CoWoS先进封装导入:玻璃基板及TGV设备厂商梳理

2026-06-17 20:23:471

前言:台积电发布CoWoS玻璃基板开发计划,携手ABF载板厂商Ibiden、面板厂商群创,共同验证玻璃基板导入CoWoS先进封装的可行性。

一.
IC载板概览

IC载板即封装基板,本质是一种高密度多层互连板;在芯片封装环节中,用于连接裸芯片与PCB板,实现电气连接、机械支撑、散热防护功能。

1.1 存在原因

裸芯片I/O引脚间距远小于PCB的布线精度,无法直接互联,需IC载板作为两者的精度桥梁:

(1)芯片侧连接:通过引线键合、倒装焊等工艺连接芯片的微凸点(Bump)。

(2)载板内部工作原理:将芯片引脚向外扇出(Fan-out)、重新排布(RDL)并逐步拉宽,以匹配PCB的大间距焊盘。

(3)PCB侧连接:采用BGA焊球阵列与PCB连接。

1.2 按基材分类

(1)有机基板:当前主流,性能均衡,技术成熟度高;以BT树脂、ABF树脂为基材,用于消费电子、汽车电子、服务器等场景。

(2)陶瓷基板:以氧化铝、氮化铝为基材,散热及高频性能优异,但脆性大、尺寸有限、布线密度低,用于光模块、功率半导体、射频器件。

(3)玻璃基板:以电子级特种玻璃为基材,平整度高、损耗低,但脆性高导致加工难度大、工艺尚未完全成熟。

二. 玻璃基板概览

玻璃基封装载板是以高硼硅玻璃为基材,通过TGV(玻璃通孔)技术实现层间互连的新一代载板,被视为解决AI芯片封装瓶颈的关键方案。

2.1 主要优势

(1)热稳定性优异:高温形变小,热膨胀系数与硅接近,有效抑制翘曲问题,提升良率。

(2)超高平整度:表面粗糙度远低于有机材料,支持2.5D/3D先进封装的高精度键合。

(3)高密度/低损耗:TGV通孔直径小,同面积下开孔数量更多;高频信号损耗低,匹配高速传输需求。

2.2 制备工艺流程

(1)原片预处理:将玻璃原片减薄至目标厚度(100-300μm),并达到纳米级表面平整度。

(2)湿法蚀刻成孔:使用超快激光钻出垂直通孔(TGV)。

(3)孔内金属化:通过PVD工艺在孔壁沉积种子层,再通过电镀铜工艺完成通孔填充与铜层增厚,实现垂直电气导通。

(4)线路图形化:在基板表面制作再布线层(RDL),通过光刻、蚀刻等工艺形成精密线路。

(5)后处理与检测:进行表面研磨、凸点加工,并进行电气、可靠性测试。

2.3 产业进展与难点

CoWoS封装结构中,自上而下层级:GPU/HBM→硅中介层(互连层)→有机封装基板→PCB。

目前方案主要有两种:采用玻璃替换Substrate芯层,即玻璃芯基板;采用玻璃替换硅中介层,即玻璃中介层。

工艺卡点:各环节良率有待提高,如TGV成孔良率、通孔填铜(铜与玻璃孔壁附着力差)、平整度管控(大尺寸超薄基板翘曲)等。

2.4 产业格局

(1)玻璃基板:三星电机(韩)、京东方a、长信科技沃格光电蓝思科技

(2)TGV激光钻孔设备:帝尔激光大族数控德龙激光英诺激光

(3)电镀设备/化学品:东威科技盛美上海天承科技三孚新科

(4)高硼硅玻璃原片:康宁(美)、肖特(德)、AGC(日)、力诺药包凯盛科技旗滨集团

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