KL-TGV实验室公开全维度玻璃技术商业化标准第二部分

一、原材与制程单体性能检测（第一部分：基材/通孔/RDL）

一、基材性能：超低损耗特种玻璃，适配高端高速封装场景

本次检测是由日本KL株式会社周君栄 原田剛TGV 实验室联合中国企业玻基芯联（上海）半导体材料有限公司在日本九州半导体产业集聚区熊本半导体协会实验室共同联合研发所获的成果，采用NEG和AGC310×315mm低碱无碱特种玻璃基材，专为AI算力芯片、高速光电封装场景定制，热学、力学、高频介电性能实现精准匹配，彻底解决传统有机基板高频损耗高、硅中介层成本高、尺寸受限的行业痛点。

性能检测数据显示：基材主流量产厚度0.3mm，厚度公差控制在±15μm，300mm大板翘曲≤150μm，整片基板均匀性、平整度满足精密光刻与多层布线工艺要求。核心热膨胀系数（CTE）稳定在3.2～4.2ppm/℃，与硅芯片热膨胀特性高度匹配，可大幅降低温度循环过程中的界面热应力，有效规避分层、开裂、电阻漂移等可靠性失效问题。

高频性能方面，10GHz工况下基材相对介电常数（Dk）4.6～5.0、介电损耗（Df）低至0.0005~0.005，远优于传统有机封装基板，具备极致的高速信号传输能力，可充分适配1.6T/3.2T高速互联、CPO光电共封装等下一代高端应用场景。同时，基材严格控制碱金属杂质含量，钠、钾离子含量均低于50ppm，抛光后表面粗糙度Ra≤0.5nm，为薄膜沉积、精密布线提供绝佳基底条件。

经85℃/85%RH千小时湿热老化、千次高低温循环、多类化工药液浸泡测试，基材无风化析晶、无腐蚀麻点、无性能衰减，力学结构与电气性能长期稳定，具备极强的工况适配性。

二、TGV通孔性能：高精度深孔工艺，实现极致垂直互连

KL-TGV采用超快激光改质+湿法蚀刻成熟量产工艺，实验室完成全流程通孔形貌、填铜质量、电气性能、缺陷管控系统化验证，通孔综合良率达到行业领先水平。

通孔几何精度层面，量产主流孔径20μm，孔径公差±2μm，量产深宽比最高可达10:1，通孔锥度严控在2°以内，孔位定位精度±2μm，孔壁粗糙度Ra≤0.15μm，通孔圆度≥95%。全板无贯通微裂纹，局部微小裂纹尺寸低于1μm，从源头杜绝通孔结构失效风险，微孔阵列一致性、垂直度、平整度均满足高密度互连需求。

金属化填铜工艺采用双技术路线适配不同应用场景：量产经济型TiW阻挡层方案，厚度150～300nm，侧壁台阶覆盖率超70%，兼顾成本与附着力；高端高频Ta/TaN叠层方案（TaN 50nm+Ta 100nm），台阶覆盖率超80%，铜扩散阻隔能力更强，适配超高精度高速封装场景。

填铜质量方面，产品整体填铜率≥99%，空洞率＜1%，无轴向连续致命空洞，仅允许直径2μm以内孤立微小空洞。CMP抛光后铜柱表面平整光洁，与玻璃基板共面性优异，铜/阻挡层、阻挡层/玻璃界面无分层剥离，铜元素向玻璃基材扩散距离＜10nm，界面结合稳定性极佳。

电气性能表现优异，单根TGV通孔直流电阻＜10mΩ，10V偏压下相邻通孔漏电流＜1nA，无短路异常，额定耐电流密度≥1×10⁵ A/cm²，10GHz高频工况下信号插入损耗、回波损耗、信号串扰均符合高端封装设计标准，可稳定承载高速信号传输与高功率工作负载。

三、RDL再分布层性能：微细精密布线，构建完整平面互连网络

本次公开数据同步验证了TGV基板配套双面SAP半添加法RDL再分布层工艺性能，实现垂直TGV通孔与平面微细布线的高精度融合，搭建完整2.5D封装互连体系。

RDL量产规格可达线宽/线间距2μm/2μm，实验室极限精度突破0.5μm/0.5μm，线宽公差±0.2μm，线路边缘粗糙度≤0.2μm，可有效降低高频信号抖动与传输损耗。布线与TGV通孔对位精度±2μm，焊盘尺寸公差严格可控，彻底规避对位偏移、接触不良等工艺缺陷。

电气可靠性层面，2μm厚度铜布线方块电阻≤30mΩ/□，相邻线路绝缘性能优异，无漏电、短路问题，额定载流密度≥5×10⁴ A/cm²，RDL与TGV通孔接触电阻＜5mΩ，界面导通稳定、阻抗一致性高。

经千次高低温循环、96h HAST高加速湿热、48h PCT蒸煮、千小时电迁移老化全套严苛测试，RDL线路无断裂、介质膜无鼓泡分层、无铜腐蚀失效，线路阻抗漂移控制在10%以内，界面附着力达标，可长期适配复杂高低温、高湿工况环境。

四、全维度可靠性验证与量产良率数据

本次所有送检样品均通过半导体先进封装全套REL可靠性认证测试，涵盖-40℃~125℃千次温度循环、高加速湿热、高压蒸煮、长时间电迁移老化、界面附着力测试等核心项目。测试后TGV通孔、RDL布线、基材结构无开裂、无分层、无短路漏电、无新增缺陷，电气参数波动低于行业商用阈值，产品长期服役可靠性得到充分验证。

量产良率数据实现全面突破：玻璃基材来料良率≥99.7%，TGV通孔成孔良率≥99.5%，通孔金属化成品良率≥98%，RDL图形良率≥99.2%，TGV+双面RDL整体复合良率稳定≥96%，完全满足规模化批量供货的产能与品质要求。

第二部分：封装后整体组装可靠性测试结果

章节概述

本章节针对KL株式会社与中国玻基芯联（上海）半导体材料有限公司提供的玻璃中介层完成芯片贴装、微凸点互连、整体2.5D封装组装后的成品系统级可靠性进行全项检测。模拟真实CoWoS/CoPoS类量产封装工况，验证「玻璃基板+TGV通孔+RDL布线+微凸点Bump+Chiplet芯粒+HBM模组」整套堆叠体系的机械稳定性、热匹配性、界面结合可靠性与长期通电寿命。

所有测试以最终封装成品为检测对象，为KL-TGV作为商用级2.5D/3D先进封装中介层提供最终落地认证依据。

1 封装组装工艺参数（Bump/贴装/键合）

1.1 微凸点 Bump 工艺规格

• 凸点材质：SnAg无铅锡银凸点（高端封装标准）

• 凸点直径：25μm±2μm

• 凸点高度：20μm±1.5μm

• 凸点间距 Pitch：40μm

• 共面性：整片基板凸点共面度 ≤5μm

• 凸点良率：≥99.8%

• 无虚焊、无连锡、无坍塌、无氧化空洞

1.2 芯片贴装精度

• Chiplet/HBM芯粒贴装对位精度：±3μm

• 整体组装偏移量：无偏移、无角度偏差

• 贴装空洞率：整体空洞＜3%（X-Ray全检）

• 底部填充胶（Underfill）：流动性饱满、无气泡、边缘封胶完整

2 组装后机械可靠性测试

2.1 剪切力测试（Bump剪切强度）

• 单颗微凸点剪切力：≥18g/ball

• 破坏模式：锡层本体断裂（非界面剥离）

• 判定标准：无Bump脱落、无RDL起皮、无TGV焊盘撕裂

2.2 推拉强度测试（芯片整体附着力）

• 芯片整体推拉强度满足JEITA商用等级

• 封装体无脱层、无芯片位移、无界面开裂

2.3 整体翘曲验证（组装后）

• 300mm大板封装后总成翘曲：≤220μm

• 冷热循环后翘曲回弹稳定，无不可逆形变

3 系统级温度循环可靠性（组装成品）

测试条件：-40℃ ↔ 125℃，1000次循环

成品整体判定标准

• 芯片、HBM模组无移位、无崩裂

• 微凸点无断裂、无疲劳裂纹、无脱落

• Underfill底部填充胶无开裂、无剥离、无空洞扩张

• TGV-RDL-Bump三级互连总阻抗波动＜12%

• 整板无短路、无开路、无功能失效

关键优势：玻璃CTE与硅高度匹配，组装后几乎无热应力累积，相比有机基板大幅降低Bump疲劳失效概率。

4 高加速湿热可靠性 HAST（成品级）

• 测试条件：130℃、85%RH、270kPa、96h

• 结果：封装界面无潮气侵入、无金属腐蚀、无凸点氧化

• 绝缘阻抗保持稳定，无漏电劣化

• Underfill与基板、芯片界面无鼓泡、无脱粘

5 高压蒸煮测试 PCT（成品级）

• 测试条件：121℃、100%RH、2atm、48h

• 结果：多层互连体系耐湿性能优异

• 无界面分层、无引脚腐蚀、无信号衰减

6 系统级电迁移与长期通电寿命

• 测试条件：150℃高温满载、持续1000h通电

• 测试对象：完整TGV+RDL+Bump+Chiplet通路

• 结果：

￮ 无凸点电迁移空洞生长

￮ RDL细线无断流、无阻抗漂移

￮ TGV垂直通孔长期载流稳定

￮ 整通道导通一致性优异

7 高频整板信号完整性测试（封装成品）

完成芯片组装后，整板10GHz高频信号实测：

• 插入损耗、回波损耗、串扰指标维持设计最优区间

• 玻璃基材低Df特性在成品封装状态下无衰减

• 证明KL-TGV可完全满足HBM+AI Chiplet高密度高速协同工作需求

8 整体封装良率（最终成品良率）

经过全套组装、测试、筛选统计：

KL-TGV完整2.5D封装成品综合良率 ≥95.2%

失效统计极低，主要为极少数外观工艺瑕疵，无结构性、电气性、可靠性致命缺陷。

9 第二部分测试小结（组装可靠性总结）

KL-TGV玻璃中介层在完成Chiplet贴装、HBM模组组装、微凸点键合、底部填充、整体封装后，展现出优异的系统级可靠性。玻璃基材与硅芯片热匹配性优秀，大幅抑制温度循环带来的凸点疲劳、界面分层、线路断裂等典型封装失效。

全套JEDEC标准可靠性测试证明：

KL-TGV不仅单体材料达标，更可实现终端封装成品的长期稳定工作，完全满足高端AI算力、HBM高速堆叠、Chiplet异构集成、CoWoS/CoPoS先进封装商业化落地要求。

三、技术价值与产业意义

当前后摩尔时代，Chiplet异构集成、HBM高速内存、CPO光电共封装技术快速迭代，传统硅中介层存在尺寸受限、成本高昂、高频损耗偏高的短板，有机基板难以适配超高密度、超高速互连需求。

KL株式会社本次公开的全套检测数据（基材、通孔、RDL、单体可靠性、成品封装组装可靠性），完整验证了KL-TGV玻璃中介层替代传统硅中介层、有机基板的可行性与优越性。

依托低介电损耗、低热应力、大尺寸可拓展、高可靠性、高良率、高封装适配性的核心优势，KL-TGV可广泛应用于AI高速算力芯片、HBM内存封装、Chiplet多芯粒异构集成、高速光模块等高端领域，全面适配台积电CoWoS、下一代CoPoS面板级先进封装路线。

四、结语

本次KL株式会社TGV实验室全维度检测结果公开，包含材料端、工艺端、封装组装端、系统可靠性端四大维度完整数据，标志着KL-TGV玻璃通孔技术完成从基材研发、工艺定型、实验室验证、到终端封装量产落地的全链条商业化闭环。

未来，KL株式会社将持续迭代TGV微细成孔、高精度金属化、多层RDL集成、系统级封装适配工艺，持续优化产品良率与高频性能，深度对接全球半导体先进封装产业链，为下一代高速、高密度、高可靠性封装技术提供核心基材支撑，助力全球Chiplet与AI算力产业升级。

数据出具机构：KL-TGV玻璃基板技术研究实验室

核心研发团队：周君栄博士、原田剛博士、山井一郎教授

测试标准依据：JEDEC JESD22 系列国际半导体可靠性标准

以上资料是与中国合作伙伴玻基芯联（上海）半导体材料有限公司共同完成测试验证。

特别鸣谢：陈章良先生 李树龙先生 萬荣斌先生 沈重之先生，潘相成先生，

数据有效时间：2026年9月

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