当前，摩尔定律的物理极限正迫使半导体行业从单芯片的制程缩减，转向通过先进封装实现性能跃升。在这一背景下，TSV（硅通孔）与TGV（玻璃通孔）技术迎来需求爆发。

 

 

深入先进封装行业发展，夸克超声雾化应用凭借技术路线的天然优势，落地TSV/TGV技术场景，助推产业升级。

 

 

TSV/TGV：新一代封装核心技术

 

面对算力需求的“爆炸式”增长，TSV与TGV作为三维垂直互连的关键技术，为AI芯片、HBM、高频射频等场景提供重要支撑，全球主要代工厂与IDM厂商均将其列为下一代封装战略重点。

TSV 技术通过在硅晶圆上蚀刻垂直通孔并填充导电材料，实现芯片不同层间的电气互连。当前TSV典型参数为孔径5–20μm、深度50–200μm，纵横比达10:1至20:1，具备高带宽、低延迟、低功耗等优势，是HBM和2.5D中介层的关键支撑。

而TGV技术则在玻璃基板上构建垂直通孔，利用玻璃低介电常数（约3.8，为硅的1/3）和低损耗特性，显著降低衬底损耗与寄生效应，信号完整性更优；同时玻璃无需额外绝缘层，成本仅为硅基转接板的八分之一。

 

 

凭借这些优势，TGV在高频射频、毫米波和光电子封装领域相对硅基板更具潜力，已被英特尔、台积电、AMD、英伟达等科技巨头纳入下一代AI算力芯片封装路线图。

然而，也正因为这一结构特殊性，TSV与TGV在通孔形成后均面临深孔光刻胶涂布的工艺瓶颈，超声雾化应用让这一痛点迎刃而解。

 

 

夸克超声雾化应用：破解深孔涂布难题

 

面对高纵横比深孔结构，传统旋涂工艺依靠离心力驱动光刻胶铺展，当深孔纵横比超过5:1时，离心力导致光刻胶在孔口处严重堆积、侧壁覆盖不均、孔底覆盖率急剧下降甚至完全无胶，直接引发后续电镀短路或漏电缺陷，严重制约TSV/TGV的良率与量产化进程。

 

*旋涂和超声雾化喷涂对比

 

超声雾化喷涂则从物理机制上破解了这一难题，凭借轻柔、细腻、精准的优势特点，面向TSV和TGV工艺展现出更高适配性，成为破解深孔涂布的关键。

l 低动能沉积

夸克超声雾化应用通过压电换能器驱动，能够实现实现低于0.5 m/s的液滴速度，液滴轻柔沉降至孔底与侧壁，不会在高纵横比深孔内发生弹跳反射。无论是纵横比达10:1乃至20:1的TSV通孔，还是更加脆弱的TGV锥角孔壁，均能实现从孔口到孔底的均匀覆盖。

 

 

l 精准雾化粒径，适配高密度结构

支持将液滴中位粒径控制在10–50 μm且分布致密，夸克超声雾化应用能够在保证小液滴顺利进入深孔的同时避免孔口堵塞，为高纵横比结构的高质量涂布提供粒径基础。

 

 

l 无高压气流干扰，保证涂层完整性

无需载气辅助雾化，夸克超声雾化应用能够消除气流对深孔内壁已沉积光刻胶的冲刷扰动，确保涂层连续性与附着力，这对于玻璃表面化学惰性较强、光刻胶粘附性弱于硅基板的TGV场景尤为关键。

 

*超声雾化TGV光刻胶涂布工艺示意

 

l 超声辅助流平，优化润湿铺展

依托超声振动能量，夸克超声雾化应用能够降低光刻胶表观粘度，促进液滴在孔壁上的铺展与流平，进一步改善侧壁覆盖均匀性。

l 消除机械损伤风险

夸克超声雾化应用采用非接触、静态基板方式，避免了旋涂高速旋转（2000–6000 RPM）对玻璃基板边缘造成的裂纹或碎裂风险，这在TGV应用中更加重要。

 

*TGV不同节点下的喷涂工艺对比分析

 

l 基板尺寸无限适配

此外，旋涂受限于圆形晶圆的离心均匀性，在矩形面板上完全无法应用；而夸克超声雾化喷涂支持配合XY运动平台，可覆盖从晶圆到1500×800 mm超大面板的均匀扫描喷涂，为TGV向面板级封装演进提供了可行路径。

当前，夸克超声雾化喷涂应用已在TSV工艺中实现纵横比达10:1的通孔内壁光刻胶涂布，孔底覆盖率超过92%，并可在真空环境下覆盖高达20:1的超高纵横比结构。

 

*超声雾化在TSV工艺流程重点应用节点

 

而在TGV场景中，夸克超声雾化应用同样展现出关键价值，满足TGV孔径与深度跨度更大（20–100μm孔径、50–900μm深度）的喷涂需求，同时迎合大尺寸基板（1500×800mm）演进趋势，解决旋涂工艺在高密度三维封装中的涂布瓶颈，为光刻胶深孔涂布提供新工艺路径。

相关产品参数及产品系列可参照文档：超声雾化阀介绍单页.pdf    

*相关数据信息经 QUARK LAB 验证

随着中国先进封装产业的快速扩张，TSV与TGV产能持续增长。超声雾化应用作为精密、高效、可靠的涂覆技术方案，正从实验室走向规模化产线应用。

从光刻胶喷涂到聚合物绝缘层沉积，从助焊剂喷洒到功能性薄膜制备，夸克超声雾化产品系列的应用场景也正不断拓展。

面向未来，随着先进封装制程对精度和均匀性要求的进一步提升，夸克工研院将持续依托落地经验，为三维集成封装的高质量发展提供坚实的技术支撑。