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新一代IC载板进展提速:玻璃基板及TGV设备厂商梳理

(来源:伏白的交易笔记)

前言:5月20日,京东方与康宁签订合作备忘录,双方将围绕玻璃基封装载板、可折叠玻璃、光互连等领域开展合作。

一. IC载板概览

IC载板封装基板,本质是一种高密度多层互连基板;封装环节中,用于连接裸芯片与PCB板,实现信号传输、机械支撑。

1.1 存在原因:密度差

裸芯片I/O引脚间距在20μm以下、引脚数突破10万根,远小于PCB线宽/线距,无法直接互联,需IC载板作为中间载体:

(1)芯片侧接入:采用超细线路,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:将芯片密集的引脚向外扇出(Fan-out)、重新排布(RDL),将20μm间距逐步拉宽。

(3)PCB侧接入:采用BGA焊球阵列与PCB连接(行业标准方案)。

1.2 核心功能

(1)电气连接:实现芯片与PCB板之间的信号和电力传输。

(2)机械支撑:固定芯片位置,提供机械支撑和保护。

(3)散热防护芯片与PCB的热膨胀系数差异大,作为缓冲层传导芯片热量。

1.3 按基材分类

(1)有机基板:当前主流,BT树脂、ABF树脂为基材成本适中、性能均衡,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,用于功率半导体、射频器件。

(3)玻璃基板:以高硼硅玻璃为基材平整度高损耗低,但机械脆性导致加工难度大、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)技术实现层间垂直互连的新一代IC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)原片制备:采用熔融下拉或浮法工艺生产高硼硅玻璃原片并减薄至100-300μm。

(2)玻璃通孔:使用超快激光钻出垂直通孔。

(3)孔内金属化:孔内壁沉积种子层,通过电镀填充铜,实现层间电气连接。

(4)线路图形化:在基板表面制作重布线层和焊盘。

(5)表面处理与检测:进行表面研磨、焊盘加工,并进行电气、可靠性测试。

2.3 产业格局

(1)玻璃基板三星电机(韩)、京东方、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、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

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