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“玻璃通孔技术进展和应用”专题前言
崔成强, 于大全
玻璃作为常见的无机固体材料，已被使用了上千年，中国、埃及、欧洲等都有关于早期玻璃的考古发现。19世纪中期以前，玻璃常被用于装饰物、工艺品、器皿和建筑材料等。直到19世纪中后期，随着一系列特种玻璃的出现，玻璃材料逐步跨越到拥有广阔应用前景的工业新领域。相对于传统硅、陶瓷、BT等材料，玻璃兼具了高模量、高硬度、低热膨胀系数等诸多优点，其相对介电常数仅为硅片的三分之一，玻璃衬底凭借低介电常数、高稳定性、低吸湿率及优异的热膨胀匹配等特性，成为气密封装盖板、射频器件衬底以及高密度基板的理想材料。
2025年第25卷第7期
pp.070100
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崔成强, 于大全. “玻璃通孔技术进展和应用”专题前言[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70100-.
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玻璃通孔技术的射频集成应用研究进展*
喻甜，陈新，林景裕，钟毅，梁峻阁，顾晓峰，于大全
随着射频系统向高频化、集成化方向发展，玻璃通孔（TGV）技术凭借玻璃基板的低介电损耗和高热导率，成为突破传统基板限制的核心方案。系统综述了TGV技术的制造工艺、射频器件集成创新及其在5G/6G通信与毫米波系统中的应用进展。在射频器件领域，TGV通过三维互连显著提升集总式电感、电容等无源器件的性能，并支撑滤波器设计实现低插入损耗和小型化。天线应用中，TGV多层堆叠技术推动封装天线向毫米波频段拓展，同时通过极薄转接板与嵌入式扇出技术提升互连密度、实现射频异质集成。未来发展趋势包括高深宽比通孔工艺革新、高频工艺一致性提升及多物理场协同设计，以突破毫米波频段性能瓶颈，加速TGV在5G/6G通信、太赫兹系统及智能终端中的规模化应用，为射频集成与异质封装提供高性能、低成本解决方案。
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喻甜，陈新，林景裕，钟毅，梁峻阁，顾晓峰，于大全. 玻璃通孔技术的射频集成应用研究进展*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70101-.
YU Tian, CHEN Xin, LIN Jingyu,ZHONG Yi, LIANG Junge, GU Xiaofeng, YU Daquan. Advances in Radio Frequency Integration Applications of Through Glass Via Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70101-.
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玻璃基键合技术研究进展*
傅觉锋，陈宏伟，刘金旭，张继华
随着三维集成技术的不断发展，玻璃基封装凭借其独特的优势开始被广泛研究。键合技术作为玻璃基封装的关键及难点，是构建“芯片高楼”的直接核心，需同时满足物理连接强度、电学可靠性及异质材料热匹配等严苛要求。键合技术从是否需要整体加热上可分为以热压扩散键合、阳极键合为代表的热键合，以及以超高真空表面活化键合、激光键合为代表的室温键合。低真空等离子体活化、真空紫外线光活化、湿化学活化等表面处理技术对降低键合温度、提高键合成功率非常有效。通过综述玻璃基键合技术的原理和特点，阐述了不同键合技术在不同应用场景下的优劣势，为玻璃基键合技术的持续创新和发展提供参考和思路。
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傅觉锋，陈宏伟，刘金旭，张继华. 玻璃基键合技术研究进展*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70102-.
FU Juefeng, CHEN Hongwei, LIU Jinxu, ZHANG Jihua. Research Progress of Glass-Based Bonding Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70102-.
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应力缓冲层对玻璃基板填孔结构内应力及可靠性的调控规律研究*
王展博，张泽玺，杨斌，郭旭，杨冠南，张昱，黄光汉，崔成强
玻璃具有优良的高频电学特性、机械稳定性以及低成本等优势，是下一代高密度封装基板的理想材料。然而玻璃与铜的热膨胀系数存在较大差异，在温度变化过程中容易产生较大热应力，特别是在玻璃通孔(TGV)等关键结构附近，影响了玻璃基板的性能与可靠性。针对玻璃基板填孔结构的可靠性问题，通过有限元模拟与实验手段，研究了在玻璃与铜的界面引入一层有机聚合物作为应力缓冲层的方法，以调控界面内应力并提高其可靠性。分析了有机聚合物厚度对玻璃填孔结构热应力的影响规律。仿真结果表明，插入厚度为1 µm的缓冲层可将玻璃基板的最大主应力降低约40%。通过实验进一步验证了具有应力缓冲层的玻璃基板的热应力可靠性得到了明显提升。
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王展博，张泽玺，杨斌，郭旭，杨冠南，张昱，黄光汉，崔成强. 应力缓冲层对玻璃基板填孔结构内应力及可靠性的调控规律研究*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70103-.
WANG Zhanbo, ZHANG Zexi, YANG Bin, GUO Xu, YANG Guannan, ZHANG Yu, HUANG Guanghan, CUI Chengqiang. Regulation Study of Stress Buffer Layer on the Internal Stress and Reliability of Glass Substrate Hole-Filling Structures[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70103-.
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基于玻璃通孔互连技术的集成无源器件发展
刘晓贤，廖立航，朱樟明
摘 要：基于硅通孔的三维集成技术虽然能够提高数据传输带宽与集成度，并且在尺寸、兼容性、性能等方面具有突出优点，但也面临着高频损耗大、工艺成本高等重大挑战，因此非常有必要探索基于新的基板材料的毫米波电路与系统集成技术。玻璃或石英材料能克服硅基板的高频损耗等缺陷，是当前较理想的基板材料。与硅基板相比，玻璃基板作为低介绝缘体，可直接与金属导体接触而不需要绝缘的隔离介质层，其工艺复杂度与成本显著降低，高频电学特性更加稳定，热膨胀系数与硅基板相似，在与硅基芯片键合时产生的热应力较小，进而降低了翘曲、焊点失效等问题，提高了三维封装的可靠性，因此基于玻璃转接板的毫米波集成无源器件（IPD）在保持低成本的同时还能够实现良好的电学特性。介绍了国内基于玻璃通孔技术的三维集成无源器件发展情况，以及随着玻璃通孔技术的发展和孔径尺寸的减小，寄生参数对信号传输的影响。
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刘晓贤，廖立航，朱樟明. 基于玻璃通孔互连技术的集成无源器件发展[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70104-.
LIU Xiaoxian, LIAO Lihang, ZHU Zhangming. Development of Integrated Passive Devices Based on Through Glass Via Interconnect Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70104-.
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玻璃基板在光电共封装技术中的应用*
陈俊伟，魏来，杨斌，樊嘉杰，崔成强，张国旗
人工智能和高性能计算对数据传输带宽与能效的需求不断上升，而传统铜互联技术存在信号衰减、功耗高和延迟大等局限。光电共封装技术通过实现光子集成电路与电子集成电路的异质集成，为突破电互连瓶颈提供了新途径。重点分析玻璃基板作为中介层材料在光电共封装技术中的关键作用，阐述其低介电损耗、高热稳定性、宽光谱透明性及与光波导工艺兼容的优势。对玻璃基板光波导的离子交换制备技术、光电协同架构设计及前沿研究机构提出的典型方案进行系统讨论，同时评估玻璃基板光电共封装在制造良率、散热管理和标准化协同方面所面临的挑战，并预测其在数据中心等领域的应用潜力。
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陈俊伟，魏来，杨斌，樊嘉杰，崔成强，张国旗. 玻璃基板在光电共封装技术中的应用*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70105-.
CHEN Junwei, WEI Lai, YANG Bin, FAN Jiajie, CUI Chengqiang, ZHANG Guoqi. Application of Glass Substrates in Co-Packaged Optics Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70105-.
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玻璃通孔技术及其可靠性研究现状*
马丙戌，王浩中，钟祥祥，向峻杉，刘沛江，周斌，杨晓锋
玻璃通孔（TGV）技术作为三维集成和先进封装的关键技术，以其优异的高频性能、低介电损耗和良好的热机械稳定性，在射频器件、高密度异构集成器件、光电共封装器件等领域展现出广阔的应用前景。然而，TGV技术的可靠性问题仍是制约其大规模产业化的核心挑战之一。系统综述了TGV技术的发展历程、应用研究现状、玻璃转接板制备工艺、可靠性研究进展。着重讨论了TGV关键互连结构由加工、设计、热应力等引起的可靠性问题，在总结常见互连失效机制之后，指出了目前TGV的可靠性研究在多场耦合失效研究、多性能参数协同评估、失效分析手段开发方面的不足。最后针对未来基于TGV技术开发新一代高性能器件的需求，分析了进一步开展可靠性研究工作需要关注的重点，为后续围绕玻璃转接板和TGV技术进行系统性的可靠性研究提供借鉴和参考。
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马丙戌，王浩中，钟祥祥，向峻杉，刘沛江，周斌，杨晓锋. 玻璃通孔技术及其可靠性研究现状*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70106-.
MA Bingxu，WANG Haozhong, ZHONG Xiangxiang, XIANG Junshan, LIU Peijiang, ZHOU Bin, YANG Xiaofeng. Research Status of Through Glass Via Technology and Its Reliability[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70106-.
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玻璃通孔化学镀金属化研究进展*
孙鹏，钟毅，于大全
随着摩尔定律逐渐达到物理极限，电子器件向“小、巧、精”发展的同时也对先进封装技术提出了更高的要求。玻璃基板由于具有优秀的高频应用能力、热膨胀系数灵活可调、成本低廉以及大尺寸超薄玻璃基板易于获取等优点，目前已受到国内外企业及科研院所的青睐。金属化工艺作为玻璃通孔（TGV）中的关键环节，决定了集成芯片电气连接的性能。当前，TGV金属化主要通过物理气相沉积(PVD)技术实现。但PVD工艺的成本高昂，沉积速度慢且处理高深宽比盲、通孔的效果差，使得通过湿法工艺对TGV进行金属化受到了广泛关注。针对此，阐述了TGV化学镀沉积机理并综述了近年来的研究现状及提升镀层与玻璃基板黏附性的关键技术，同时对未来发展方向提出见解。
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孙鹏，钟毅，于大全. 玻璃通孔化学镀金属化研究进展*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70107-.
SUN Peng, ZHONG Yi, YU Daquan. Recent Progress in Electroless Plating Process for Metallization of Through Glass Via[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70107-.
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降低玻璃基板TGV应力的无机缓冲层方法与仿真分析*
赵泉露，赵静毅，丁善军，王启东，陈钏，于中尧
玻璃基板凭借其优异的机械性能和较高的平整度等优势成为了先进封装的关键材料。提出了在玻璃基板TGV玻璃和铜之间烧结无机缓冲层的方案来降低玻璃芯板的应力，为了与后续化学镀金属化的工艺兼容，仿真分析了ZnO、TiO2、ZrO2 3种无机缓冲层对玻璃芯板应力的影响，同时探究了缓冲层厚度、玻璃芯板厚度以及TGV孔径对玻璃芯板应力的影响。结果表明，该方案相比纯铜填充的TGV可以有效降低叠层升温过程中玻璃芯板的应力，其中烧结5 μm的TiO2玻璃芯板应力降低了66.58%。同时缓冲层越厚、TGV孔径越小，玻璃基板TGV升温过程玻璃芯板的应力越小，此结果可为降低玻璃基板TGV的应力提供重要参考。
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赵泉露，赵静毅，丁善军，王启东，陈钏，于中尧. 降低玻璃基板TGV应力的无机缓冲层方法与仿真分析*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70108-.
ZHAO Quanlu, ZHAO Jingyi, DING Shanjun, WANG Qidong, CHEN Chuan, YU Zhongyao. Method and Simulation Analysis of Inorganic Buffer Layer for Reducing TGV Stress in Glass Substrate[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70108-.
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玻璃通孔技术的力学可靠性问题及研究进展*
马小菡，董瑞鹏，万欣，贾冯睿，龙旭
随着集成电路持续朝高密度、高性能方向发展，玻璃通孔（TGV）互连技术由于具有优异的电学、光学特性，良好的力学稳定性和低成本等优势，在三维电子封装、集成无源器件和光电器件集成方面具有广泛应用前景。系统综述TGV在芯片封装中的应用背景、制造工艺、材料选择及其所面临的主要力学挑战。对比玻璃中介层技术与硅通孔互连，总结TGV在成本、电学性能及机械稳定性方面的优势。阐述TGV与玻璃面板的制造流程，并强调常用玻璃材料（硅酸盐玻璃、石英玻璃和硼硅酸盐玻璃）的力学性能差异。重点分析TGV技术所面临的力学挑战，并给出潜在的解决方案。研究结果可为后续TGV结构优化与高可靠性封装设计提供一定的理论依据与工程指导。
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马小菡，董瑞鹏，万欣，贾冯睿，龙旭. 玻璃通孔技术的力学可靠性问题及研究进展*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70109-.
MA Xiaohan, DONG Ruipeng, WAN Xin, JIA Fengrui, LONG Xu. Mechanical Reliability Issues and Research Progress of Through Glass Via Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70109-.
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玻璃基板技术研究进展*
赵瑾，于大全，秦飞
随着高性能计算和人工智能等新兴应用的迅猛发展，先进封装技术正加速演进。作为其核心支撑，高端基板技术需同时应对高速高频信号传输、功耗管理、超细节距互连及系统级集成等多重性能需求。玻璃基板凭借其优异的热机械稳定性、极低的吸湿性和卓越的电学特性，成为突破传统封装限制的关键方向。围绕玻璃基板的结构特性与关键制造工艺进行分析，重点探讨了其在可靠性方面存在的主要问题，并总结其所面临的技术机遇与挑战。
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赵瑾，于大全，秦飞. 玻璃基板技术研究进展*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70110-.
ZHAO Jin, YU Daquan, QIN Fei. Research Progress of Glass Substrate Technology[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70110-.
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基于试验与仿真的CBGA焊点寿命预测技术*
李杰，曹世博，余伟，李泽源，乔志壮，刘林杰，张召富，刘胜，郭宇铮
陶瓷球栅阵列（CBGA）封装技术以其高密度互连优势在电子封装领域占据着举足轻重的地位，焊点的可靠性是影响器件性能的关键因素。采用有限元法深入探究了焊点在热循环载荷下的寿命预测技术。通过板级温循试验，监控导通电阻以分析焊点的寿命数据。构建了CBGA焊点的有限元模型，并对比分析了仿真与试验数据，确定焊点应变能密度均值增量作为寿命表征因子，进而优化了模型的稳健性。将试验实测数据与仿真结果有机结合，集成到Darveaux寿命模型中，建立了焊点寿命预测方法。研究结果证实，该方法能有效预测CBGA焊点的寿命，为同类封装产品的可靠性设计提供了有力的技术支撑。
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李杰，曹世博，余伟，李泽源，乔志壮，刘林杰，张召富，刘胜，郭宇铮. 基于试验与仿真的CBGA焊点寿命预测技术*[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70201-.
LI Jie, CAO Shibo, YU Wei, LI Zeyuan, QIAO Zhizhuang, LIU Linjie, ZHANG Zhaofu, LIU Sheng, GUO Yuzheng. CBGA Solder Joint Life Prediction Technology Based on Test and Simulation[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70201-.
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三维SiP模块中的BGA焊球隔离性能研究
蔡茂，徐勇，洪玉，毛仲虎
射频通道隔离度是衡量系统级封装（SiP）模块性能的重要指标之一，直接关系到系统的稳定性和信号质量。提出了1种用于三维SiP模块的球栅阵列（BGA）焊球隔离技术——利用板级堆叠工艺中连接上下基板的BGA焊球形成屏蔽墙，从而提高射频通道间的隔离度。按照排布方式对SiP模块中常见的射频空间泄露进行分类，通过仿真计算和实物测试验证了该隔离技术的有效性，为改善SiP模块射频通道隔离度提供了有力支持。
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蔡茂，徐勇，洪玉，毛仲虎. 三维SiP模块中的BGA焊球隔离性能研究[J]. 电子与封装, 2025, 25(7): 70202-.
CAI Mao, XU Yong, HONG Yu, MAO Zhonghu. Research on BGA Solder Ball Isolation Performance in 3D SiP Module[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(7): 70202-.
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