.高效RDL制造技术:赋能多种互联结构的面板级封装 |
| 19.TGV金属线路制作的工艺难点及技术解决路径 |
| 20.玻璃基板介电层材料研究 |
报名方式一：加微信
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邮箱：lirongrong@aibang.com
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原文始发于微信公众号（艾邦半导体网）：玻璃基板核心工艺TGV简介
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