半导体常提到的TGV玻璃通孔基板是什么 - 详解

TGV在3D IC封装中发挥了巨大的作用，3D IC的堆叠集成类似于建造建筑物，楼层和楼层通过上层建筑和公用设施管道相互连接。玻璃基板就像“地板”，层与层之间的过孔就像连接整个建筑的电力或水管线。因此，TGV 填充过程是堆叠集成中不可或缺的一部分，占包装成本的 30%。

玻璃中介层是具有大量孔洞的玻璃基板，这些孔通过玻璃基板供应垂直电连接。它们被称为玻璃通孔 (TGV) 基板。玻璃通孔 (TGV) 形成允许使用玻璃作为 3D 集成基板，适用于 RF 模块和传感器封装等应用。

玻璃作为晶圆或面板基板已被广泛用于图像传感器的覆盖等应用，或作为集成无源器件的低损耗载体。由于玻璃加工的改进和光子封装的实施增加（需要更高的内容传输速率），具有更高功能的玻璃基板对先进封装更具吸引力。光滑的表面允许建立超精细布线。此外，由于其透明特性，它非常适合光子元件的组装。

定义通孔开口的角度。就是在玻璃基板中制造的过孔行是盲孔或直通孔。通孔可以制造成不同的直径和形状。还有其他主要参数，例如过孔纵横比和锥角。纵横比是通孔直径与通孔深度的关系。锥角

通孔的形成对于中介层来说是必不可少的。TGV 基板是结合激光和蚀刻技术制造的。激光对玻璃进行了修改，削弱了预定区域的玻璃结构。与周围材料相比，这可以提高这些修改区域的蚀刻速率。这个过程称为激光诱导蚀刻。该过程不会在玻璃中产生任何裂缝，并允许在玻璃中产生盲孔和通孔。先进的激光加工和蚀刻技术可以搭建非常高的纵横比。典型的通孔直径为 20 - 100 微米，典型的纵横比为 1:4 - 1:10。

高性能计算、第五代 (5G) 通信和物联网 (IOT) 应用对带宽的不断增长需要更少的高频损耗和更高的孔深/尺寸比垂直互连需要具有高纵横比的 TGV。还需要大量紧密定位的过孔——高密度过孔。要在同一区域获得高密度的过孔，要求每个过孔占用的空间最小。此种要求导致对更小锥角的需求，以更大锥角为特征的大开口过孔变得不利。

为了获得高纵横比的孔，需要高选择性的蚀刻工艺。根据玻璃的选择，在某些情况下用酸蚀刻就足够了。但在很多情况下，酸性蚀刻的结果并不符合要求，因为蚀刻速度很快。这导致工艺选择性低，无法实现高纵横比并导致更高的锥角。

当然可以考虑基于碱性介质的优化的高选择性蚀刻工艺，可以保持非常高的选择性并缩短工艺时间。高选择性 碱性 蚀刻工艺可搭建：

1.极低的锥角，低至 1 度

2.处理时间非常短

3.高纵横比通孔

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