在半導體行業，隨著摩爾定律逐漸逼近物理極限，通過三維集成提升芯片性能已成為核心發展方向。2.5D/3D封裝、異構集成等先進封裝技術的普及，對垂直互連密度和基板性能提出了更高要求。傳統的硅基板在高頻信號傳輸、制造成本和工藝復雜度等方面的局限性日益凸顯，而玻璃基板憑借獨特優勢，正成為下一代芯片基板的理想選擇。

玻璃通孔（TGV, Through Glass Via）作為實現玻璃基板三維集成的關鍵技術，猶如芯片世界的“微型通道”，引領著半導體封裝從“硅基時代”向“玻璃基時代”過渡。

TGV工藝的基本介紹

TGV(Through Glass Via)，是穿過玻璃基板的垂直電氣互連。與TSV(Through SiliconVia)相對應，作為一種可能替代硅基板的材料被認為是下一代三維集成的關鍵技術。

TGV 以高品質硼硅玻璃、石英玻璃為基材，通過激光誘導、蝕刻、種子層濺射、電鍍填充、化學機械平坦化、RDL、Bump工藝引出實現3D互聯。TGV是直徑通常為10um-100um的微通孔。對于先進封裝領域的各種應用，每片晶圓上通常需要應用數萬個到于數百萬個TGV通孔并對其進行金屬化以獲得所需要的導電性。

與硅通孔（TSV）工藝相比，TGV的優勢主要體現在：

1）優良的高頻電學特性：玻璃材料是一種絕緣體材料，介電常數只有硅材料的1/3左右，損耗因子比硅材料低2-3個數量級，使得襯底損耗和寄生效應大大減小，保證了傳輸信號的完整性；

2）低成本：受益于大尺寸超薄面板玻璃的易獲取性，且不需要在襯底表面及 TGV 內壁沉積絕緣層，玻璃轉接板的制作成本大約只有硅基轉接板的 1/8，有利于降低整體封裝成本；

3）工藝流程簡單：無需復雜的絕緣層沉積工藝，且超薄轉接板中不需要減薄，簡化了生產流程，提高了生產效率；

4）機械穩定性強：即便轉接板厚度小于100μm 時，翹曲依然較小，保證了封裝結構的穩定性和可靠性；

5）應用領域廣泛：作為晶圓級封裝領域的新興縱向互連技術，在射頻芯片、高端 MEMS 傳感器、高密度系統集成等領域具有獨特優勢，是下一代高頻芯片 3D 封裝的首選之一。

TGV核心工藝段

1）玻璃基板準備：選擇特定成分、厚度和表面質量的超薄玻璃。

2）激光打孔/刻蝕：利用飛秒激光或濕法/干法刻蝕技術在玻璃上形成微孔。

3）絕緣層沉積與種子層沉積：在孔壁和內表面沉積絕緣層以確保電氣隔離，然后沉積金屬種子層。

4）電鍍填充：通過電鍍方式，用金屬（主要為銅）完全填充通孔。

5）表面平坦化 (CMP)：化學機械拋光移除多余金屬，使玻璃表面平坦。

6）再布線層 (RDL) 制作：在玻璃表面沉積絕緣層、制作圖形、電鍍布線，形成所需的互連電路。

7）測試、切割：對完成互連的晶圓進行測試，切割成單個器件（Chiplets）用于后續封裝集成。

實現TGV全工藝AOI檢測全覆蓋

TGV工藝的精密性和基材特性，使得每個環節都潛伏著影響最終良率與可靠性的“微納級殺手”：

1）來料環節：Particle、劃痕、微裂紋與內部氣泡。

2）誘導環節：孔形不規則、通孔缺陷、面孔圓度不均勻、上下面孔位置度不一致。

3）蝕刻環節：漏孔、孔不通、直徑不良、真圓度不良、孔內異物、表面臟污。

4）RDL制作：線寬/線距偏差、斷線/短路、層間對位失準。

在 TGV 工藝的各個環節中，任何一個微小的缺陷都可能對最終產品的性能和可靠性產生嚴重影響。缺陷尺寸微小（常在微米至亞微米級別）、形態多樣，人眼無法可靠識別，依賴傳統抽檢如同“大海撈針”，風險極高、效率低下，無法滿足大規模量產對高良率的要求。AOI檢測成為保障TGV工藝良率和可靠性的核心屏障。

華屹超精密針對玻璃透明性、高反光性以及微孔高深寬比、高精度填充等獨特挑戰，自研AOI檢測設備，從來料檢測、激光誘導、化學蝕刻，到PVD/電鍍金屬化及重布線層（RDL）制備等每個工藝段進行嚴格的檢測，具備超高的分辨率和檢測精度，能夠檢測到微米級甚至亞微米級的缺陷，克服行業檢測痛點，促進工藝優化與良率提升。

TGV 工藝段的成熟，標志著半導體封裝從“硅基時代”向“玻璃基時代”的過渡。隨著產業鏈協同深化與工藝瓶頸突破，TGV 有望在未來 5-10 年迎來規模化應用爆發期，推動三維集成進入“玻璃基板+高密度通孔”的全新時代。

對于中國半導體產業而言，聚焦 TGV 材料研發、設備國產化及工藝創新，將是在先進封裝領域實現彎道超車的關鍵機遇。在對三維集成技術需求日益增長的背景下，華屹將繼續發揮技術創新優勢，推動 TGV全工藝AOI 檢測技術的不斷發展，為半導體產業的進步做出更大的貢獻。