网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

TGV的瓶颈,在哪里?

0
分享至

公众号记得加星标⭐️,第一时间看推送不会错过。

近来,全球半导体与面板产业正同时押注同一个方向——玻璃基板(Glass Core Substrate)。从三星、英特尔、AMD,到康宁、AGC,以及友达、群创等面板制造商,几乎整个产业链都在围绕一块 510mm×510mm、厚度仅约100微米(0.1mm) 的超薄玻璃展开新一轮竞赛。

原因并不难理解。随着AI GPU从单芯片迈向数千瓦级系统封装,传统ABF有机基板开始受到热膨胀、翘曲和尺寸稳定性的限制,而玻璃拥有极低的CTE(热膨胀系数)、更高的平整度和更好的高密度互连能力,被认为是未来2.5D、3D封装最有希望的核心载体。各家发布会上,人们看到的是数百万个TGV通孔、超高布线密度,以及“下一代AI封装平台”的宏大叙事。

但真正进入工厂后,工程师面对的却是另一幅景象。

一块510毫米见方、厚度只有0.1毫米的玻璃,其机械刚性甚至不如一张银行卡。它必须经历激光钻孔、化学蚀刻、清洗、电镀、曝光、研磨、检测等数十道工序,其间还要反复搬运、夹持、翻面和重新定位。业内人士坦言,在实验线中,如果没有成熟的支撑与载具系统,超薄玻璃经过完整流程后的综合破损率可能超过80%。真正困住玻璃基板产业的,不是材料性能,而是制造过程中不断累积的机械应力与热应力。

目前最成熟的TGV(Through Glass Via)方案,本身就是一场“先破坏、再利用”的工艺。

主流路线通常采用超快激光在玻璃内部形成改性层,再利用氢氟酸等湿法蚀刻将改性区域溶解,最终形成贯穿玻璃的微通孔。这种“激光改性+化学蚀刻”能够加工出直径仅十几微米、纵横比极高的TGV,也是目前产业化程度最高的技术路线。

问题在于,玻璃在激光作用下已经产生了大量不可逆的微观损伤。激光形成的并不是一个真正意义上的孔,而是一条由数百纳米级缺陷连续组成的“损伤轨迹”,随后再通过化学蚀刻将这些区域打开。理论上这是高效率工艺,但实际上,每一个孔壁周围都残留着应力集中区。随着后续清洗、铜填孔、电镀和双面加工不断进行,这些原本肉眼不可见的微裂纹会逐渐扩展,并沿孔壁形成级联裂纹,最终导致整片玻璃在某一道看似普通的工序中突然碎裂。换句话说,玻璃真正死亡的原因,往往不是第一次钻孔,而是后面几十道制程共同完成的“慢性疲劳”。

比钻孔更棘手的,则是玻璃如何被固定。

过去几十年,半导体设备几乎全部建立在真空Chuck体系之上:利用负压将硅晶圆牢牢吸附,再完成曝光、刻蚀和检测。然而硅晶圆厚度通常在700微米左右,而玻璃基板只有100微米,两者的力学行为完全不同。当真空吸力作用于超薄玻璃时,玻璃会主动弯曲贴合托盘,原本自由的热膨胀被完全限制。一旦激光钻孔产生局部高温,热量无法均匀释放,应力便集中在钻孔区域,轻则产生翘曲,重则直接炸裂。

更讽刺的是,这套真空系统甚至会因为钻孔本身而失效。

在TGV加工开始之前,真空吸盘依赖玻璃完整表面形成密封腔体;可当第一批通孔被激光打穿后,玻璃上下瞬间连通,原本稳定的负压开始泄漏,吸附力迅速下降,基板发生微米级滑移。对于孔径只有二三十微米、Overlay要求达到数微米以内的先进封装而言,这种位移足以让后续所有孔位产生累计误差,良率随之大幅下降。

为了弥补这一问题,不少设备厂开发了拥有数万甚至十几万个微型Pin的主动调平平台。每一根Pin都可以独立升降,通过实时补偿玻璃翘曲来维持平整度。但这也意味着,每更换一种玻璃尺寸、厚度甚至图形密度,都需要重新建立支撑模型和校准参数。原本应该自动化的先进制造,反而演变成依赖复杂机械补偿的“精密手工艺”。

另一条看似更合理的路线,是让玻璃始终贴在一块载板上加工。

目前大量研发线采用Temporary Bonding(临时键合)方案,通过UV胶、热熔胶或聚合物薄膜,将100微米玻璃整体粘接到硅片或玻璃载板上,再完成钻孔和布线。这种方法确实显著提升了搬运稳定性,也避免了玻璃在高速扫描时发生振动,因此成为许多企业验证工艺的首选。

然而,它又陷入了另一个热力学困境。

激光钻孔本质上是一个瞬时高能量输入过程,局部温度会急剧升高。当玻璃被胶层牢牢束缚时,热量既无法快速向空气扩散,也无法让材料自由伸缩,应力只能积聚在玻璃与胶层之间。随着数百万个TGV连续加工,这些热应力不断叠加,最终表现为整体翘曲、界面剥离,甚至整片玻璃塌裂。此外,完成加工后还必须经历脱胶、清洗、去残胶等额外流程,不仅增加成本,也进一步拉低量产节拍。传统玻璃键合工艺本身就需要严格控制热应力,否则冷却阶段极易产生开裂,这一问题在超薄玻璃上尤为明显。

真正值得注意的是,玻璃基板今天最大的竞争焦点,已经悄然发生变化。

过去行业讨论的是“谁能做出最小的TGV”“谁的玻璃材料最好”;而现在,越来越多设备厂、材料厂和封装厂投入资源解决的,却是搬运系统、临时载具、无真空夹持、应力释放以及整线自动化。这意味着,玻璃基板的胜负手已经不只是材料创新,而是一套覆盖搬运、固定、钻孔、曝光、电镀、翻面到检测的完整制造体系。

对于AI先进封装而言,100微米玻璃或许已经不是最难制造的材料,却是最难量产的材料。谁能够让这块超薄玻璃安全穿越数百道工序,并把破损率从80%降到个位数,谁才真正握住了下一代封装平台的入口。

(来源:内容来自半导体行业观察综合)

*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4508内容,欢迎关注。

加星标⭐️第一时间看推送



求推荐


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
韩旭硬扛全场仍61:90输法国,赛后她没放过张子宇,说出了心里话

韩旭硬扛全场仍61:90输法国,赛后她没放过张子宇,说出了心里话

江启
2026-09-11 05:24:48
局势反转!马科斯没想不到!不是莎拉倒台,而是被老杜一家穷追猛打

局势反转!马科斯没想不到!不是莎拉倒台,而是被老杜一家穷追猛打

麓谷隐士
2026-09-11 12:44:47
WTT常规赛:大爆冷!女单头号种子输球,1:4输平野,日本3冠收官

WTT常规赛:大爆冷!女单头号种子输球,1:4输平野,日本3冠收官

空谷幽幽蓝
2026-09-11 16:08:33
卡里克真敢用!多古首次客串左后卫拿MVP,曼联左路隐患解决了?

卡里克真敢用!多古首次客串左后卫拿MVP,曼联左路隐患解决了?

体坛鉴春秋
2026-09-11 15:25:35
对不起刘翔,对不起很多人……

对不起刘翔,对不起很多人……

红色少女主播
2026-09-11 00:58:18
彻底重建!女篮世界杯暴露致命短板,仅四人值得长期重点培养

彻底重建!女篮世界杯暴露致命短板,仅四人值得长期重点培养

体育见习官
2026-09-11 15:21:24
青岛货轮火灾事故已致25人遇难,涉事货轮为散货船,悬挂利比里亚国旗,已抵达青岛10天

青岛货轮火灾事故已致25人遇难,涉事货轮为散货船,悬挂利比里亚国旗,已抵达青岛10天

上观新闻
2026-09-11 06:45:41
不愧被开拓者相中!首秀23+4,超越张镇麟曾凡博,成现役亚洲第一前锋

不愧被开拓者相中!首秀23+4,超越张镇麟曾凡博,成现役亚洲第一前锋

兵哥篮球故事
2026-09-10 18:56:22
WTT澳门冠军赛:周启豪浪费好局!7-3被逆转,美国1哥追到1-1!

WTT澳门冠军赛:周启豪浪费好局!7-3被逆转,美国1哥追到1-1!

刘姚尧的文字城堡
2026-09-11 14:05:59
全线崩盘!利曼防线彻底塌陷,俄军被迫沿河死守,双线遭乌军包夹

全线崩盘!利曼防线彻底塌陷,俄军被迫沿河死守,双线遭乌军包夹

斯德哥尔摩的帕金森
2026-09-08 23:10:22
从北京中转!朝鲜运动员特殊途径入境日本 亚运会期间受严格限制

从北京中转!朝鲜运动员特殊途径入境日本 亚运会期间受严格限制

念洲
2026-09-10 19:33:03
5年每月1500元,男子停资助遭女生质问:尽快打过来不然曝光你!最新回应

5年每月1500元,男子停资助遭女生质问:尽快打过来不然曝光你!最新回应

上观新闻
2026-09-10 10:01:26
太强了!亚运男篮首轮诞生碾压局,日本狂轰18记三分,45分血洗对手拿下开门红

太强了!亚运男篮首轮诞生碾压局,日本狂轰18记三分,45分血洗对手拿下开门红

用伤口豢养白鸽z
2026-09-11 03:41:40
太阳报:伯利在同意出售股份后,已接近离开切尔西

太阳报:伯利在同意出售股份后,已接近离开切尔西

懂球帝
2026-09-11 15:30:14
女篮启程回国,3天后去打亚运会,12人名单微调,宫鲁鸣没带韩旭

女篮启程回国,3天后去打亚运会,12人名单微调,宫鲁鸣没带韩旭

萌兰聊个球
2026-09-11 14:37:24
湖北小县城的工资已经开始崩塌

湖北小县城的工资已经开始崩塌

火锅局
2026-09-10 13:09:05
一波未平一波又起!打假人举报付曾学术造假,付磊女儿曝爷爷大瓜

一波未平一波又起!打假人举报付曾学术造假,付磊女儿曝爷爷大瓜

阿讯说天下
2026-09-11 11:29:31
省下 1. 5 亿!巴萨捡到绝世神锋!实力碾压阿尔瓦雷斯

省下 1. 5 亿!巴萨捡到绝世神锋!实力碾压阿尔瓦雷斯

澜归序
2026-09-11 09:52:45
砍15+6开门红!中国男篮23岁2米23中锋归来:扮演杨瀚森替身冲冠

砍15+6开门红!中国男篮23岁2米23中锋归来:扮演杨瀚森替身冲冠

李喜林篮球绝杀
2026-09-11 11:37:17
5年倒闭15000家!曾经的街边小吃之王,为什么没人吃了?

5年倒闭15000家!曾经的街边小吃之王,为什么没人吃了?

房产衫哥
2026-09-08 18:21:11
2026-09-11 17:03:00
半导体行业观察
半导体行业观察
专注观察全球半导体行业资讯
14728文章数 35028关注度
往期回顾 全部

科技要闻

罗永浩连用7个“抄的”吐槽苹果折叠屏

头条要闻

"男子称停资助遭受助学生质问"疑反转 民政局查无此人

头条要闻

"男子称停资助遭受助学生质问"疑反转 民政局查无此人

体育要闻

37岁还能场场进球,还能翻跟头!

娱乐要闻

黄晓明直言帮太多白眼狼,杨颖遭殃

财经要闻

千叶珠宝创始人夫妇失联 股价应声"腰斩"

汽车要闻

买菜车也有小乐趣 风云T7不止是台合格家用SUV

态度原创

房产
时尚
数码
健康
本地

房产要闻

时隔7年,绿地海南再拿地!

女人不管三十还是四十,衣服都可以多穿白色,清爽百搭又减龄

数码要闻

友通推工业ITX主板ARH171/ARH173,支持"MTL" "ARL"处理器

手脚发麻口齿不清?也可能是中风!

本地新闻

拼假 13 天国内长线路线合集

无障碍浏览 进入关怀版