系统级封装(SiP)、TSV与TGV技术的区别和应用全面解析和先进封装清洗介绍

以下是系统级封装（SiP）、TSV（硅通孔）与TGV（玻璃通孔）技术的全面解析，结合技术原理、应用场景及协同关系进行对比：

一、技术定义与核心原理

1. 系统级封装（SiP）

• 定义：将多个异构芯片（如处理器、存储器、传感器等）和无源元件集成于单一封装体内，形成功能完整的系统单元。

• 关键技术：倒装芯片（Flip-Chip）、凸块技术（Bump）、晶圆级封装（WLP）等。

• 特点：不追求单片集成（与SoC不同），通过封装实现系统级功能整合，兼顾性能与成本。

2. TSV（硅通孔）技术

• 定义：在硅晶圆上垂直蚀刻通孔并填充金属，实现芯片层间垂直互连。

• 工艺流程：硅基板制备→通孔蚀刻→绝缘层沉积→金属填充（如铜电镀）→平坦化。

• 特点：缩短信号传输路径，降低延迟和功耗，适用于三维堆叠（如HBM存储器）。

3. TGV（玻璃通孔）技术

• 定义：在玻璃基板上制作垂直通孔并填充导电材料，实现高频、低损耗的垂直互连。

• 工艺流程：激光刻蚀/化学腐蚀→金属填充（如电镀铜或导电胶）→表面处理。

• 特点：玻璃材料绝缘性好、热膨胀系数接近硅，适用于高频射频、光学集成等领域。

二、核心区别对比

三、典型应用场景

1. SiP技术

• 消费电子：集成射频、基带、电源管理模块，缩小手机尺寸。

• 物联网设备：将传感器、MCU、存储集成，降低功耗与体积。

• 高性能计算：异构计算（如CPU+FPGA+AI加速器）。

2. TSV技术

• 存储器：HBM（高带宽内存）通过TSV堆叠DRAM芯片，带宽提升4倍。

• 处理器：AMD霄龙处理器通过TSV实现CPU与I/O芯片的3D堆叠。

• 图像传感器：堆叠式CMOS通过TSV分离感光层与逻辑层，提升像素密度。

3. TGV技术

• 射频/微波器件：玻璃低介电损耗特性适用于5G射频前端模块。

• 光通信：玻璃通孔与光芯片垂直互连，减少耦合损耗（如端面耦合插损≤-0.35dB）。

• MEMS传感器：玻璃中介层与硅芯片键合，提高真空封装可靠性。

四、协同与发展趋势

1. 技术协同

• 2.5D封装：TSV中介层连接平铺芯片（如AMD Zen 3架构）。

• 3D封装：TSV/TGV直接堆叠芯片（如台积电CoWoS工艺）。

• 异质集成：SiP作为系统架构，结合TSV/TGV实现垂直互连，例如：

• 工艺融合：RDL（再布线层）与TSV/TGV结合，提升布线密度与信号完整性。

2. 未来趋势

• 材料创新：玻璃基中介层替代硅基，降低高频损耗与成本。

• 智能化封装：集成传感器与自适应算法，优化热管理与信号传输。

• 标准化推进：统一SiP互连标准，提升跨厂商兼容性。

五、总结

• SiP是封装层级的系统集成，侧重功能整合；

• TSV和TGV是互连技术，分别针对硅基与玻璃基垂直布线需求；

• 三者共同推动后摩尔时代芯片性能提升，在5G、AI、物联网等领域发挥关键作用。

先进封装芯片清洗剂选择：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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