
随着AI、5G/6G对于芯片算力需求的爆发式增长,先进封装的底层基础正经历关键变革:传统有机材料基板与硅基板的性能瓶颈日益凸显,而玻璃基板凭借其低介电损耗、高平整度等卓越特性,正成为下一代封装的重要方向。
玻璃基板封装的核心技术为TGV(Through Glass Via),即穿过玻璃基板的垂直电气互连。它能显著提升高频信号传输效率,减少封装过程中的热应力问题,在射频芯片、高端MEMS传感器、高密度系统集成等领域展现出了巨大潜力,引发全球产业界的研发与布局热潮。
在这场材料变革浪潮中,全球产业链迅速响应。国外以康宁、旭硝子、肖特等为代表的巨头凭借超薄玻璃、低熔点玻璃等王牌产品的领先优势主导着高端市场;国内以彩虹、凯盛等为代表的企业也在加速技术研发与市场布局。据Global Growth Insights预测分析:2024年TGV基板市场规模约为1.29亿美元,2033年有望增长至18.3亿美元,2025–2033年复合年增长率预计达34.2%。

△知名玻璃基板供应商

△Global Growth Insights预测分析
产业爆发式增长与材料体系的多元化发展相互推动,同时倒逼TGV通孔加工工艺向更高的一致性标准演进。在此背景下,先进的加工能力正成为产业链竞争力的核心要素。
TGV以高品质硼硅玻璃或石英玻璃为基材,通过种子层溅射、电镀填充、平坦化及RDL再布线等工艺实现三维互联。其微通孔直径通常为10-100μm,单片晶圆需集成数百万乃至千万个金属化通孔以满足电气连接需求。在这一复杂工艺体系中,TGV面临三大核心挑战:高精度成孔、高质量金属填充与高密度布线。其中,高精度成孔是后续工艺成败的基础,其质量直接决定封装结构的性能与可靠性。
综合比较各种成孔技术,激光诱导刻蚀法具有加工精度、深径比控制、孔壁质量和加工灵活性方面的综合优势,被业界视为最具产业化潜力的方向。该法具体分为两个步骤:①激光改性:使用超快脉冲激光对玻璃进行选择性改性,形成易刻蚀区域;②刻蚀通孔:利用化学刻蚀液对改性区域快速刻蚀,形成通孔。

△几种成孔技术对比示意图

△激光诱导刻蚀法制作通孔
激光诱导刻蚀法融合了激光与化学刻蚀的双重优势:既避免激光烧蚀可能导致的微裂纹与效率低下问题,又解决纯化学刻蚀难以定向加工的局限。通过调控激光参数与刻蚀条件,可实现对通孔形貌的高精度控制,为后续高质量金属填充与高密度布线奠定坚实基础,有力支撑TGV在高频信号传输与高可靠性封装场景中的规模化应用。
面对TGV技术产业化挑战,华创鸿度推出基于“专用定制激光光源+自主可控刻蚀工艺”的完整解决方案,助力行业突破先进封装工艺瓶颈。
在激光光源方面,公司定制开发的TGV专用超快激光器具备飞秒级短脉宽、优越光束质量(M²<1.2)与高脉冲稳定性(<2%),从源头保障加工精度,最大限度降低热影响。在刻蚀工艺方面,华创鸿度掌握全流程自主可控技术,可根据玻璃成分灵活调配专用刻蚀药液。通过精准调控浓度、温度与处理时间等参数,实现高深径比(>20:1)、低粗糙度(可控至1nm以下)的高质量孔道制备。

△华创鸿度TGV专用光源示意图\

△刻蚀后孔内壁扫描电镜图
该方案具备成孔速度快、无漏孔、孔径一致性强、侧壁粗糙度小,无崩边、无微裂纹等优势,支持通孔或盲孔的灵活加工,孔形与锥度可控,满足工业级大规模制造需求。高深径比结构有助于在有限空间内实现更多互连通道,提升芯片集成密度与性能。

△华创鸿度TGV样品截面与形貌图
目前,该方案已成功制备出多项关键指标优异的TGV样品,展现出将玻璃基板理论优势转化为产品实效的强大量产能力,为先进封装迈向更高性能与高可靠性提供了切实路径。
TGV技术作为先进封装的关键路径,其产业化进程高度依赖于成孔工艺的成熟度。华创鸿度所专注的激光诱导刻蚀工艺,正是推动玻璃基板从“材料创新”走向“规模化应用”的核心环节。
基于对超快激光在先进封装领域潜力的前瞻洞察,公司将持续深耕TGV技术在高性能计算封装中的关键环节,不断推进技术迭代,助力客户在产业浪潮中抢占先机,共同推动行业迈向新高度。

