CPO 封装玻璃基板选型

CPO 封装是几十 Gbps 的高速场景，还要在玻璃上做通孔（TGV）和后续湿法加工，所以玻璃基板的选型有几个硬指标：热膨胀系数（CTE）要匹配硅芯片、高频介电性能要好（低介电常数、低损耗）、不能含碱金属（否则高频下离子迁移导致性能漂移）、化学稳定性要好（耐得住成孔和刻蚀）。

一、首选：无碱铝硅酸盐玻璃

CTE 匹配好：热膨胀系数约 3.0-3.8 ppm/°C，跟硅芯片（约 2.6 ppm/°C）和 PCB 材料都比较接近。

高频介电性能好：介电常数大约在 4.5-5.0（1 MHz），损耗角正切在 0.003-0.005（10 GHz）这个量级，能满足 CPO 高速信号对低损耗、低衰减的需求。

不含碱金属，长期可靠性有保障：这是它相对硼硅酸盐玻璃的核心优势。它用碱土金属氧化物和氧化铝来替代碱金属氧化物，不含 Na₂O、K₂O 这类碱金属，所以不会有碱金属离子在高频电场下迁移、造成介电性能漂移的问题，长期可靠性更有保障。

化学稳定性好：耐酸耐碱，后续做 TGV 成孔和湿法刻蚀时不容易被腐蚀出坑洼。

关于牌号：无碱铝硅酸盐/无碱玻璃是显示和先进封装领域的成熟材料，主要供应商包括康宁（Corning）、AGC（旭硝子）、日本板硝子（NSG）、肖特（SCHOTT）、日本电气硝子（NEG）等。日本板硝子的 OA-10 是常见的无碱玻璃牌号。选型时直接找供应商要 datasheet，重点看 CTE、介电常数、损耗角正切、表面粗糙度这几项。

二、低成本备选：硼硅酸盐玻璃（如 Pyrex 7740）

优点：比钠钙玻璃好很多。CTE 约 3.25 ppm/°C（0-300°C），跟硅比较接近；介电常数约 4.6-4.7（1 MHz），损耗角正切也比钠钙玻璃低不少。

硬伤：仍然含有碱金属氧化物（主要是钠，Na₂O 大约百分之几）。在高频下，这些碱金属离子会迁移，造成介电性能漂移，长期可靠性存疑。

所以定位是：短期性能尚可、CTE 也和硅接近，但因为含碱金属带来的长期可靠性隐患，它只适合低成本、对性能和可靠性要求不高的场景，不是 CPO 高端应用的理想选择。

三、性能最好但工程上一般不用：高纯石英玻璃

它各项性能都是最优的，但因为加工难和成本高，工程上一般不用。

两个致命的工程问题：

一是太硬，激光成孔困难、效率低——CPO 要在玻璃上做通孔（TGV），石英太硬导致成孔这道关键工序很难做、效率低。

二是成本高得离谱——一片石英晶圆的价格能买好几片无碱玻璃。

所以定位是：除非有特殊需求（比如极高频毫米波应用），否则工程上一般不用，而成本和加工难度不划算。

四、完全不适合：钠钙玻璃（普通窗玻璃）

它就是平时见的窗户玻璃、饮料瓶，成本极低，但两个问题都是致命的：

CTE 太高（约 8.5-9.5 ppm/°C）：比硅芯片的 2.6 ppm/°C 高出一大截。用它做基板，封装加热后芯片和基板热膨胀严重不一致，应力直接传到通孔金属化层，铜柱和玻璃壁之间开裂几乎是必然的。

碱金属含量高（Na₂O 12-15%）：高频下介电损耗大、信号衰减严重，CPO 这种几十 Gbps 的高速场景根本没法用。

五、四种玻璃的对比总览