2.5D 转接板
承载 GPU/ASIC 与 HBM，实现高密度扇出与高频走线，是玻璃最具想象力的应用之一。
TGV 玻璃通孔技术：先进封装的玻璃基板方案解析
先进封装 · 2026-10-05 · 约 9 分钟
背景与要点
随着 AI 芯片对带宽与集成密度的需求爆炸式增长，2.5D/3D 封装与 Chiplet 架构成为延续摩尔定律的主战场。作为芯片间高密度互连的物理载体，转接板（Interposer）材料的选择至关重要——而玻璃，正以黑马姿态进入这场竞争。
玻璃以低损耗、可调 CTE 与大尺寸潜力，成为 2.5D/3D 转接板的新方案
玻璃基板的三大先天优势可以概括为：电学性能好（绝缘、低介电损耗）、热膨胀可调（CTE 3–10 ppm/K 可设计）、大尺寸潜力（面板级加工）。围绕这三点，本文梳理 TGV 的打孔、金属化与可靠性要点。
SCENARIOS
应用场景
玻璃基板在先进封装中的主要落地方向。
3D / Chiplet 集成
作为芯片间互连载体，配合 TGV 实现垂直互连，服务 Chiplet 架构的高密度集成。
面板级封装（PLP）
玻璃可做成 510×515mm 及以上面板尺寸，理论成本随面积扩大显著下降。
高频 / 毫米波
介电常数与损耗因子远低于硅，高频信号传输损耗小，适合毫米波与高速 SerDes 互连。
MEMS 与传感器
玻璃表面天然平整光滑，无需研磨即可直接做精细 RDL 布线，也常用于晶圆键合与气密封装。
玻璃核心基板
作为玻璃核心基板（glass core substrate），与硅形成混合集成的分工。
技术要点
玻璃基板的三大先天优势
- 电学性能：玻璃是优良的绝缘体，介电常数与损耗因子远低于硅，高频信号传输损耗小，特别适合毫米波与高速 SerDes 互连；
- 热膨胀可调：通过配方调整，玻璃的热膨胀系数（CTE）可设计在 3–10 ppm/K 之间，既能匹配硅芯片（2.6 ppm/K），也能匹配有机封装基板，大幅降低热应力翘曲；
- 大尺寸潜力：玻璃可做成面板级尺寸（如 510×515mm），相比 12 英寸硅转接板，理论成本随面积扩大显著下降，这也是「面板级封装（PLP）」路线的核心吸引力。
此外，玻璃表面天然平整光滑，无需研磨即可直接做精细 RDL 布线，这对 1μm 级线宽的封装基板是重大工艺红利。
TGV 打孔工艺：激光诱导刻蚀是主流
TGV（Through Glass Via，玻璃通孔）的成孔方式主要有喷砂、光敏玻璃曝光刻蚀、深反应离子刻蚀（DRIE）与激光诱导深度刻蚀（LIDE）。目前产业化主流是激光诱导刻蚀路线：先用超快激光在玻璃内部诱导改性区，再用湿法刻蚀选择性去除改性材料，形成通孔。该工艺的特点：
- 孔径 20–100μm，深宽比可达 10:1；
- 孔壁光滑（Ra 亚微米级）、无微裂纹，利于后续金属化；
- 打孔速度快，适合批量制造，孔位精度 ±2μm。
激光诱导刻蚀成孔 + 种子层电镀，是当前 TGV 金属化的主流路线
玻璃通孔金属化的主流路线
激光诱导刻蚀成孔 + 种子层电镀，再经电镀填孔与 CMP 平坦化，是当前让玻璃孔导电、并长期可靠的主流工艺路线。
金属化：TGV 的真正难点
打孔只是第一步，让玻璃孔导电并长期可靠才是工程核心：
- 种子层沉积：玻璃表面化学惰性强，金属附着力差，需先沉积 Ti/TiW/Cr 粘附层 + Cu 种子层，深孔内 PVD 覆盖均匀性是难点；
- 电镀填孔：盲孔填充用直流电镀即可，通孔全填充需要特殊添加剂体系抑制孔内空洞（void）——空洞是热循环失效的主要源头；
- CMP 平坦化：去除表面多余铜，为 RDL 布线提供平坦表面。
TGV vs TSV：不是替代，是分工
实践中的趋势是「混合集成」：对密度与散热要求最高的芯片近端互连用硅，大面积扇出与高频走线用玻璃——2.5D 转接板、玻璃核心基板（glass core substrate）都是这一思路的产物。
可靠性验证要点
评估一套 TGV 方案是否可用，建议至少完成：温度循环（-55~125°C，500–1000 次）后的通孔电阻漂移、绝缘电阻（>10⁹ Ω）、气密性（氦检漏，密封场景）与湿热试验（85°C/85%RH）。我们做 TGV 项目交付时，以上检测数据均可随批提供。
我们提供 BF33 等玻璃基板现货与 TGV 打孔、金属化一站式服务，孔位图（DXF/GDSII）发来后 1 个工作日内反馈可制造性与报价，详见 玻璃衬底 / TGV 产品页。
SPECIFICATIONS
参数规格
TGV 与 TSV 对比、三种成孔工艺取舍与典型规格速查。
| 维度 | TGV（玻璃） | TSV（硅） |
|---|---|---|
| 高频损耗 | 极低，毫米波友好 | 较高（硅衬底损耗） |
| 最小孔径/密度 | 20μm 级 | 可达 5μm 级，密度更高 |
| 热导率 | 低（~1 W/m·K），散热弱 | 高（~150 W/m·K），利于散热 |
| 工艺生态 | 新兴，供应链建设中 | 成熟，CMOS 产线兼容 |
| 大尺寸成本 | 面板级潜力大 | 受晶圆尺寸限制 |
| 工艺 | 深宽比 | 最小孔径 | 孔壁粗糙度 | 产能 |
|---|---|---|---|---|
| 激光诱导深度刻蚀（LIDE） | 最高 10:1 | 10μm | < 100nm Ra | 约 100 孔/秒 |
| 聚焦放电（电火花辅助刻蚀） | 约 3:1 | 50μm | < 200nm Ra | 约 1,000 孔/秒 |
| 超短脉冲激光烧蚀 | 约 5:1 | 20μm | < 200nm Ra | 约 10 孔/秒 |
| 参数 | 典型规格 |
|---|---|
| 基材 | Borofloat 33、熔融石英、无碱玻璃、蓝宝石 |
| 直径 | 100 / 150 / 200 / 300mm（4–12 英寸） |
| 孔径 | 10–200μm |
| 通孔间距 | 50–500μm |
| 绝缘层 | PECVD SiO₂（100–500nm）、ALD Al₂O₃（50–100nm） |
| 金属化 | Cu（PVD 种子 + 电镀）、Ti/Cu、TiW/Cu、Cr/Au、Cu/Ni/Au |
| 单孔电阻 | 典型 < 100 mΩ（50×500μm 实心铜填充） |
| 介电损耗 | tan δ < 0.005 |
选择逻辑：追求高密度与高深宽比选 LIDE；孔径较粗、对产能要求高选聚焦放电；研发打样、孔型特殊选超短脉冲激光。
EQUIPMENT
涉及设备与工艺
TGV 从成孔到金属化涉及的主要设备与工艺类别。
| 设备 / 工艺类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| 激光打孔设备 | 超快激光改质系统 + 湿法刻蚀线 | 激光诱导深度刻蚀成孔 |
| 绝缘层沉积设备 | PECVD、ALD | 孔内 SiO₂ / Al₂O₃ 绝缘层 |
| 种子层设备 | PVD 溅射（Ti/Cu、TiW/Cu） | 粘附层与铜种子层沉积 |
| 电镀设备 | Cu 电镀填孔线 | 通孔实心铜填充 |
| 平坦化设备 | CMP 抛光机 | 去除表面多余铜并平坦化 |
| 检测设备 | SEM / FIB、X-Ray / CT、四线 Kelvin 电阻、氦检漏 | 孔型、空洞与可靠性验证 |
CASE STUDY
实际案例
以下案例均已匿名化处理，仅保留合作模式与可分享的结果。
某封测厂：多组孔径 TGV 样品批验证
客户需要多组孔径/深宽比的 TGV 玻璃样品做工艺验证，我们提供参数梯度样品批并随批附孔型与翘曲检测数据。
结果：图纸确认到样品交付 6 周，一次通过验证。
某研发团队：TGV 金属化良率优化
客户自备玻璃孔位图，委托我们完成种子层沉积与电镀填孔，重点控制深孔内空洞率与孔壁覆盖均匀性。
结果：关键批次空洞率控制在约定指标内，转入小批量试产。
结论
玻璃不会简单取代硅，而是与硅形成分工：芯片近端互连继续用硅，大面积扇出与高频走线用玻璃。评估一套 TGV 方案，重点看三件事——成孔工艺能否兼顾孔径与产能、金属化能否抑制空洞、以及热循环与气密性是否达标。把孔位图（DXF/GDSII）发给我们，1 个工作日内即可拿到可制造性评估与报价。
FAQ
常见问题
TGV 会取代 TSV 吗？
不会，更可能是分工。对互连密度与散热要求最高的芯片近端互连仍用硅（TSV）；大面积扇出与高频走线用玻璃（TGV）。2.5D 转接板、玻璃核心基板都是这种混合集成的产物。
玻璃导热差，会不会影响散热？
玻璃热导率约 1 W/m·K，确实弱于硅（约 150 W/m·K）。因此 TGV 更适合高频走线与大面积互连，而发热量大的芯片近端堆叠通常仍配合硅或金属散热结构使用。
提供孔位图后多久能拿到评估？
提供 DXF / GDSII 孔位图后，通常 1 个工作日内反馈可制造性评估与报价；打样周期以孔径、深宽比与金属化要求评估确认。
TGV 的孔是怎么打出来的？
产业化主流是激光诱导深度刻蚀（LIDE）：先用超快激光在玻璃内部诱导改性区，再用湿法刻蚀选择性去除，成孔孔径 20–100μm、孔位精度约 ±2μm。
TGV 金属化难在哪里？
玻璃表面化学惰性强、金属附着力差，需先沉积粘附层与铜种子层；深孔内种子层覆盖的均匀性和电镀填孔的空洞控制是主要难点。
怎么判断一套 TGV 方案是否可靠？
建议至少做温度循环（-55~125°C，500–1000 次）后的通孔电阻漂移、绝缘电阻、气密性（氦检漏）与湿热试验，这些数据可作为验收依据。
TGV 单孔电阻一般能到多少？
以 50×500μm 实心铜填充为例，单孔电阻典型值小于 100 mΩ；配合 tan δ 小于 0.005 的介电损耗，适合高频互连场景。
玻璃基板可以做面板级大尺寸吗？
可以。玻璃可做成 510×515mm 及以上的面板尺寸，相比 12 英寸硅转接板，理论成本随面积扩大显著下降，是面板级封装路线的核心吸引力。
玻璃表面平整度对布线有什么好处？
玻璃表面天然平整光滑，无需研磨即可直接做精细 RDL 布线，对 1μm 级线宽的封装基板是明显的工艺红利。
你们提供哪些玻璃基材和打孔服务？
提供 BF33 等玻璃基板现货，以及 TGV 打孔、金属化一站式服务；孔位图（DXF/GDSII）发来后 1 个工作日内反馈可制造性与报价。
需要 TGV 打孔与金属化配套？
BF33 等玻璃基板现货，孔位图发来 1 个工作日内反馈可制造性与报价。