【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近年來，芯片與電子產(chǎn)品中高性能、高可靠性、高密度集成的強烈需求催生了3D封裝技術(shù)并使其成為集成電路發(fā)展的主要推動力量之一。傳統(tǒng)的平面化2D封裝已經(jīng)無法滿足高密度、輕量化、小型化的強烈需求。玻璃金屬穿孔(TGV)是一種應(yīng)用于圓片級真空封裝領(lǐng)域的新興縱向互連技術(shù)，為實現(xiàn)芯片-芯片之間距離最短、間距最小的互聯(lián)提供了一種新型技術(shù)途徑，具有優(yōu)良的電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性能，在射頻芯片、高端MEMS傳感器、高密度系統(tǒng)集成等領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢，是下一代5G、6G高頻芯片3D封裝的首選之一。
 

　　近期，中科院合肥研究院智能所陳池來課題組李山博士等取得重要技術(shù)突破，團隊攻克了高均一性玻璃微孔陣列制造、玻璃致密回流、玻璃微孔金屬高致密填充等技術(shù)難題，發(fā)展了一種面向3D先進封裝的玻璃金屬穿孔工藝(Through Glass Via, TGV)，可實現(xiàn)高頻芯片、先進MEMS傳感器的低傳輸損耗、高真空晶圓級封裝。基于該技術(shù)成果申請發(fā)明專利5項，依托該技術(shù)的相關(guān)研究發(fā)表在傳感器領(lǐng)域top期刊上Sensors and Actuators: B. Chemical上。
 

　　為此，團隊針對TGV現(xiàn)有工藝問題，結(jié)合中科院合肥研究院和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微納研究與制造中心的前期研究基礎(chǔ)及平臺優(yōu)勢，提出一種新型TGV晶圓制造方案，開發(fā)出了高均一性、高致密、高深寬比的TGV晶圓，具有超低漏率、超低信號損耗的優(yōu)勢，滿足環(huán)形諧振器、波導(dǎo)縫隙天線、毫米波天線等5G/6G高頻芯片，以及新型MEMS陀螺儀、加速度計3D封裝需求。經(jīng)檢測，團隊研制出的TGV晶圓各項主要參數(shù)均與國際頂級玻璃廠商肖特、康寧和泰庫尼思科等相當(dāng)，部分參數(shù)優(yōu)于國際水平。
 

　　該項技術(shù)具有高度靈活性，可滿足客戶諸多定制化需求，經(jīng)濟效益、行業(yè)意義重大，在半導(dǎo)體芯片3D先進封裝、射頻芯片封裝、MEMS傳感器封裝，以及新型MEMS傳感器(MEMS質(zhì)譜、MEMS遷移譜)設(shè)計制造、新型玻璃基微流控芯片制作等多個領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
 

　　相關(guān)技術(shù)得到了國家自然科學(xué)基金、科技部、中科院、安徽省等來源項目的支持。
 

圖1：基于導(dǎo)電金屬的TGV晶圓(可定制4、6、8英寸)
 

圖2：基于導(dǎo)電硅的TGV晶圓(可定制4、6英寸)