lucas@ginechip.com|工作日 9:00–18:00 工程师在线

TGV 玻璃转接板:AI 先进封装的下一代互连平台

硅转接板贵、有机基板细线做不上去——玻璃基板凭借高平整度、低介电损耗和可调热膨胀系数,正在成为 2.5D/3D 封装与面板级封装的关键选项。我们提供从打孔到金属化的 TGV 一站式工艺。

方案介绍

AI 加速卡的互连密度持续攀升:HBM 颗数增加、Chiplet 数量增加、封装面积逼近光罩极限。传统两条路线各有瓶颈——硅转接板(Si Interposer)性能好但成本高、尺寸受限;有机 ABF 基板便宜但线宽/线距与平整度难以满足高密度 RDL。玻璃基板恰好卡在中间:平整度优于有机、成本潜力优于硅、介电损耗低适合高频,且热膨胀系数(CTE)可调配以匹配芯片与 PCB,还能做成大尺寸面板,走面板级封装(PLP)摊薄成本。关于玻璃在先进封装中的整体机会,另见《TGV 玻璃基板与先进封装》技术文章。

面板级封装(PLP)趋势

玻璃基板的另一大想象空间在于跳出晶圆尺寸限制:300mm 晶圆换成 510×515mm 甚至更大面板,单批产出面积成倍提升,摊薄单位成本。这也是国际封装大厂近两年密集布局玻璃基板的核心动因。对国内产业链而言,当前更现实的路径是"晶圆级打样验证 → 中尺寸面板中试 → 大面板量产"逐级放大。我们的 TGV 服务以晶圆级(4–12 英寸)为常备能力,面板级以项目制联合开发方式承接,适合封装厂与研究机构做前期工艺验证,不必一次性投入面板产线。

  • 晶圆级(现在可购):4/6/8/12 英寸 TGV 打样与小批量,交期以周计,适合结构验证与电性能测试。
  • 中试放大(项目制):配合客户完成从晶圆级到面板级的工艺转移评估,孔位图纸与检测标准可延续。
  • 配套工艺同源:RDL、凸块、临时键合与硅基工艺线共用,玻璃与硅转接板方案可并行验证(对比见 CoWoS / 2.5D 页)。
带玻璃通孔的 TGV 玻璃基板晶圆

TGV 玻璃转接板:更平整、更低损耗的下一代封装载体

三种 TGV 成孔工艺对比

不同成孔方法在深宽比、最小孔径、孔壁质量与吞吐之间各有取舍,需要按转接板的孔位密度与成本目标选型:

成孔方法最大深宽比最小孔径孔壁粗糙度 Ra吞吐量(参考)
激光诱导深蚀刻(LIDE)10:110μm< 100nm约 100 孔 / 秒
聚焦放电加工3:150μm< 200nm约 1,000 孔 / 秒
超短脉冲激光烧蚀5:120μm< 200nm约 10 孔 / 秒

LIDE 先以飞秒激光改性玻璃、再用湿法刻蚀去除改性区,孔壁光滑、应力低,适合高深宽比的高密度转接板;聚焦放电吞吐最高但孔径偏大,适合粗间距、重吞吐的场景;超短脉冲激光无需后段湿法刻蚀,孔形(直孔 / 锥形 / 沙漏形)最灵活,适合打样与小批量。

应用场景

TGV 玻璃转接板与玻璃工艺,服务于以下六类场景。

大尺寸 AI 封装

跳出光罩拼接限制,用大尺寸玻璃转接板承载更多芯粒与 HBM。

高频 / 高速链路

低介电损耗与可调介电常数,服务 5G/6G 毫米波与高速 SerDes。

光电共封装(CPO)

玻璃可开槽、开孔,适合光引擎承载与光纤耦合单元的集成。

面板级封装(PLP)

从晶圆级走向大面板,单批产出面积提升、单位成本下降。

薄型终端封装

高平整度玻璃配合细线 RDL,用于薄型化与高密度扇出结构。

科研与工艺验证

晶圆级 TGV 打样与电性能测试,支持新材料与新结构的快速评估。

能力介绍

从打孔、金属化到 RDL,TGV 转接板的核心工序由我们一条线承接。

洁净室中的玻璃晶圆激光成孔与金属化

激光成孔 + 湿法刻蚀 + 孔内金属化,决定 TGV 的导电与可靠性

TGV 打孔能力

TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)是玻璃转接板的核心工序,采用激光诱导改性 + 湿法刻蚀路线,孔形锥度可控、孔壁光滑,利于后续金属化填充。孔径、深宽比、位置精度等具体指标见"参数规格"一节。

  • 成孔路线:激光诱导改性 + 湿法刻蚀(LIDE),孔壁光滑、应力低。
  • 孔形可选:直孔、沙漏形(双锥)、锥形,按金属化方式选型。
  • 基板尺寸:4 / 6 / 8 / 12 英寸晶圆级常备,面板级按需求定制。
  • 玻璃材质:无碱玻璃 / 硼硅玻璃 / 石英玻璃,CTE 可调配(3–9 ppm/K 区间)。

金属化流程

① 清洗活化孔壁等离子清洗与表面活化,保证种子层附着力
② 种子层沉积Ti/Cu 或 TiW/Cu 溅射,孔内覆盖均匀性按截面验证
③ 孔内电镀铜电镀填充(实心)或保形电镀(空心孔壁镀层),按电性能与成本选型
④ CMP 平坦化双面研磨抛光,表面粗糙度 Ra < 10nm,为细线 RDL 打底
⑤ RDL 重布线介质层(PI/BCB)+ 光刻 + 电镀,可做多层 RDL,详见 RDL / 凸块页
⑥ 凸块 / 检测出货UBM 与凸块(凸块 / UBM 服务),随批检测报告

与玻璃衬底现货的关系

本页面向 AI 先进封装的 TGV 转接板整体方案;如果您只需要采购玻璃衬底原片(TGV 打孔前的素材、无碱/硼硅玻璃晶圆),请移步玻璃衬底 / TGV 产品页,常备 4–12 英寸现货,一片起订 48h 发货。需要"打孔 + 金属化 + RDL"工艺时,可直接用我们的衬底走一站式服务,也可客供基材。

参数规格

打孔能力、金属化与孔连接规格、可靠性验证项,一屏看全。

TGV 打孔能力

参数项能力范围备注
孔径20 – 100μm典型 30 / 50 / 80μm 规格常备工艺
深宽比10:1如 100μm 厚玻璃打 10μm 级孔可议
位置精度± 2μm随批提供坐标检测数据
孔形直孔 / 沙漏形(双锥)/ 锥形按金属化方式选型
基板厚度100 – 700μm薄基板建议配合临时键合载片
基板尺寸4 / 6 / 8 / 12 英寸晶圆级;面板级按需求定制晶圆级常备,面板级项目制
玻璃材质无碱玻璃 / 硼硅玻璃 / 石英玻璃CTE 可调配(3 – 9 ppm/K 区间)
孔密度最小孔距约为孔径 2 倍高密度阵列请先评估应力

TGV 关键指标速览

10–200μmTGV 孔径范围
6:1–10:1深宽比(随成孔工艺)
< 0.005介电损耗 tanδ @ 10GHz
100–300mm晶圆直径范围

TGV 金属化与孔连接规格

成孔之后,孔内导电质量取决于绝缘、阻挡/种子与填充三步。以下为可对外承诺的典型规格区间:

参数项典型规格说明
通孔深度100–1,100μm随玻璃基板厚度变化,可做通孔
通孔间距(pitch)50–500μm最小间距取决于孔径
绝缘层PECVD SiO₂ 100–500nm / ALD Al₂O₃ 50–100nm可选 BCB、SU-8 等聚合物绝缘
金属化体系Cu(PVD 种子 + 电镀)、Ti/Cu、TiW/Cu、Cr/Au、Cu/Ni/Au可选 Ni/Au 表面处理
镀层保形性PVD > 50%;ALD 阻挡层 + CVD 种子 > 90%影响孔内覆盖与填充致密性
单孔电阻< 100 mΩ(典型,50×500μm 实心铜填充孔)四线法 Kelvin 测量
孔壁角度激光 88° ± 1°;LIDE 89° ± 0.5°接近垂直,利于高密度排布

可靠性验证项

TGV 转接板导入前必须过的可靠性关卡,我们可按下列项目出测试数据(或与第三方实验室配合):

验证项典型条件关注点
温度循环(TC)-55℃ ~ 125℃,500–1000 cycle孔内铜与玻璃 CTE 失配导致的裂纹/阻值漂移
高温高湿(THB/HAST)85℃/85%RH 或 130℃/85%RH 加偏压玻璃离子迁移、绝缘层耐湿
孔电阻与链阻四线法测单孔与菊花链填充空洞、界面接触可靠性
截面分析FIB/SEM 截面孔形、种子层覆盖、填充致密性
翘曲与应力阴影云纹 / 激光扫描金属化后整板翘曲,影响贴装
高频插损S 参数测试(配合夹具设计)低介电损耗优势验证,适合高速链路

设备与工艺装备

支撑 TGV 成孔、金属化与可靠性验证的装备类别与通用配置。

设备类别典型配置用途
激光成孔飞秒 / 超短脉冲激光,LIDE 改性线TGV 激光诱导成孔与改性
湿法刻蚀线玻璃湿法蚀刻槽 + 清洗去除改性区、孔形控制
聚焦放电加工放电成孔工位大孔径、高吞吐 TGV 成孔
薄膜沉积PVD / PECVD / ALD 组合绝缘层、阻挡与种子层
铜电镀与 CMP孔内电镀 + 双面研磨抛光孔内填充与表面平坦化
量测与可靠性白光干涉、FIB/SEM、温循箱孔形、镀层覆盖与可靠性验证

实际案例

以下案例均已匿名化处理,仅呈现可公开验证的工艺指标与结果。

AI 芯片团队 · 玻璃转接板打样

高密度 TGV 转接板的一次打样验证

客户需要高孔位密度的玻璃转接板样品,关注孔径一致性、位置精度与后续金属化覆盖,希望尽快拿到可测试样片。

结果:采用 LIDE 路线,孔径与位置精度满足图纸要求(±2μm 内),随批提供坐标与截面检测数据。

封装厂 · 面板级工艺转移评估

晶圆级到面板级的工艺转移评估

客户规划面板级封装,需要先用晶圆级验证打孔与金属化工艺,再评估放大到中尺寸面板的可行性。

结果:晶圆级关键工艺跑通并输出工艺窗口,孔位图纸与检测标准可延续到面板中试,降低了放大风险。

科研机构 · 高频插损验证

高速链路的玻璃基板插损测试样

研究组验证玻璃基板在高速链路下的低损耗优势,需要配套夹具设计的 S 参数测试样与可靠性数据。

结果:交付金属化 TGV 测试样并配合 S 参数测试,实测介电损耗优势得到验证,附带温循与孔电阻数据。

常见问题

TGV 和 TSV 怎么选?玻璃能完全替代硅转接板吗?
短期不是替代而是分层:超高密度、成熟量产仍多用硅 TSV 转接板;追求成本、尺寸放大与高频性能的场景,玻璃 TGV 更有吸引力。两者我们都能提供配套(TSV 见TSV 工艺服务),可以用相同 RDL/凸块工艺做并行验证,用数据说话。
打样交期和最小起订量是多少?
标准孔径(30/50/80μm)晶圆级打样一般 2–4 周,含金属化与单层 RDL;特殊孔径或面板级需求按项目评估。打样 1 片起订,含税人民币报价,工程师 24h 内响应。
可以按我们的 Gerber/版图文件加工吗?
可以。提供孔位坐标文件(DXF/GDS/Gerber 均可)与玻璃材质要求即可评估。我们签署保密协议,工艺数据按批归档可追溯;配套掩膜版可在站内光刻掩膜版一站解决。
薄玻璃基板加工中容易碎吗?
100–200μm 的薄玻璃确实易碎,我们的做法是临时键合到硅或玻璃载片上完成打孔后段与金属化,出货前解键合或连同载片交付,按您的后续工序选择。载片可循环使用,详见晶圆键合服务。
三种成孔工艺我该选哪一种?
看三个约束:需要多小的孔径、要多高的深宽比、量产吞吐要求。追求高密度与高深宽比(10:1、孔径 10μm 级)选 LIDE;孔径 50μm 以上、拼吞吐选聚焦放电;孔形复杂或只是打样验证,选超短脉冲激光。把孔位密度与成本目标发给我们,工程师会给出推荐方案。
玻璃转接板的介电损耗优势在什么频段才明显?
玻璃的损耗角正切 tanδ < 0.005 @ 10GHz,明显低于有机基板;同时介电常数约为硅的一半。因此在 5G/6G 毫米波、高速 SerDes 这类对信号完整性敏感的场景,玻璃转接板的插损优势更突出。具体到您的链路,可以先用样品做 S 参数测试验证。
TGV 的孔径、深宽比和位置精度能到多少?
孔径 20–100μm,常用 30/50/80μm 规格;深宽比可达 10:1,100μm 厚玻璃打 10μm 级孔可议;位置精度 ±2μm,随批提供坐标检测数据。孔形可选直孔、沙漏形(双锥)或锥形,按后续金属化方式选型。
孔内金属化怎么做,单孔电阻大概多少?
先等离子清洗活化,再溅射 Ti/Cu 或 TiW/Cu 种子层,然后铜电镀做实心填充或保形镀层,最后 CMP 平坦化。典型 50×500μm 实心铜填充孔,单孔电阻 <100 mΩ(四线法 Kelvin 测量);镀层保形性 PVD >50%、ALD 阻挡层加 CVD 种子 >90%。
你们的 TGV 能提供哪些可靠性验证数据?
可按项目提供:温度循环(-55~125℃、500–1000 cycle)、高温高湿(85/85 或 130/85 加偏压)、四线法孔电阻与链阻、FIB/SEM 截面分析、翘曲与应力,以及配合夹具的高频插损 S 参数测试;也可与第三方实验室配合出报告。
面板级封装现在能承接吗?
晶圆级(4–12 英寸)是我们的常备能力,可做打样与小批量;面板级目前以项目制联合开发方式承接,建议按"晶圆级打样验证 → 中尺寸面板中试 → 大面板量产"逐级放大,孔位图纸与检测标准可以延续,避免一次性投入面板产线。

需要 TGV 转接板打样或工艺评估?

发送孔径、厚度、孔位图纸与数量,工程师 24h 内给出方案与含税报价

获取 TGV 报价