TPK 論壇
TPK TGV論壇 一、 有機基板 vs. 玻璃基板的深度對比(含模擬數據) - 機械強度與抗翹曲能力: - 有機基板的缺陷: 高溫回銲時翹曲明顯(大於 50 μm),且材料剛性差,容易發生疲勞斷裂。 - 玻璃基板的優勢: 熱膨脹係數(CTE)可調控(約為 3),能完美匹配矽晶圓,具備高抗彎剛度。 - 錄音檔模擬實測: 透過三點彎折模擬,在相同 0.8 mm 厚度下,中間有玻璃基板的抗彎剛度是有機基板的 3 倍以上。若要讓有機基板達到與玻璃相同的剛度,必須將厚度增加至 1.2 mm,但這會導致熱翹曲量暴增 3 倍以上。 - 表面平整度與微影極限: - 有機基板: 局部平整度差,容易導致曝光失焦與線路縮頸,線寬/線距(L/S)極限只能達到 5/5 μm 以上。 - 玻璃基板: 具備原子級的超平整表面(粗糙度 Ra < 1 nm),能有效推進亞微米製程,支援 L/S < 2/2 μm(甚至更佳)的超高解析度。 - 高頻訊號傳輸表現: - 有機基板: 在超過 56GHz 頻段時,粗糙表面會導致嚴重的電流繞射與訊號衰減。錄音檔指出,若為了提升剛性而增加有機材料厚度,其高頻訊號表現會大幅劣化將近 70%。 - 玻璃基板: 孔壁透過化學拋光平整(Sa < 100 nm),可承載 112GHz 以上的高頻訊號。TPK 與清大/台灣半導體研究中心(TSRI)合作建立的模型實測證明,在高達 120GHz 的頻段下,插入損耗(Insertion Loss)仍能穩定維持在 0.7 dB 以下。
二、 TGV 三大核心製程與金屬化細節 1. 通孔成型(Via Formation): - 包含雷射打孔(Laser Punch),接著透過濕式蝕刻(Wet Etching)將孔洞擴大至所需尺寸。 2. 金屬化(Metallization): - 在孔內填銅。TPK 具備超薄緻密種子層技術,擁有優異的階梯覆蓋能力(Step Coverage)與大於 5N/cm 的附著力,能實現高深寬比的 100% 無缺陷孔洞全填滿(Void-Free)。 3. 平坦化(Planarization): - 填銅後表面會有多餘的銅層累積,需透過研磨拋光移除。錄音檔特別指出,平坦化後的玻璃表面粗糙度小於 1 nm,且銅柱與玻璃表面的高度差(Step height)控制極佳,實測可小於 0.11 μm,為後段高解析度對焦製程打下完美基礎。
三、 玻璃微裂紋(Microcrack)的成因與 100% 防治策略 - 製程引發的微裂紋: 雷射打孔瞬間造成的熱損傷與機械應力,會產生約 3 到 5 μm 的微裂紋。 - 對策: 透過濕式蝕刻平滑化通孔內壁,並利用平坦化製程徹底移除表面的損傷層與應力集中點,以達到「治療」效果。 - 熱應力引發的微裂紋: 填銅後,銅(16.5 ppm/K)與玻璃(3-9 ppm/K)的熱膨脹係數不匹配,受熱時會引發內部應力。 - 對策: 導入「介面緩衝層(Buffer Layers)」吸收形變應力,並透過「熱退火(Thermal Annealing)」釋放製程殘留應力。
四、 TGV 兩大量產瓶頸與 TPK 的突破性解方 - 瓶頸一:通孔成型良率極低 - 痛點: 單片基板往往有數百萬個孔洞,只要一個孔失效(Fail)就會整板報廢。傳統作法是在蝕刻後才檢測,一旦發現破洞已無法修復。 - TPK 解方(100% 即時檢測與雷射修復): 運用多光學設計與 AI 數據同整,在「雷射打孔完畢、尚未進入蝕刻前」就進行 100% 的即時檢測。若發現漏打或瑕疵,會立刻執行「修復打孔(Repair Punch)」(例如偏移 1 到 3 μm 再打一次),確保進入蝕刻前的孔洞良率達到 100%。 - 瓶頸二:高深寬比(High AR)電鍍困難 - 痛點: 當玻璃厚度增加、深寬比大於 10 時,蝕刻與電鍍液難以深入孔洞內部,導致通孔導電柱成型良率大幅降低。 - TPK 解方(複合玻璃精準堆疊技術): 捨棄單片厚玻璃,改用「多層複合玻璃」(例如將兩片 0.4 mm 的玻璃中間夾入彈性膠層堆疊)。此架構的彈性膠層能透過剪切變形吸收能量、消除應力集中,並削弱表面極限張應力,避免脆性斷裂。同時,搭配正負 10 μm 的高精度對位技術,確保上下層 TGV 完美共軸與電氣連接無損,成功突破厚板高深寬比的良率極限。
五、 試產線現況與未來量產藍圖 - 300 mm x 300 mm 試產線: TPK 中壢廠區已建置完整的試產線(有效區約 300 至 310 mm),設備涵蓋雷射、蝕刻、種子層、金屬化,並配有自動光學檢測(AOI)、雷射共聚焦顯微鏡等高階分析儀器,目前所有製程設備皆已在進行試產驗證。 - 技術規格達標: 目前已可提供 0.7 mm 到 1.5 mm 各種厚度的樣品,孔距(Pitch)一般為 50 μm(實驗室已驗證過 20 μm),高深寬比對位貼合精度更已推進到第四代(正負 10 μm)。 - 量產時程規劃: 預計於明年(2027年)規劃小量產線,並進行客戶端的雙向交叉驗證;預期在 2028 年至 2029 年間,利用該產線實現具備一定規模的量產。