玻璃中介层凭借低介电、高平整度、支持大尺寸拼接等优势,成为高频、光电先进封装的重要技术路线。在整套互连链路中,PVD镀膜承担着种子层制备等关键环节。行业内常常将TGV孔内镀膜、RDL表面布线、通用PVD混为一谈,但三者技术目标、攻克的工程难点完全不同,并不能简单互相替代。

 

01

TGV-PVD

聚焦高深通孔内部的种子层制备

      TGV即玻璃通孔,指在玻璃基板上加工大量又深又窄的微孔,依靠孔内壁的金属种子层,实现玻璃基板上下垂直导通。以深宽比10:1的结构为例,孔洞深、开口狭小,镀膜离子很难抵达孔道深处,这是该工序最大的工程难点。

如果采用常规PVD实现TGV通孔种子层: 

      只能不断加厚表面总膜厚(>5000 nm),寄希望少量金属溅射到孔内壁,随之带来诸多量产痛点:

1

台阶覆盖率不足1%,孔内壁很难形成连续有效的铜层;

2

厚膜产生巨大内应力,造成玻璃基板翘曲变形;

3

孔口极易被堆积的金属封堵,直接导致器件失效;

4

镀膜周期长,量产效率低下。

      高离化率TGV‑PVD工艺跳出 “依靠堆表面厚度换取孔壁镀层” 的传统思路。同等10:1高深宽比条件下:

表面总沉积厚度仅1200 nm,就可满足孔壁≥50 nm种子层厚度的导通需求;

台阶覆盖率提升至4%以上,金属离子可以有效抵达通孔深处;

镀膜时长压缩至20%左右;

膜层整体应力更低,基板翘曲可控,规避孔口堵塞风险,满足量产验证条件。

      通俗理解:如同墙体上打出很多深井,TGV‑PVD的核心,就是给深井井壁镀上连续导电层,打通墙体上下两面。

 

02

RDL重布线

玻璃基板表面平面互连工序

      TGV通孔完成孔内金属化,实现垂直导通之后,后续需要开展RDL重布线。RDL重布线是在玻璃基板表面制备厚铜线路网络,将各个TGV通孔的信号重新分配、引出,实现芯片之间的互联。该工序重点关注整片基板表面铜层厚度均匀性、低翘曲度、高平整度,处理对象以平面结构为主,无需处理高深微孔。TGV通孔完成孔内金属化,实现垂直导通之后,后续需要开展RDL重布线。RDL重布线是在玻璃基板表面制备厚铜线路网络,将各个TGV通孔的信号重新分配、引出,实现芯片之间的互联。该工序重点关注整片基板表面铜层厚度均匀性、低翘曲度、高平整度,处理对象以平面结构为主,无需处理高深微孔。

      通俗理解:墙体的深井已经打通,RDL重布线是在墙体正反表面铺设信号线路,把一个个 “井口” 相互连通。

      关键认知:TGV孔内种子层镀膜与RDL表面布线,二者技术诉求完全不同。TGV‑PVD重在让离子进入深孔,并不擅长制备微米级超厚表层铜;面向RDL的 PVD工艺重点攻克平面厚铜均匀性,无法兼顾高深通孔内壁镀层覆盖,二者不能互相替代。

 

03

常规PVD

通用性强,但存在明确场景局限

      常规PVD在刀具、模具、普通平面零部件领域已经实现大规模成熟应用。但应用在玻璃先进封装领域,会暴露明显短板:

1

用于TGV通孔:只能依靠加厚膜层,带来翘曲、堵孔、效率低下等问题,很难达到量产良率;

2

用于RDL厚铜布线:沉积厚铜时应力大,整片基板的均匀度、平整度很难满足芯片封装严苛指标。

 

三者工艺维度对比

 

玻璃基板互连完整工序链路

1

玻璃基板制备TGV微小通孔;

2

TGV‑PVD:通孔内壁制备铜种子层,实现基板上下垂直导通;

3

流转至后道RDL重布线工序,完成表面信号互联。

 

写在最后

 

      玻璃基先进封装是一套多工序协同的复杂体系。行业内普遍存在一种误区:期待一套 PVD方案,同时解决孔内种子层和表面重布线两大需求。但量产的核心不是简单 “把膜镀上”,而是匹配不同工序的核心诉求:通孔镀膜需要离子定向抵达深孔内部;表面布线追求厚铜、低应力、整片均匀。两道工序优化方向截然不同。厘清工艺边界,更有利于项目前期方案评估和风险预判。艾瑞森已建成TGV玻璃通孔种子层PVD量产产线,专注于通孔金属化工艺与装备落地。

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作者 808, ab