TGV芯片转接板涂层全解析
TGV(Through Glass Via)芯片转接板通过多层复合涂层实现绝缘、导电、散热与防护的协同，是玻璃基板与金属互连的“隐形守护者”。
一、核心涂层类型与材料
绝缘/钝化涂层（基础保障）
– 氧化硅SiO₂：PVD/CVD沉积，厚度0.1–2μm，提供电气隔离与防潮屏障
– 氮化硅Si₃N₄：致密(<1nm孔隙)，阻隔水汽与离子，增强机械强度 – 聚酰亚胺PI：涂覆固化，绝缘耐温(>250℃)、柔韧，适合应力缓冲
– Al₂O₃：ALD沉积(50–200nm)，原子级均匀，高频绝缘与钝化
金属种子层（导电桥梁）
– Ti/Cu或Cr/Cu：溅射(50–200nm)，增强玻璃-金属结合并作为电镀基底
– Ni-P合金：化学镀，均匀覆盖高深宽比(10:1)通孔，附着强度高
热管理涂层（性能关键）
– 导热硅脂/凝胶：填充间隙，热阻<0.1℃·in²/W，提升散热效率
– 石墨烯/碳纳米管涂层：高导热(~1500W/m·K)，实现面内快速热扩散
– 金属散热层：Cu/Al薄膜(1–5μm)，扩大散热面积，降低热阻
应力缓冲涂层（可靠性保障）
– 低模量PI：涂覆于TGV开口边缘(5–10μm)，缓解Cu与玻璃CTE差异(17ppm/℃ vs 3ppm/℃)导致的应力集中
– 复合缓冲层：PI/SiO₂交替，兼顾绝缘与柔韧性，防止玻璃裂纹
二、涂层的四大核心功能
电气绝缘与电路保护
– 隔离相邻TGV与表面电路，防止漏电与短路
– 屏蔽电磁干扰，保证高速信号完整性(损耗<0.3dB@220GHz)
– 作为芯片与金属互连间的绝缘屏障，防止电化学腐蚀
金属化与互连增强
– 种子层为电镀提供导电基底，确保Cu等金属均匀填充
– 增强玻璃与金属附着力(>1.0kN/m)，防止界面剥离
– 在深孔(深径比>10:1)中实现保形覆盖，保证无缺陷金属化
热管理优化
– 构建高效散热通道，控制芯片温度(<70℃)
– 缓解玻璃低热导率(1.1W/m·K)导致的热集中
– 降低热应力，防止因温度波动造成的结构失效
机械增强与环境防护
– 钝化层增强抗弯折强度(>50MPa)，防止微裂纹扩展
– 密封结构阻挡水汽(WVTR<0.01g/m²·day)与氧气，延长寿命(>10年)
– 作为物理屏障，防止化学侵蚀与机械损伤
三、涂层协同：从单一功能到系统级解决方案
TGV涂层形成“多层复合保护网”，各层协同工作：
1. 底层绝缘层：SiO₂/Si₃N₄，提供基础电气隔离
2. 中间功能层：种子层+导电金属(Cu)，实现垂直互连
3. 应力缓和层：PI等低模量材料，缓解界面应力
4. 表面防护层：Si₃N₄/PI复合钝化，兼顾环境与机械保护
总结
TGV涂层是玻璃基板与金属互连的桥梁，通过绝缘、导电、散热与防护的协同，显著提升器件性能与可靠性。随着2.5D/3D封装与AI加速芯片应用扩展，涂层技术正向超薄、高导热、高集成方向演进，成为突破性能瓶颈的关键支撑。
超声喷涂是 TGV 芯片转接板涂层的关键制备工艺，精准匹配其高集成、高可靠性封装需求。该工艺可均匀沉积 SiO₂、Si₃N₄、PI 等绝缘钝化材料，形成致密防护层，实现电路隔离与水氧阻隔；适配低模量应力缓冲涂层，有效缓解玻璃与金属 CTE 差异导致的应力集中，避免基板开裂。其雾化精度高，涂层厚度偏差＜±5%，能在高深宽比 TGV 通孔表面形成保形覆盖，附着力强且孔隙率低。同时低温制程不损伤玻璃基材，保障信号完整性与散热效率，为 2.5D/3D 封装、AI 加速芯片等高端应用提供稳定的涂层支撑，助力转接板实现高互连密度与长寿命。
关于驰飞
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