玻璃基板的核心工艺是TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)
成孔:工艺路线刚刚收敛
目前最稳定的主流方案是飞秒激光诱导配合湿法刻蚀。
其原理是:飞秒激光瞬时功率极高,在玻璃基板上产生非线性光学效应,诱导出改质区域;随后将基板浸润在化学药液中,诱导区域优先被腐蚀,形成通孔。通过控制药液循环,可将孔的锥度从50%优化到接近100%(完全垂直),同时避免常规钻孔带来的微裂纹和侧壁粗糙问题。侧壁粗糙度直接影响后续PVD种子层和电镀铜的附着力,如果孔壁太粗糙,铜层容易脱落,最终导致导电失效或玻璃破碎。
填孔:真正的“硬骨头”
然而,打孔只是第一步。真正的产业卡点在电镀填铜。
在
TGV
成孔工序完成后,如何实现通孔内部的金属化填充及表面的精细布线,是决定玻璃 基板电气连接质量的关键。从业者直言:“打孔相对简单,电镀才是最难的。玻璃孔多、孔径窄且密,要保证每一颗孔内的铜填充一致性,避免出现空腔体。一旦有空洞,不仅导电失效,热应力下还会导致玻璃破碎。”
一名CMP设备从业者表示,核心问题集中在电镀均匀性和孔的填实度两大维度。他表示,前段时间的打样过程中就频繁出现空孔未镀实的情况。
目前国内做玻璃基板加工较早的企业包括京东方、沃格光电(通格微)、厦门云天、佛智芯、三叠纪(迈科)、安捷利美维、成都奕成等,但这些企业普遍
CMP 设备购买量极少,根本原因正是电镀环节的瓶颈尚未突破。为了满足高精度产品的打样和小批量生产需求,不少企业只能选择将样品送往韩国代工,但这一方案成本极高,且面临严峻的运输难题:玻璃基板尺寸大、又薄又脆,极易在运输过程中破碎,企业不敢通过快递寄送,只能采用客户自提、专人专车护送甚至人工携带的方式,极大增加了时间和经济成本。
由于玻璃材料具有极高的化学稳定性和致密的表面结构,其表面能较 低且缺乏活性官能团,导致传统的金属沉积工艺难以在玻璃界面形成强有力的物理或化学结合。因此,TGV
金属化不仅涉及电化学填充动力学的精确控制,更需要在异质界面工程、种子 层附着力增强及应力管理等方面实现突破。图
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示意性地展示了
TGV
金属化填充与精细 布线工艺。

实现
TGV
内部无空洞、无缝隙的铜填充是工艺难点,尤其是针对深径比极高的盲孔或通孔, 电解液在孔内的扩散受限极易导致孔口过早封闭而形成“空洞”。为解决这一问题,目前工业界 普遍采用“底向上”的填充模式,即通过调控电镀液中抑制剂、加速剂和整平剂的协同作用,实 现金属从孔底向上生长的填充机制。具体而言,抑制剂(如聚乙二醇
PEG)通常因分子量较大 优先吸附于孔口,增加局部极化阻力。而加速剂(如有机硫化物
SPS)则能扩散至孔底,促进铜 离子的快速还原。通过动态调节不同添加剂在孔内外的浓度分布,可使孔底沉积速率高于孔 口区域,从而实现由底部向上逐步推进的致密填充。在此基础上,脉冲电镀及周期性换向脉冲电 镀(PPR)技术可进一步改善孔内离子传输和电流分布均匀性;同时结合高频振动等辅助方式, 还能够增强孔内外电解液交换效率,缓解超高深径比结构中的传质受限问题,从而提升填充完整 性和沉积质量。
電鍍銅填充(Copper Electroplating)
通過電化學沉積(ECD)將銅填充到通孔中,實現垂直導電通道。這是TGV工藝中最關鍵的步驟之一。電鍍液為CuSO₄+H₂SO₄體系,配合三種有機加入劑協同工作:
加速劑(如SPS):加速孔底沉積抑製劑(如PEG):抑製表面沉積整平劑(如JGB):改善表面平整度三者協同實現自底向上的"底部-up"填充模式,確保無空洞(Void-free)填充。電流密度通常為1-3 ASD,填充速率0.5-2 μm/min。
吉和昌:公司长期深耕表面工程化学品,SPS 属于酸性镀铜体系中的关键功能添加剂。公开产品资料显示,SPS 可作为镀铜光亮剂,使铜镀层结晶细化,并提高电流密度能力。这个能力放在传统 PCB、铜箔里是添加剂,放到先进封装、玻璃基板、电镀铜金属化体系里,就可能变成工艺放大的“隐形抓手”。
市场此前更多把吉和昌看成锂电铜箔添加剂公司,但这恰恰可能低估了它的二次成长曲线。铜箔添加剂锻炼的是高纯合成、配方协同、镀铜体系理解和客户验证能力;而玻璃基板、先进封装、PCB 高端化,本质上同样需要更高等级的电镀材料体系。
吉和昌的核心逻辑是:表面工程化学品底盘 + SPS 镀铜添加剂能力 + PCB/半导体应用延伸 + 玻璃基板产业趋势。
2024 年公司 SPS 销量超过 700 吨,国内锂电铜箔用 SPS 添加剂市场规模约 1000–1300 吨,对应销量口径市占率大约 54%–70%
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