玻璃基板是下一代芯片基板,核心材料由玻璃制成。玻璃基板封装关键技术为TGV(Through Glass Via)。
TGV成孔技术需兼顾成本、速度及质量要求,挑战在于其需要满足高速、高精度、窄节距、侧壁光滑、垂直度好以及低成本等一系列要求。多年以来,业界及学界许多研究工作都致力于研发低成本、快速可规模化量产的成孔技术。一般而言,TGV可利用喷砂法、光敏玻璃法、聚焦放电法、等离子刻蚀法、电化学法、激光诱导刻蚀法等技术进行成孔制作。
截至目前,激光诱导刻蚀优势明显且已获应用,有望在成孔技术中脱颖而出,使得激光刻蚀设备成为成孔工艺核心设备之一。这个工艺流程首先使用激光技术在玻璃晶圆上预设小孔,接着将玻璃晶圆放入含8%至15%质量浓度的HF溶液中,此溶液温度维持在20℃到40℃。然后,将容器置于超声设备中,并开启设备,设备发出40KHz的超声波。在60至120分钟的腐蚀时间内,使用HF溶液对玻璃晶圆上的小孔进行腐蚀,直至达到所需的直径。腐蚀完成后,取出玻璃晶圆并用去离子水进行清洗,最后检测玻璃通孔的孔径和通透性,确保工艺质量。
今天给大家简单介绍下相关激光设备供应商,如有遗漏欢迎大家加群交流或留言补充。
01
LPKF乐普科
官网:https://www.lpkf.cn/
乐普科拥有自己独特的专利激光技术——激光诱导深度蚀刻(LIDE),该技术已应用于搭载玻璃通孔(TGV)工艺的Vitrion 5000系列设备,显著提高了玻璃通孔加工的效率和精度。
乐普科LIDE技术制造的微孔 图源官网
LPKF的LIDE技术定位是一种全新的无损,无应力玻璃加工技术。除TGV外,还可以通过各种手段对玻璃材料进行近似乎任意的加工。其产品充分利用玻璃材料的各种性能优势, 广泛应用于光学,量子技术,传感等领域。
图源 乐普科官微
2024年5月,乐普科宣布,今年将扩大供应用于玻璃芯片板生产中关键的玻璃通孔(TGV)工艺的激光设备。
02
德国4JET
官网:https://www.4jet.de/
4JET microtech结合激光加工技术、光学、机器视觉、自动化和软件,为工业生产创造了高能力的集成机器解决方案。
Plan Optik AG和 4JET microtech共同开发了一条工艺链,用于高效生产金属化玻璃通孔。新的 VLIS 工艺能够生产高精度TGV ,用于玻璃晶圆或显示器基板的先进封装。
03
韩国Philoptics
官网:https://philoptics.com/
Philoptics创立于2008年2月,总部位于韩国京畿道。公司生产OLED显示激光加工设备、激光玻璃切割设备、汽车可充电电池设备、光刻设备,并拥有OLED光学元件精密金属掩模业务,还从事光学和激光技术的研究和开发。
公司自2019年开始开发TGV设备,并积极与韩国国内半导体企业共同推进TGV设备的量产试验。这一设备采用了在玻璃基板上放置芯片的封装技术。在基板上形成一个非常小的电极通道。电极通道有助于电流的流动。关键是在玻璃基板上形成无裂纹的细孔。
图源官网
2024年4月Philoptics宣布,已向一家芯片制造商的试验生产线供应了一台名为Through Glass Via(TGV)的激光设备,用于玻璃基板的生产。
04
WOP
官网:https://wophotonics.com/
WOP是全球的顶级飞秒激光微加工供应商之一,其生产的TGV晶圆适用于微孔金属化。最小微孔直径可达10 µm,位置精度±3µm,纵横比高达100:1,侧壁RA < 0.08 µm,孔型有通孔(正圆或椭圆)、盲孔(正圆或椭圆)生产定制尺寸和设计的 TGV 微孔晶圆,适合使用任何金属化工艺。提供高表面质量的 TGV 玻璃晶圆,其紧密排列的通孔,在用于生产过程之前无需或只需最少的后处理。
透过玻璃通孔 TGV 晶圆 图源官网
05
EKSPLA
官网:https://ekspla.com/
EKSPLA 是一家创新的固态和光纤激光器制造商,从定制系统到中小型 OEM 系列。为特定应用和/或根据特定 OEM 要求定制产品的能力是 EKSPLA 的主要优势之一。
超快工业激光器 FemtoLux 30
在 GHz 突发模式下运行的 FemtoLux 30 用于通过执行冲击钻孔在玻璃基板中生产高纵横比 TGV。通过将单个高能脉冲分成 50 个 GHz 脉冲,不仅可以实现高纵横比(高达 80 或更高),还可以通过仔细调整脉冲串配置,以 0.1 μm 的分辨率精确控制孔的深度。TGV 制造技术针对不同的玻璃材料进行了验证:AN100、BK7、BF33、D263、EXG 和钠钙。
在 EXG 玻璃上对高纵横比孔进行 GHz 突发辅助冲击钻孔 图源官网
或者,可以通过利用 MHz+GHz 突发模式和自下而上的铣削技术来形成 TGV。利用自下而上铣削技术形成的零锥度结构和 MHz+GHz 突发模式的工艺吞吐量增加,在 BF33 和 D263 玻璃中形成了直径为 200 um 的孔基体。
06
TRUMPF通快
官网:https://www.trumpf.cn/
TRUMPF 激光器在最新一代计算机芯片的生产中发挥着重要作用。激光器还可以执行大量其他工艺步骤,例如切割和钻孔硅晶片、印刷电路板或整个电子模块。
为了实现尽可能小的切口和高边缘质量,并避免因热影响而损坏敏感的芯片,TRUMPF 的超短脉冲激光器用于分离。这使得材料能够在没有不必要的热影响的情况下进行加工,并在激光加工中实现最高精度。这些激光器还适用于修整敏感模块(系统级封装)、加工多材料印刷电路板以及在硅和玻璃中钻孔所谓的微孔。该行业还使用 TRUMPF 激光器进行目标层烧蚀、薄膜切割和打标。
07
帝尔激光
官网:https://www.drlaser.com.cn/
2022 年 10 月,公司全资子公司珠海颢远战略投资成都迈科,其于同年建成TGV基板与三维集成封装中试线(三叠纪(广东)科技有限公司),实现从玻璃材料、3D微纳结构、超高深径比通孔填充、表面布线和多层堆叠全工艺链拉通,为中国电科、肖特玻璃、华为、康佳光电、京东方等龙头企业供货,已成为TGV方向技术倡导者与引领者。
2023 年,公司 TGV 激光微孔工艺逐步成熟,从实验室走向市场,设备进入小批量论证阶段。2024 上半年,公司完成面板级玻璃基板通孔设备的出货,实现晶圆级和面板级TGV封装激光的全面覆盖;同年7月,三叠纪TGV板级封装线投产,成为国内第一条TGV板级封装全自动化生产线,也是国内目前唯一一家同时拥有玻璃基晶圆和板级封装线的公司,有望引领国内TGV行业步伐,为高端SiP和高算力芯片封装、新型显示等领域奠定基础。
图:ThruGlas LA-300
08
大族激光
官网:https://www.hanslaser.com/
针对TGV这个市场,大族有对应的激光玻璃打孔设备、刻蚀设备、激光隐切、AOI检测等,目前产品成熟,已经量产,对应的设备已经应用在客户端。
飞秒激光增强玻璃蚀刻通孔机(FLEE-TGV) 设备型号:DG100-G1201A 图源官网
6月21日,大族激光在互动平台表示:公司TGV钻孔设备产品采用自主研发的ICICLES技术,光束一致性好,稳定性高,主要应用于半导体行业。
加工效果 图源官网
09
德龙激光
官网:http://www.delphilaser.com/
德龙激光是一家技术驱动型企业,自成立以来,一直致力于新产品、新技术、新工艺的前沿研究和开发。致力于激光精细微加工领域,聚焦于半导体及光学、显示、消费电子及科研等应用领域,为客户提供激光加工解决方案。
德龙激光(688170.SH)11月28日在投资者互动平台表示,公司面向先进封装玻璃基板推出的玻璃通孔激光设备(TGV)已经有小批量出货。
10
钛昇科技
官网:https://www.enr.com.tw/
钛昇科技成立于1994年,位于中国台湾燕巢区专注于为半导体、LED、主被动元件、医疗等领域提供激光加工、电浆清洗、FPC设备等产品和解决方案。
2004年,钛昇科技在无锡成立子公司无锡钛昇;2007年,钛昇科技在上海成立子公司上海辰钛;随即于2014年,钛升科技在台北交易所上市。
钛昇科技主要掌握四大核心技术,其中激光应用解决方案包括:激光打标、激光切割、激光打孔、激光划线、激光开槽、激光烧蚀等。
图片来源:钛升科技
7月4日,钛昇科技于江苏南通设立的新厂区正式开业。现阶段,钛昇科技已经陆续接到了TGV设备的相关订单,预计今年下半年开始向英特尔等终端用户交付设备,该业务将在今年第四季度步入收割期,并在2025年-2026年间实现高收益。
11
华工激光
官网:https://www.hglaser.com/
面对玻璃基板的加工需求,华工激光自主开发了激光诱导微孔深度蚀刻技术(Laser Induced Micro Hole Deep Etching Technology,缩写LIMHDE)。该技术联合国际知名学府和国家级材料实验室共同开发,相比传统的玻璃穿孔技术,该技术拥有更好的穿孔质量、更小的加工半径和更深的加工深度。
该技术采用了最新一代超短脉冲激光技术,并针对玻璃、石英等不同类型的材料定制化开发了诱导微孔激光头,最小可以做到5μm孔径,径深比可达1:100。
(样品加工效果)
目前该技术已经应用于玻璃基板加工领域,同时在多家客户现场进行工艺测试,能够为玻璃基板行业客户提供高效优质的先进封装解决方案。
12
圭华智能
官网:http://www.ghl-laser.com/
深圳市圭华智能科技有限公司为微纳激光加工技术的引领者和践行者 专注于超快激光加工设备 、 激光工艺 、 智能激光系统的研发 、 制造与销售 。全自主研发的产品广泛应用于光伏 、 新型显示及半导体 、 消费电子等领域 。
TGV玻璃晶圆打孔机 图源官网
TGV玻璃晶圆打孔机采用红外皮秒激光器对玻璃晶圆进行选择性改性,然后经过化学工序形成通孔或盲孔,主要用于3D封装,5G射频技术,MEMS微流控等的玻璃晶圆超微孔、spacer、空腔盖板等加⼯。
13
迈科微纳
官网:microvin.com.cn
迈科微纳半导体技术(昆山)有限公司面向半导体行业,致力于高品质超精密激光智能装备和精密工业激光工艺解决方案、半导体玻璃基板超快激光快速打孔及蚀刻技术、集成电路高端芯片系统级测试成套装备的研发与产业化。
玻璃基板激光诱导钻孔机
公司目前可向半导体行业提供的产品有:激光切割分选一体机、基板&晶圆全自动植球机、全自动基板&载板打标机、全自动芯片分选测试包装线、TGV激光钻孔设备、全自动晶圆检测探针台等。
14
华日激光
官网:https://www.huaraylaser.com/
华日激光构建了全产业链的股东结构,涵盖激光器原材料,核心器件、控制系统、整机装备及应用示范单位,坚持全产业链协同创新发展。
Femto-1000系列百瓦毫焦级飞秒激光器是Huaray自主研发生产的稳定、可靠的超快激光器产品,是国家重点研发计划专项的研发成果。采用光、电一体化设计,高能量版在100kHz的重复频率下实现了单脉冲能量1mJ;高重频版在1MHz条件下,平均功率提升至150W,满足大幅面、高效率加工需求。
Femto飞秒激光器在TGV通孔中的应用,不仅提升了加工精度和质量,还拓宽了设计自由度,是实现高密度集成和微纳电子器件制造的关键技术之一。
15
莱普科技
官网:https://www.la-ap.com/
成都莱普科技股份有限公司成立于2003年,是国内知名的半导体激光装备研发、制造、销售和服务为一体的高新技术企业。
玻璃基板激光诱导钻孔机| LDR 图源官网
莱普科技专业打造玻璃基板激光诱导钻孔机,最大扩展到650mmx620mm,深径比可达50:1,最快打孔速度可达≥5000孔/秒。平台定位精度≤2μm,重复定位精度≤1μm,刻蚀孔径≥5-10μm。
16
韵腾激光
官网:http://www.intelaser.com.cn/
深圳市韵腾激光科技有限公司(Inte Laser)是一家自动化高精密激光应用专业设备制造商;是集研发、生产、销售 及售后为一体的高新技术企业。
微晶玻璃/TGV玻璃诱导设备 图源官网
17
贝林激光
官网:http://www.bellinlaser.com/
苏州贝林激光有限公司成立于2007年,专注于微纳加工领域各类激光器研发、生产及销售,产品包含飞秒、皮秒、纳秒等各类激光器。
包括但不仅限于以上企业,欢迎大家补充或加群交流,后续我们将根据补充内容整理产业链报告PPT及视频,欢迎大家踊跃补充。
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原文始发于微信公众号(艾邦半导体网):全球玻璃基板TGV激光设备供应商20强