日本电气硝子NEG 开始开发可兼容CO₂激光处理玻璃芯基板

12月5日,日本电气硝子NEG官网宣布,公司已开始开发一种新型玻璃核心基板,该基板可使用通用的CO2激光进行钻孔。

日本电气硝子NEG 开始开发可兼容CO₂激光处理玻璃芯基板

近年来,随着用于人工智能的半导体变得更加强大,芯片组*结构越来越受到采用,从而导致核心基板上安装的芯片尺寸变大,并且芯片数量增加。随着这一趋势,用于连接半导体芯片和主板的更大的核心基板的需求也在增长。
目前,塑料基板是主流,但随着基板尺寸的增大,出现了尺寸稳定性、热膨胀系数、刚度和散热性能等问题,这使得它们难以支撑下一代高性能、高密度应用。玻璃作为一种材料,因其解决这些问题的能力而受到关注。然而,形成玻璃核心基板中的微通孔(通孔)需要结合激光改性和酸或碱蚀刻的复杂工艺,这在技术难度、处理时间和资本投资方面带来了挑战。
目前正在开发的玻璃芯基板将允许使用多功能的CO₂激光加工微型通孔(vias)。这将是一种克服上述挑战的创新技术。通过优化玻璃成分和激光加工条件,NEG已成功在某些孔形状中钻孔无裂纹,并继续开发,以实现各种孔形状。一旦开发完成,公司计划将此玻璃核心基板添加到其玻璃核心业务产品线中,以满足广泛的客户需求。
*芯粒结构:一种半导体设计和制造方法,它将功能分成多个小芯片(芯粒)而不是传统的单个大型半导体芯片,并通过高性能布线技术将它们连接起来以降低制造成本并提高性能。
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使用无机(玻璃)衬底的情况
日本电气硝子NEG 开始开发可兼容CO₂激光处理玻璃芯基板
微通孔(via)和玻璃芯基板横截面图像 正在开发中,顶部厚度为0.75μm,节距为250μm,基板厚度为0.4mm,由Via Mechanics,Ltd.的激光加工机处理。
NEG的开发目标:
(1)提高生产力
  • 利用玻璃片成型技术(溢流技术)建立批量生产技术
  • 即使在使用CO₂激光高速处理过程中也能避免裂纹
  • 通过使用CO₂激光的高速加工显著减少加工时间
  • 利用现有制造设备减少资本投资
(2)高可靠性
  • 使基板对温度和湿度变化不敏感(尺寸稳定性)并且能抵抗由热或其他因素引起的翘曲。
  • 确保出色的平整度、光滑度和刚性,以实现微型布线和高密度安装。
早在今年6月,NEG就宣布推出了GC Core™(玻璃陶瓷复合基板),NEG将扩展其与CO₂激光处理兼容的无机核心基板系列,以满足各种需求。
另外在11月19日,NEG宣布与Via Mechanics, Ltd.签订联合开发协议,致力于加速开发用于半导体封装的玻璃或玻璃陶瓷基板。为解决“普通玻璃基板在利用CO₂激光打孔时容易开裂,增加基板损坏的风险,导致激光改性和蚀刻形成通孔难度高且耗时”的问题,本次合作将结合日本电气硝子的玻璃和玻璃陶瓷专业知识以及Via Mechanics的激光技术,引进其激光加工设备,以期快速开发出适用于半导体封装的玻璃基板。
随着人工智能和数据中心用半导体的市场扩大,预计未来无机核心基板的需求将增加。NEG的目标是到 2025 年底尺寸将实现515x510 mm,同时继续进行商业化的可靠性评估。
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