TGV技術與EBSD分析：驅動先進封裝的關鍵力量

在半導體製程日趨極限、成本壓力與系統整合需求不斷攀升的今天，如何透過材料創新與檢測技術，實現PPAC（效能、功耗、面積、成本）最適化，成為產業共同面對的挑戰。在汎銓科技近日舉辦的技術講座中，我們深入解析了TGV（Through Glass Via）技術與EBSD（電子背向散射繞射）分析如何聯手應對這些挑戰，以下是核心觀點分享：

• 一 玻璃基板與TGV技術：為先進封裝而生的材料革新

相較於傳統材料，玻璃基板具備高剛性、低介電常數、熱穩定性優良等特性，可顯著改善先進封裝中的訊號干擾與散熱問題。TGV（Through Glass Via）製程主要包含雷射鑽孔、金屬填孔與基板貼合等步驟，對孔洞關鍵尺寸（CD）控制具有極高精度要求。

然而，玻璃材料的脆性特質也帶來裂紋（Crack）、剝離（Peeling）等製程挑戰。汎銓導入先進的填充技術（源自PCB封裝工藝）以及自主開發的研磨液配方搭配化學機械研磨（CMP）技術，成功提升TGV孔洞的分析精度與穩定性。

• 二 三階段TGV檢測策略：從非破壞到微觀晶粒分析

汎銓以三階段檢測流程建構完整品質控管系統：

1. 非破壞檢測（3D X-ray）：解析度已達500nm，適合初步孔洞確認
2. 電子顯微鏡觀察：進一步觀察小於100nm缺陷與結構
3. EBSD晶粒分析：分析金屬晶粒的分佈、應變、成長方向，並監測Abnormal Grain Growth的風險來源

    

1. TGV在3D X-ray中的影像
2. TGV基板冷埋研磨後影像
3. TGV局部的EBSD分析結果

EBSD的加入讓材料內部微觀結構不再是黑盒子，而是可視化、可量化的關鍵製程指標。

• 從晶粒到應力：EBSD可看可解釋的微觀利器

透過Kernel Average Misorientation Map與Grain Size Chart，成功識別高應變集中區域與異常晶粒群，評估可能造成裂解或壽命縮短的潛在風險。EBSD不僅能解析金屬結構的晶粒大小、晶體取向、應變與晶粒成長方向，更能協助工程團隊識別異常晶粒成長(Abnormal Grain Growth)，預測應力集中的潛在失效位置。
　　汎銓科技進一步結合化學機械研磨(CMP)製程，針對TGV內部已填銅結構進行完整斷面分析，精準掌握{111}成長集中性，驗證其對訊號傳導與熱穩定度的正向效應。我們的經驗顯示：

• 大尺寸晶粒若在退火時無法釋放應力，會導致熱膨脹擠破周圍材料。
• 將 EBSD 分析與 Kernel Average Misalignment Map、Grain Size Chart 結合，可視化應力分布與能量累積情形。

1. 覆銅後TGV的EBSD影像
2. Inverse Pole Figure Map可幫助分析特定製程下晶體方向分佈

• 為每一位客戶打造專屬的解決方案

「客製化」不只是口號。 汎銓強調從樣品狀態、封裝路徑到最終可靠度推估，皆量身打造實驗計畫與檢測路線圖。例如在破裂的玻璃樣品上，我們運用低溫ALD進行填補，避免高溫對樣品造成二次損害，即使只是為分析提供「一次性視窗」，也追求最穩定的呈現。