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烧结银用途大拓展:用于 TGV 通孔领域

09/07 15:40
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TGV(Through‑Glass Via,玻璃通孔)是 AI 算力、2.5D/3D 异构集成、射频光模块、传感器封装下一代核心技术。玻璃中介层对比传统硅中介层,具备极低高频损耗、优异绝缘、热稳定性好、成本可控,是高端芯片高密度垂直互联主流路线。

传统 TGV 金属化主流为溅射种子层 + 电镀铜,流程长、设备投入高;高深径比通孔填孔易出现空洞,铜‑玻璃热膨胀失配,冷热循环容易造成玻璃基板开裂报废。烧结银填孔成为电镀铜之外第二条产业化路径,从2025年起,烧结银创新者--善仁新材引领烧结银材料从传统芯片贴装,拓展到 TGV 通孔垂直互连全新赛道。

一、烧结银用于 TGV 通孔核心价值

工艺简化,缩短制程规避 PVD 溅射、化学镀、电镀、CMP 研磨整套复杂工序;采用塞孔 / 浸渍 / 印刷填充、低温烧结,减少设备投入,提升高深径比通孔填孔效率,适合中小批量及先进封装试产验证。

电学性能优异,适配高频高速烧结银本征导电优异,通孔内部形成连续银导电通路,降低垂直通孔电阻,减少信号损耗,适配 AI 高算力封装、射频毫米波器件、光模块 TGV 基板。

高热导,AS9380兼顾导电+散热双通道烧结银热导率可达 100‑160 W/m・K,TGV 通孔不仅做信号互连,同时充当垂直散热通道,缓解堆叠芯片热聚集问题,这是电镀铜之外的突出加分项。

低温工艺兼容玻璃与敏感介质烧结窗口150‑200℃低温烧结,不会损伤玻璃基板以及周边聚酰亚胺介质层,规避高温带来的基板翘曲问题。

热应力缓冲,降低玻璃开裂风险多孔烧结银具备一定弹性,相比电镀铜刚性金属,可缓冲玻璃‑金属之间热膨胀差,缓解温循下通孔界面应力,减少玻璃裂纹失效风险。

二、TGV 烧结银关键技术挑战

高深径比通孔填充能力TGV 通孔常见孔径 10‑100 μm,厚径比可达 10:1~20:1,浆料需要良好流动性,通孔内部无气泡、无填孔不满,对银粉粒径级配、浆料粘度、载体体系提出严苛要求。

烧结收缩控制烧结过程有机溶剂挥发、颗粒致密化带来收缩,收缩过大通孔内部产生空隙、界面脱离,需要优化固含量与颗粒搭配,控制烧结收缩率。

银‑玻璃界面结合力纯银与玻璃属于异质界面,本征附着力偏弱;配方需要引入特种玻璃相组分,提升烧结银与玻璃孔壁的浸润与结合强度,满足温循可靠性测试。

通孔内致密度与电阻率平衡烧结银存在微观孔隙,通孔有效电阻率会高于块体银;需要提高银固相含量,优化烧结工艺,降低孔隙,把通孔体电阻率控制到可量产水平。

后制程兼容烧结完成后,可兼容表面研磨、RDL 重布线、后续贴片回流等后端工序,不能出现二次软化、界面剥离。

三、典型应用场景

AI/HPC 2.5D/3D 异构集成:玻璃中介层 TGV 垂直互连,多芯片堆叠封装

射频、毫米波器件:玻璃基高频模组,TGV 做信号过孔,降低射频损耗

光通信光模块:玻璃基板 BOSA、光引擎 TGV 互联

MEMS、传感器封装:玻璃盖板 TGV 通孔,实现芯片与外部电气导通

第三代半导体混合集成:玻璃转接板功率器件异构封装

四、TGV烧结银材料选特点

面向 TGV 通孔烧结银AS9380,满足以下性能:

颗粒体系:纳米银 + 亚微米银复配级配,适配小孔径高深径比填孔;

低温烧结体系:150‑200℃无压烧结为主,适配玻璃基板;

浆料流变:适配塞孔、真空浸渍、印刷多种填孔工艺。

善仁新材的传统烧结银产品主要用于芯片贴装键合;TGV 通孔属于全新应用场景,公司开发的AS9380烧结银针TGV填孔做了配方专项迭代优化,目前国内外有三家客户验证阶段。

总结:

烧结银材料应用边界持续扩张:从 SiC/GaN 芯片贴装,延伸到 3D 堆叠,再到TGV 玻璃通孔垂直金属化。它不只是替代贴片焊料,正在从 “平面键合材料” 进化为 “3D 垂直互连材料”,为国产先进封装提供一条差异化 TGV 金属化技术路线。

诚芯微

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深圳市诚芯微科技有限公司是一家专注于高性能模拟及数模混合集成电路研发、设计及销售为一体的国家高新技术企业、深圳市“专精特新”中小企业、专精特新“小巨人”企业。主要致力于为客户提供安全、稳定、可靠的基于消费类电子、汽车电子和工业应用易于使用的电源管理解决方案。 诚芯微科技有限公司成立于2009年,总部位于中国深圳,在江苏无锡设有研发中心。公司核心研发团队拥有15+年电源管理芯片设计、研发和生产测试经验。公司打造了以高精度、低功耗、高效能、高可靠性为特点的多品类电源管理芯片,已成功导入中兴、TCL、Lenovo、小米、立讯精密、贝尔金、飞利浦、ANKER、BYD、CE-LINK等国内外知名企业并建立战略合作关系。产品广泛应用于汽车电子、智能手机、智能家居、安防监控、智能物联、通信设备、电动工具、小功率储能等众多领域。

深圳市诚芯微科技有限公司是一家专注于高性能模拟及数模混合集成电路研发、设计及销售为一体的国家高新技术企业、深圳市“专精特新”中小企业、专精特新“小巨人”企业。主要致力于为客户提供安全、稳定、可靠的基于消费类电子、汽车电子和工业应用易于使用的电源管理解决方案。 诚芯微科技有限公司成立于2009年,总部位于中国深圳,在江苏无锡设有研发中心。公司核心研发团队拥有15+年电源管理芯片设计、研发和生产测试经验。公司打造了以高精度、低功耗、高效能、高可靠性为特点的多品类电源管理芯片,已成功导入中兴、TCL、Lenovo、小米、立讯精密、贝尔金、飞利浦、ANKER、BYD、CE-LINK等国内外知名企业并建立战略合作关系。产品广泛应用于汽车电子、智能手机、智能家居、安防监控、智能物联、通信设备、电动工具、小功率储能等众多领域。收起

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