华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用

微孔玻璃基板技术 TGV(Through Glass Via)在现代电子和半导体行业中展现出了重要的市场应用价值,尤其是在先进封装技术中,如AI算力封装、射频、光通讯以及Mini/Micro LED等领域,展现出重要的市场应用前景。

 TGV 玻璃通孔
先进封装的变革 重新定义基板
TGV(Through-Glass Via),玻璃通孔,即是一种在玻璃基板上制造贯穿通孔的技术,与硅通孔(TSV)都是先进封装中不可或缺的。

相比于TSV(硅通孔),玻璃通孔的优点:

  优良的高频电学特性。玻璃材料是一种绝缘体材料,衬底损耗和寄生效应大大减小,保证了传输信号的完整性;

 

  热膨胀系数可调玻璃热膨胀系数可调,可以降低与不同材料间的热失配;

 

  超薄玻璃衬底易于获取。超大尺寸和超薄面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料易获取。

 

  工艺流程简单。不需要在衬底表面及TGV内壁沉积绝缘层,且超薄转接板中不需要减薄;

 

  机械稳定性强。即便当转接板厚度小于100µm时,翘曲依然较小;

作为一种可能替代硅基板的材料,玻璃通孔(TGV)三维互连技术因众多优势成为当前的研究热点。

超快激光诱导刻蚀
TGV通孔关键工艺

玻璃通孔技术是约束TGV发展的主要困难之一。TGV通孔的制备需要满足高速、 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。

不同玻璃通孔制备方法对比:

华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用

 

TGV通孔制备的方法有喷砂、机械钻孔、干法刻蚀、湿法腐蚀、聚焦放电等,然而上述方法都有明显的缺点,目前TGV通孔制备的使用最广泛的方法是:激光诱导刻蚀。

 Femto  飞秒激光器玻璃改质

华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用

 激  光 器:Femto-1000

 脉      宽:<3 ps

 切割效率:3000-5000 孔/s

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。Femto 飞秒激光器在TGV通孔中主要有以下优势:

 

 高精度与小尺寸加工能力

 非热效应加工加工几乎不产生热量,保证了玻璃通孔边缘的光滑度和完整性。

 材料广泛适用性在TGV应用中,不同材质的基板都能够被有效处理。
 深宽比高直接钻出高深宽比的微孔,无需后续的化学蚀刻或机械加工

改质后腐蚀成孔效果(小孔):

正面
华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用
反面
华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用

改质后腐蚀成孔效果(大孔):

正面
华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用
反面
华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用
总 结

通过Femto 飞秒激光器超快脉冲激光诱导玻璃产生变性区,该区域更容易被氢氟酸刻蚀,基于这一现象可以在玻璃上制作通孔/盲孔。采用华日激光Femto飞秒激光器,TGV通孔激光诱导刻蚀法具有成孔质量均匀,一致性好,孔圆度小于3μm,无裂纹,成孔速率快!

原文始发于微信公众号(华日激光):华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用

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作者 808, ab

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