中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、自動(dòng)駕駛及高性能計(jì)算（HPC）等新興技術(shù)的迅猛迭代，芯片算力需求呈指數(shù)級(jí)攀升，持續(xù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)封裝向更高集成度、更大帶寬與更低功耗的方向突破。傳統(tǒng)封裝模式在高速信號(hào)傳輸穩(wěn)定性、電源完整性保障及高效熱管理能力上逐漸顯現(xiàn)短板，已難以應(yīng)對(duì)當(dāng)代芯片系統(tǒng)的多重技術(shù)挑戰(zhàn)。
作為芯片與外部系統(tǒng)連接的核心互連載體，封裝基板不僅是信號(hào)與電源傳輸?shù)年P(guān)鍵通道，其性能更直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率、長(zhǎng)期可靠性與封裝密度上限。因此，研發(fā)具備超高布線密度、卓越電氣性能與優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性的先進(jìn)封裝基板，已成為突破下一代算力系統(tǒng)性能瓶頸、支撐高端芯片技術(shù)落地的核心環(huán)節(jié)。
玻璃基板技術(shù)由日本及美國(guó)的科研機(jī)構(gòu)與材料企業(yè)率先提出，近年來，包括英特爾在內(nèi)的領(lǐng)先廠商開始將玻璃基板作為突破封裝密度與熱管理瓶頸的重要路徑之一，并推動(dòng)其大尺寸化與量產(chǎn)工藝的發(fā)展。
不同基板核心層材料性能對(duì)比 來源:《玻璃基板技術(shù)研究進(jìn)展》（趙瑾等）
玻璃基板封裝有著一套嚴(yán)謹(jǐn)且精密的典型工藝流程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)最終產(chǎn)品的性能有著重要影響。首先是利用激光誘導(dǎo)等先進(jìn)技術(shù)在玻璃的特定區(qū)域形成通孔結(jié)構(gòu)，這些通孔將作為后續(xù)電連接的關(guān)鍵通道，其精度和質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)布線的穩(wěn)定性。
玻璃基板封裝典型工藝流程 來源：《玻璃基板技術(shù)研究進(jìn)展》（趙瑾等）
完成通孔制作后，便進(jìn)入金屬沉積與布線填充階段。通過物理氣相沉積（PVD）以及化學(xué)鍍等方法，在玻璃表面以及通孔側(cè)壁沉積金屬種子層，為后續(xù)的金屬填充奠定基礎(chǔ)。隨后，采用電鍍工藝在通孔內(nèi)部以及基板正反兩面的布線區(qū)域填充金屬，最終在芯層的上下表面形成兩層金屬布線層，這兩層布線層是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)闹匾d體。
金屬布線層形成后，流程推進(jìn)到介質(zhì)增層與焊盤暴露環(huán)節(jié)。在基板的兩側(cè)分別層壓聚合物干膜（如ABF）作為介質(zhì)增層材料，介質(zhì)增層材料能夠起到絕緣、保護(hù)的作用，同時(shí)也為后續(xù)的多層布線提供支撐。之后，通過開孔工藝將底部的金屬焊盤暴露出來，這些暴露的焊盤將用于后續(xù)與芯片等組件的連接。
焊盤暴露完成后，開始進(jìn)行多層布線的制作。通過種子層沉積、光刻圖形化、電鍍和去膠等一系列工藝形成新的金屬布線，然后依次重復(fù)上述的介質(zhì)增層、開孔、金屬布線制作等步驟，逐步形成多層布線結(jié)構(gòu)。這一過程能夠?qū)崿F(xiàn)基板上下表面與通孔之間穩(wěn)定、高效的電連接，滿足復(fù)雜電路的信號(hào)傳輸需求。
最后，為了保障基板在后續(xù)使用過程中的可靠性，需要在基板的正反面形成鈍化保護(hù)層。鈍化保護(hù)層可以有效隔絕外界環(huán)境中的水汽、雜質(zhì)等對(duì)基板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵蝕，提升基板的使用壽命和穩(wěn)定性。同時(shí)，在保護(hù)層上進(jìn)行開窗處理，露出最終的焊接焊盤，為后續(xù)芯片互連以及系統(tǒng)封裝做好充分準(zhǔn)備，確保玻璃基板能夠順利融入整個(gè)半導(dǎo)體封裝體系。
縱觀整個(gè)玻璃基板封裝流程，其具備支持高密度多層布線與雙面互連的能力。這種特性使其能夠很好地滿足先進(jìn)封裝對(duì)電性能的高要求，無論是信號(hào)傳輸?shù)乃俣�、穩(wěn)定性，還是抗干擾能力，都能達(dá)到先進(jìn)封裝的標(biāo)準(zhǔn)。在未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和成本的逐步降低，玻璃基板技術(shù)有望在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域占據(jù)更加重要的地位，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)新的突破。
參考來源:
趙瑾.玻璃基板技術(shù)研究進(jìn)展
張興治.玻璃基板在芯片封裝中的應(yīng)用和性能要求
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/月明)
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