玻璃基板可靠度有待验证　产学研投入TGV电气、机械性质关键

玻璃通孔（TGV）金属化是发展玻璃基板封装的关键技术指标。李建梁摄

台湾供应链指出，高端载板所需的Low CTE玻纤布供应持续吃紧，次时代高端载板所使用的玻璃核心（Glass Core）目前仍处于技术验证与供应链建构阶段，仍须克服材料脆性、玻璃通孔（TGV）金属化一致性、加工与可靠度验证等挑战。

而学界研究发现，随着电子半导体元件线路密度以及功率快速增加，高分子材料基板逐渐不敷高频以及高瓦数元件的使用，玻璃基板已成为趋势。

据业界分析，AI芯片所需的高端ABF载板持续朝大尺寸、高层数与高密度方向发展，制程复杂度与生产周期同步提高，加上良率、材料供应及客户认证等限制，供给扩张速度相对有限。

在先进封装技术方面，AI芯片封装规模持续扩大，推动CoWoS朝更大中介层与封装面积发展，也使载板面临翘曲、共平面性、信号完整性与供电效能等更严格挑战。

学界研究指出，矽光子封装是下一代先进封装技术的核心，其中关键技术的共同封装光学（CPO），将采用铜-铜（Cu-Cu）直接键合进行垂直整合，并在芯片（Chip）与晶圆（Wafer）间使用玻璃基板进行铜布线。相较传统锡（Sn）制程，纯铜线路能降低接触电阻、减少信号损失、缩短传输路径，并改善芯片散热问题。

然而，封装材料在反覆热循环条件下所承受之热应力问题日益显着，其中翘曲（warpage）与界面剪切应力集中，已成为影响2.5D/3D封装长期可靠度的重要因素。特别是在矽芯片与高分子封装材料组成之异质结构中，由于材料间热膨胀系数差异甚大，容易在温度变化过程中诱发界面劣化与结构变形。

目前发展中的玻璃通孔（TGV）金属化，是发展玻璃基板封装的关键技术指标，但仍有技术瓶颈，包括高纵深TGV金属化极为不易；须处理玻璃和金属铜间因热膨胀系数差异所导致的热应力问题。

因此，如何全面提升TGV的电气特性、机械性质及热可靠度，建立玻璃基板封装所需的关键技术是目前学界研发的项目之一。

学界指出，IC与中介层（Interposer）多采用以化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）为主的乾式制程作为种子层的金属化；而IC载板与PCB则以湿制程的无电镀沉积为主。与乾式金属化相较，无电镀被认为是一成熟制程且具强大成本及量产性优势，但无法应用在中介层及IC中极细线路的制程中。台湾的无电镀技术势必要再升级，才能因应次时代基板的需求。

责任编辑：许经仪