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TGV开孔工艺关键参数测量
发布时间:2025-04-18 12:50:31      点击次数:568

在先进封装浪潮中,随着对更强大计算的需求增加,半导体电路变得越来越复杂,信号传输速度、功率传输、设计规则和封装基板稳定性的改进将至关重要。玻璃基板的出现,降低了互连之间的电容,从而实现更快的信号传输并提高整体性能。在数据中心、电信和高性能计算等速度至关重要的应用中,使用玻璃基板可以显著提高系统效率和数据吞吐量。与硅通孔(TSV)相比,TGV具有低成本、大尺寸超薄玻璃衬底易获取、高频电学性能优异等特点。因此各家头部厂商都加快了TGV的布局。



玻璃通孔(TGV)工艺技术介绍




玻璃通孔技术,英文全称:Through Glass Via,简称:TGV,是穿过玻璃基板的垂直电气互连。与硅通孔(TSV)工艺技术相对应,作为一种可能替代硅基板的材料被认为是下一代三维集成的关键技术。硅基转接板2.5 D集成技术作为先进的系统集成技术,近年来得到迅猛的发展。


但硅基转接板存在两个的主要问题:



成本高

硅通孔(TSV)工艺技术制作采用硅刻蚀工艺,随后硅通孔需要氧化绝缘层、薄晶圆的拿持等技术


硅材料属于半导体材料,传输线在传输信号时,信号与衬底材料有较强的电磁耦合效应,衬底中产生涡流现象,造成信号完整度较差(插损、串扰等)。作为另一种可能的替代硅基转接板材料,玻璃通孔(TGV)工艺技术转接板正在成为半导体企业和科研院所的研究热点

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电学性能差


玻璃通孔(TGV)工艺的主要技术




玻璃通孔成孔技术

制约玻璃通孔技术发展的主要困难之一就是玻璃通孔成孔技术,需要满足高速、高精度、窄节距、侧壁光滑、垂直度好以及低成本等一系列要求。玻璃通孔成孔技术可以分为喷砂法、光敏玻璃法、聚焦发电法、等离子体刻蚀法、激光烧蚀法、电化学放电加工法、激光诱导刻蚀法。

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目前使用较多的是激光诱导刻蚀法,通过脉冲激光诱导玻璃产生连续的变性区,再将激光处理过的玻璃放到氢氟酸溶液进行刻蚀,变性区玻璃在氢氟酸中刻蚀速率较未变性玻璃更快,以形成通孔。


玻璃诱导刻蚀法的步骤如下:


01
使用皮秒激光在玻璃上产生变性区域



02
将激光处理过的玻璃放在氢氟酸溶液中进行刻蚀


640.png

玻璃通孔高密度布线

线路转移(CTT)是比较常用的方式。CTT主要包括两个过程。一是精细RDL线预制,每一RDL层可以在可移动载体上单独制造一层薄导电层,并在转移到基板上之前测试或检查细线成品率。精细线路的形成采用细线光刻和电解镀铜的方法,并且以薄铜箔作为镀层的种子层。工艺流程如下:

640.jpg


第二步就是将RDL层集成到基板上。RDL层被制造出来后,他们再使用热压合的同时被转移到核心层的两边。步骤如下:

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