01/04/2026
/TGV:下一代封裝的玻璃革命深入探討
#玻璃基板為何爆紅?一次看懂技術重點與台廠布局。
生成式 AI、HPC 伺服器與自駕車推動晶片算力爆發,傳統 ABF 有機基板在尺寸、平整度和信號傳輸上的限制逐漸顯現。為了支撐多晶片集成(chiplet)與更大尺寸封裝,全球業界開始探索以玻璃替代樹脂的封裝基板。玻璃芯基板(GCS, Glass Core Substrate)結合玻璃通孔技術(TGV, Through Glass Via),被視為下一世代封裝的關鍵材料。然而,市場熱議背後,不同來源對其技術內涵、發展瓶頸及供應鏈布局有不同切入角度。
#什麼是 GCS 與 TGV?
-GCS 的定義與優勢:東京電子裝置的專欄將玻璃芯基板定義為一種用於連接半導體晶片與印刷電路板的 IC 載板,與現行使用有機樹脂核心的載板相比,玻璃核心正處於研發與驗證階段。該文章指出玻璃材料具有高絕緣性、低串擾與電磁噪聲,熱膨脹係數接近矽,可在溫度變化下保持穩定連接。此外,玻璃的尺寸穩定度和表面平整度高,能支援微米級線寬和高密度佈線。
-傳統樹脂基板的限制:樹脂基板易受加工震動影響,難以形成精細線路;基板尺寸放大時容易翹曲,且樹脂與矽晶片的熱膨脹係數不同,在溫度變化時易產生熱應力導致連線失效。由於這些限制,chiplet 封裝對尺寸與密度的要求促使業界尋求具有更高剛性、高平整度和低介電常數的材料。
-DNP 的 GCS 設計:大日本印刷(DNP)開發的玻璃芯基板以玻璃取代傳統樹脂,利用高密度 TGV 取代樹脂基板中的電氣通路,從而在單一封裝上實現更高的性能。DNP 的製程包括在玻璃穿孔後在孔壁披覆金屬,形成符合微細節距的“Conformal”玻璃通孔。該公司透過專有製程提升玻璃與金屬的黏附力,實現細間距與高可靠度。其玻璃通孔可達 9 以上的高深寬比,且可以在大尺寸基板上加工,為面板級製造提供彈性。
-TGV 技術的形成與應用:玻璃通孔是指在玻璃基板上加工微米級垂直孔並填入金屬,讓基板上下層的訊號垂直傳輸。NEG 說明主流加工方法為“雷射改質+化學蝕刻”,先用專用雷射改變玻璃局部特性,再用化學藥水選擇性蝕刻形成通孔。這一過程需經多次雷射照射、清洗與處理,時間較長且設備昂貴。台灣載板廠晶呈科技與創新服務所合作,將專利雷射鑽孔改質與乾蝕刻技術結合,再利用金屬銅柱填充通孔,產生垂直且平滑的真圓通孔,並應用在 5G/6G 通訊、先進封裝、醫療晶片和低軌道衛星射頻元件等領域。
#技術瓶頸與挑戰
-微細佈線與良率問題:目前玻璃基板的最小線寬/間距約 2 µm,仍落後於矽中介層 (