中國粉體網(wǎng)訊  在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，封裝技術(shù)始終扮演著至關(guān)重要的角色。隨著電子產(chǎn)品不斷向小型化、高性能化、多功能化方向發(fā)展，對(duì)芯片封裝的要求也日益嚴(yán)苛。扇出型封裝作為先進(jìn)封裝技術(shù)的代表，正逐漸成為行業(yè)焦點(diǎn)，而TGV技術(shù)的融入，更為扇出型封裝注入了新的活力。

扇出型封裝：半導(dǎo)體封裝的新趨勢

隨著5G、人工智能（AI）以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等前沿技術(shù)的廣泛普及，手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)、汽車等諸多領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，這不僅對(duì)芯片性能提出了更高要求，也推動(dòng)了封裝技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新。

傳統(tǒng)的扇入型封裝通常先對(duì)整片晶圓芯片進(jìn)行封裝測試，再切割成單顆芯片，其封裝尺寸往往與芯片尺寸一致。當(dāng)芯片的輸入/輸出（I/O）數(shù)量不斷增加，芯片尺寸難以容納所有I/O時(shí)，便難以滿足需求。扇出型封裝則基于創(chuàng)新的重組技術(shù)，先將芯片切割，再重新嵌埋到重組載板上，完成嵌埋后進(jìn)行封裝測試，最后將重組載板切割為單顆芯片。這種設(shè)計(jì)允許將引腳放置在芯片區(qū)域之外，再分布層（RDL）布線方式更為靈活，不僅能向內(nèi)布線，還能向外布線，從而大幅增加芯片的I/O數(shù)量，有效突破了高I/O需求下芯片封裝的瓶頸。

TGV技術(shù)：扇出型封裝的強(qiáng)大助推器

目前，TGV技術(shù)在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的重要性日益凸顯。它是指以硼硅玻璃、石英玻璃等為基礎(chǔ)材料，通過一系列工藝，如通孔或盲孔成型、種子層濺射、電鍍填充等，來實(shí)現(xiàn)三維（3D）互連的技術(shù)，是玻璃基板能夠應(yīng)用于先進(jìn)封裝的核心所在，為玻璃基板在扇出型封裝中的應(yīng)用搭建了橋梁。

與硅通孔（TSV）技術(shù)相對(duì)應(yīng)，TGV三維互連技術(shù)具備諸多突出優(yōu)勢。從材料特性來看，玻璃屬于絕緣體材料，其介電常數(shù)僅約為硅材料的三分之一，損耗因子更是比硅材料低2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。這一特性使得玻璃基板在信號(hào)傳輸過程中，襯底損耗和寄生效應(yīng)顯著降低，有力地保障了傳輸信號(hào)的完整性，在高頻領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力；從材料獲取方面，Corning、Asahi以及SCHOTT等知名玻璃廠商能夠提供超大尺寸（>2m×2m）和超�。�<50μm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料，為大尺寸超薄玻璃襯底的獲取提供了便利條件；從技術(shù)本身的優(yōu)勢而言，TGV技術(shù)工藝流程相對(duì)簡潔，同時(shí)，隨著技術(shù)發(fā)展和規(guī)模化生產(chǎn)，其在成本控制上更具有潛力，能為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

TGV技術(shù)在扇出型封裝中的應(yīng)用

喬治亞理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)基于TGV技術(shù)，在70μm、300mm×300mm規(guī)格的玻璃面板上，成功實(shí)現(xiàn)26顆芯片的扇出型封裝，并通過創(chuàng)新工藝有效控制芯片偏移與翹曲問題，該技術(shù)采用分層鍵合互連方案，首先將預(yù)制TGV基板與帶有微結(jié)構(gòu)的玻璃空腔基板進(jìn)行低溫鍵合，構(gòu)建三維互連框架，隨后將芯片精準(zhǔn)嵌入玻璃空腔內(nèi)，通過RDL工藝實(shí)現(xiàn)芯片與TGV基板的電氣連接。廈門大學(xué)提出了工藝流程更簡單的嵌入式玻璃扇出(eGFO)封裝技術(shù),取消了鍵合工序,采用激光誘導(dǎo)刻蝕法制備玻璃空腔和TGV，將芯片嵌入玻璃空腔中，并成功應(yīng)用于77GHz汽車?yán)走_(dá)芯片的封裝中。

基于玻璃基板的扇出型封裝技術(shù)示意圖 來源：Yu.Development of em bedded glass wafer fan-out package with 2D antenna arrays for 77 GHz millimeter-wave chip

展望未來：TGV技術(shù)與扇出型封裝的發(fā)展前景

毋庸置疑，TGV技術(shù)憑借其在高頻性能、互連密度、成本潛力等方面的獨(dú)特優(yōu)勢，將在扇出型封裝中扮演愈發(fā)關(guān)鍵的角色，二者的深度融合有望為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來更多的創(chuàng)新與突破。​

在未來的發(fā)展中，TGV技術(shù)有望在多個(gè)方面取得突破。在工藝方面，隨著新型制造設(shè)備和工藝的不斷涌現(xiàn)，TGV的加工精度和質(zhì)量將得到進(jìn)一步提升，同時(shí)成本將進(jìn)一步降低；在散熱技術(shù)方面，新的散熱設(shè)計(jì)理念和高性能熱管理材料的研發(fā)和應(yīng)用，將有效克服玻璃基板熱導(dǎo)率低的缺點(diǎn)，滿足高功率芯片日益增長的散熱需求，確保芯片在各種復(fù)雜工況下都能穩(wěn)定運(yùn)行；在測試技術(shù)方面，針對(duì)玻璃基板特性專門開發(fā)的高精度測試設(shè)備和方法將不斷完善和成熟，為TGV技術(shù)在扇出型封裝中的可靠應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的保障，確保每一個(gè)封裝產(chǎn)品都能符合嚴(yán)格的性能標(biāo)準(zhǔn)。

參考來源:

劉丹.玻璃通孔成型工藝及應(yīng)用的研究進(jìn)展

Yu.Development of em bedded glass wafer fan-out package with 2D antenna arrays for 77 GHz millimeter-wave chip

SHI.First demonstration of panel glass fan-out (GFO) packages for high I/O density and high frequency multi-chip integration

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/月明)

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