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(lái)，包括英特爾在內(nèi)的領(lǐng)先廠商開(kāi)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(lái)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(lái)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(guò)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(pán)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(guò)開(kāi)孔工藝將底部的金屬焊盤(pán)暴露出來(lái)，這些暴露的焊盤(pán)將用于后續(xù)與芯片等組件的連接。
焊盤(pán)暴露完成后，開(kāi)始進(jìn)行多層布線的制作。通過(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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(kāi)窗處理，露出最終的焊接焊盤(pán)，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(wú)論是信號(hào)傳輸?shù)乃俣取⒎�(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(lái)，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(lái)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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