毫米波低損耗
tan δ < 0.005、介電常數約 4.6（約為矽的一半），可降低 5G/6G 前端與車用雷達模組的基板損耗。
技術 · 玻璃互連
TGV — 玻璃通孔
用於玻璃中介層、毫米波RF模組與氣密MEMS封裝的玻璃通孔。在100–300mm玻璃晶圓上完成成孔、絕緣層、銅填充與平坦化。
AR 6:1–10:1 TGV 深寬比
10–200μm 通孔直徑
tan δ < 0.005 介電損耗
100mm–300mm 晶圓直徑
概述
玻璃正在成為先進封裝的核心材料。其低介電常數與低損耗角正切（tan δ < 0.005）讓毫米波頻段的插入損耗維持在低點，熱膨脹係數可與矽匹配，且可取得遠大於300mm晶圓的尺寸規格——這是矽中介層無法同時具備的三項優勢。玻璃通孔正是把這項材料優勢轉化為可用電性互連的關鍵：一條貫穿玻璃的垂直金屬填充通道。
GINECHIP 在單一 ISO Class 5 無塵室內完成完整的 TGV 流程——成孔、介電絕緣、阻障層與種子層沉積、銅填充、餘料移除與重佈線。由於通孔、絕緣層與 RDL 是作為單一疊層設計，各製程步驟之間的界面相容性是在設計階段就納入考量，而非在驗證階段才發現問題。
為何選擇玻璃而非矽
熱膨脹係數匹配矽
Borofloat 33 與無鹼玻璃可匹配矽的 2.6 ppm/°C，降低大尺寸中介層的熱應力與翹曲。
大面積、低成本
玻璃可供應遠大於 300mm 晶圓的面板尺寸，中介層越大單位面積成本越低——這正是面板級封裝的成本邏輯。
氣密且透明
玻璃蓋板可在保持光學透明的同時氣密密封 MEMS 腔體，對光學 MEMS、壓力感測器與微流體元件極具價值。
TGV 成形方法
Laser-Induced Deep Etching (LIDE)
高深寬比LIDE 採用兩步製程：以飛秒雷射對玻璃進行改質，形成改質軌跡，接著以濕式化學蝕刻優先移除雷射改質的材料。此方法可產生孔壁平滑、高深寬比（可達 10:1）的 TGV，且微裂與殘餘應力極少。LIDE 製程相容於直徑 100mm 至 300mm 的硼矽酸鹽、熔融石英與無鹼玻璃基板。
AR Up to 10:1
最小直徑 10μm
側壁 Ra < 100nm
產能 ~100 vias/s
Focused Electrical Discharge
高速聚焦放電（亦稱放電加工或火花輔助化學雕刻）利用工具電極與玻璃表面之間的高壓放電，局部燒蝕材料。此方法在 50–200μm 的通孔直徑下提供最高產能（可達每秒 1,000 個通孔）。最適合優先考量產能而非最小特徵尺寸的粗間距 TGV 中介層。
AR Up to 3:1
最小直徑 50μm
側壁 Ra < 200nm
產能 ~1,000 vias/s
Ultrashort Pulse Laser Ablation
多用途直接以飛秒或皮秒雷射燒蝕玻璃，無需後續濕式蝕刻。超短脈衝寬度（< 1 ps）可將熱影響區與微裂降至最低。此方法在通孔幾何形狀上提供最大彈性——錐形、直壁或成形側壁——並相容於所有玻璃類型。產能低於 LIDE 或放電法，但適合原型製作與小量生產。
AR Up to 5:1
最小直徑 20μm
側壁 Ra < 200nm
產能 ~10 vias/s
TGV 製程流程
- 01 成孔
- 02 絕緣層
- 03 阻障層與種子層
- 04 銅填充
- 05 餘料移除
- 06 重佈線與凸塊
- 07 測試與檢驗
技術規格
| 參數 | 規格 |
|---|---|
| 基板材料 | Borofloat 33 · Fused silica quartz · AN100 alkali-free glass · Sapphire Al₂O₃ |
| 直徑 | 100mm (4″) · 150mm (6″) · 200mm (8″) · 300mm (12″) |
| TGV 成形方法 | LIDE · Focused electrical discharge · Wet HF etching · Ultrashort-pulse laser ablation |
| 通孔直徑 | 10μm – 200μm |
| 深寬比 | Up to 10:1 (LIDE) · up to 6:1 (laser) · up to 3:1 (wet etch) |
| 通孔間距 | 50μm – 500μm |
| 側壁粗糙度 | < 200nm Ra (laser) · < 100nm Ra (LIDE) · < 50nm (wet etch + anneal) |
| 隔離襯層 | PECVD SiO₂ (100–500nm) · ALD Al₂O₃ (50–100nm) · BCB / SU-8 |
| 金屬化 | Cu (PVD seed + electroplating) · Ti/Cu · TiW/Cu · Cr/Au · Cu/Ni/Au |
| 通孔電阻 | < 100 mΩ (typical, 50×500μm via, solid Cu fill) |
應用
2.5D 玻璃中介層
TGV 晶圓是 2.5D 封裝用玻璃中介層的核心構建模組。玻璃的低介電常數（εr = 4.0–5.5）與低損耗正切（tan δ < 0.005）相較於矽中介層可降低訊號衰減，使其成為高速數位與 RF 應用的理想選擇。TGV 晶圓雙面的多層 RDL 提供晶片小晶片、HBM 堆疊與封裝基板之間的橫向佈線結構。
mmWave 與 RF 前端模組
玻璃基板的低介電損耗結合 TGV 互連，可實現從天線到波束成形 IC 的低損耗 RF 轉換。用於 5G mmWave（28/39 GHz）與 6G（100+ GHz）天線封裝模組的 TGV 中介層，每次轉換可達到插入損耗 < 0.5 dB，明顯優於以有機基板為基礎的替代方案。
CoPoS 面板級整合
CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）架構依賴 TGV 金屬化的玻璃面板作為中介層基板。TGV 提供正面 RDL（晶片對晶片佈線）與背面封裝基板介面之間的垂直互連。在 510×515mm 玻璃面板上進行面板級 TGV 成形，可實現 CoPoS 相較於晶圓級方法 4.5 倍的產能優勢。
玻璃光子中介層
整合光波導（以飛秒雷射於熔融石英中寫入）的 TGV 晶圓，可在單一玻璃基板上共同整合電性互連（Cu 填充 TGV）與光學互連（波導）。這對於共同封裝光學（CPO）至關重要，因為電性與光學訊號都必須在光子引擎與交換器 ASIC 之間佈線。
MEMS 封裝與互連
TGV 晶圓為 MEMS 晶圓級封裝提供氣密、低寄生參數的電性饋通。玻璃的電絕緣性（電阻率 > 10¹⁰ Ω·cm）消除了矽 TSV 晶圓所需的介電隔離層，簡化製程並降低電容式 MEMS 感測器的寄生饋通電容。
微流體與 BioMEMS 元件
硼矽酸鹽或熔融石英晶圓中的玻璃通孔可在微流體層之間實現流體互連，用於實驗室晶片（lab-on-chip）與器官晶片（organ-on-chip）元件。玻璃的光學透明性允許對流體通道進行即時螢光顯微觀察，而化學惰性確保與生物樣本及腐蝕性試劑的相容性。