日前，日本森村集团旗下则武株式会社（Noritake）宣布开发了一种用于玻璃基板通孔（TGV）工艺的新型银浆，以其为基础材料的新型布线工艺被视为传统镀铜工艺的有力竞争者，不仅效率大为提升，而且还能避免镀铜作业常见的裂纹产生问题。本文就此详细展开说明，面向AI时代的新型封装工艺给银基浆料带来哪些机遇和挑战。

3D封装中TGV工艺及纳米银浆的应用示意图

AI时代到来，相关硬件设备领先企业为继续提升服务器性能，提出3D封装与玻璃基板路线，并且经历工艺和材料的不断改进，路线也已基本确立。如上图所示，在玻璃基板进行激光打孔（TGV），以此形成连接“芯片层”的垂直通道，再以导电材料（传统镀铜vs新型银浆）建立起层间电气连接和散热路径——业界对连接和路径的要求是兼顾“低电阻”与“可靠性”，这样才能形成高效和稳定的信号传输。

传统镀铜工艺及缺陷

简单说就是通过电化学沉积，使铜从离子溶液中析出沉积填充通孔。实际操作时，需经过清洗→活化→化学镀种子层→电镀铜→表面研磨等多步工序，由于电镀速度缓慢，流速或助剂不均等都可能导致填充不致密，后续高热工况下容易因热应力导致薄脆玻璃基板产生裂纹。

新型银浆工艺与提升

简单说就是将高固含量、低粘度的银浆通过印刷或真空压力直接注入通孔，然后加热烧结，使银颗粒熔融形成致密导体。它简化了镀铜的所有预处理工序，填充和烧结作业也非常高效。消除镀铜缺陷的同时，也更好适配了玻璃基板，并且设计相对灵活（可局部进行）。

TGV用银浆

但是，新型银浆开发存在较高的粉体技术和配方门槛——虽然纯银的本征导电性优于纯铜，但在TGV互连的实际制备中，“烧结银浆形成的导电结构的有效电阻率，目前通常高于成熟工艺制备的电镀铜互连的有效电阻率”。原因是传统镀铜通过离子沉积，能在通孔内生长出相对连续、致密的金属柱，结构接近块体金属，因此其电阻率可以做到非常接近纯铜的理论值；而由微纳米银颗粒、有机溶剂和粘结剂混合而成的银浆，烧结时银颗粒之间通过颈部长大连接，会留下微观孔隙和大量晶界，这导致电流路径曲折，电子散射严重，因此有效电阻率远高于纯银。

Noritake推出产品专门提到通过独特的成分设计和颗粒分散技术，最大限度地增加了银浆中的银填充量，能够同时保持与传统铜镀层技术相同的电阻值，并大幅提高了布线工艺的效率，抑制了玻璃基板裂纹的产生。

小结

在3D封装向更高密度、异质集成、系统级性能演进的道路上，玻璃基板与TGV是关键技术。新型导电银浆的出现，为TGV金属化提供了传统镀铜之外的第二条技术路径，这是银基材料高端应用的机遇，同时也是挑战。

粉体圈启东