4月30日，日本电子材料企业Elephantech宣布开发出一款用于玻璃通孔（TGV）的铜纳米浆料“SAphire G”，面向AI/HPC先进封装应用，目前已与客户开展联合评估。

铜纳米颗粒扫描电镜图以及粒度分布图（来源:Elephantech）

随着AI加速器性能提升和Chiplet架构发展，封装正向高密度、大尺寸演进。传统有机基板在热翘曲和精细布线方面逐渐接近极限。相比之下，玻璃基板具备接近硅的热膨胀系数（CTE）、更高的表面平整度以及更低的介电损耗，有望提升高频信号传输性能，并具备与CPO（光电共封装）融合的潜力。但其应用前提，是实现TGV的低成本、高可靠制造。

高深宽比TGV的导通难题

目前TGV导通主要有电解镀铜和浆料填充两种方式。电镀虽能实现低电阻，但在高深宽比（AR）结构中难以均匀填充，易出现孔底填充不足，同时工艺时间长、液体管理复杂。

浆料填充工艺相对简单，但传统金属烧结浆料在烧结过程中收缩较大，容易产生空隙和裂纹，难以满足高AR结构的可靠性要求。此外，银浆虽应用较早，但材料成本显著高于铜，也不利于规模化应用。

基于SA-CuNP技术的“SAphire G”

“SAphire G”基于自组装铜纳米粒子（SA-CuNP）技术，通过将约15nm的铜纳米粒子吸附在微米级铜颗粒表面，形成类似“大颗粒”的结构。在将纳米粒子含量控制在约10wt%的同时，实现了低温烧结特性。

通常的铜纳米浆料与Elephantech SAphire系列的比较（来源：Elephantech）

这一结构可降低烧结收缩，在高AR TGV中形成致密导体，减少空隙和裂纹。测试显示，在直径50μm、厚度0.5mm（AR=10:1）的通孔中，经热冲击后仍未出现裂纹，表现出较高可靠性。

填充铜纳米浆料后，在直径为50 μm、厚度为0.5 mm的TGV中进行热冲击测试后的结果（来源：Elephantech）

兼顾成本与量产适配

报道指出，该材料可通过浆料填充工艺实现导通，无需电镀所需的种子层及复杂液体管理，有助于降低工序成本。同时，铜基材料在成本上明显低于银浆，并具备接近银浆的导电性能。

目前，Elephantech正与基板厂、玻璃厂及先进封装厂开展评估，后续将重点推进其在AI/HPC玻璃基板及CPO相关应用中的落地。

关于Elephantech

Elephantech是一家成立于2014年的日本新材料/电子制造创业公司，总部在东京，起源于东京大学。核心定位是“用新制造技术重构电子产业”，其最大特点是把“金属纳米材料 + 喷墨印刷”引入PCB制造。其技术特点可以显著减少铜、水和化学品使用（铜减少约70%、水减少约95%、碳排放降低约75%），主打“低碳+降本”的电子制造方案。

粉体圈Coco编译