微孔玻璃基板技術 TGV(Through Glass Via)在現代電子和半導體行業中展現出了重要的市場應用價值,尤其是在先進封裝技術中,如AI算力封裝、射頻、光通訊以及Mini/Micro LED等領域,展現出重要的市場應用前景。
相比于TSV(硅通孔),玻璃通孔的優點:
? 優良的高頻電學特性。玻璃材料是一種絕緣體材料,襯底損耗和寄生效應大大減小,保證了傳輸信號的完整性;
? 熱膨脹系數可調。玻璃熱膨脹系數可調,可以降低與不同材料間的熱失配;
? 超薄玻璃襯底易于獲取。超大尺寸和超薄面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料易獲取。
? 工藝流程簡單。不需要在襯底表面及TGV內壁沉積絕緣層,且超薄轉接板中不需要減薄;
? 機械穩定性強。即便當轉接板厚度小于100μm時,翹曲依然較小;
作為一種可能替代硅基板的材料,玻璃通孔(TGV)三維互連技術因眾多優勢成為當前的研究熱點。
玻璃通孔技術是約束TGV發展的主要困難之一。TGV通孔的制備需要滿足高速、 高精度、窄節距、側壁光滑、垂直度好以及低成本等一系列要求。
不同玻璃通孔制備方法對比:
TGV通孔制備的方法有噴砂、機械鉆孔、干法刻蝕、濕法腐蝕、聚焦放電等,然而上述方法都有明顯的缺點,目前TGV通孔制備的使用最廣泛的方法是:激光誘導刻蝕。
Femto 飛秒激光器玻璃改質
? 激 光 器:Femto-1000
? 脈 寬:<3 ps
? 切割效率:3000-5000 孔/s
Femto飛秒激光器在TGV通孔中的應用,不僅提升了加工精度和質量,還拓寬了設計自由度,是實現高密度集成和微納電子器件制造的關鍵技術之一。Femto 飛秒激光器在TGV通孔中主要有以下優勢:
? 高精度與小尺寸加工能力
? 非熱效應加工:加工幾乎不產生熱量,保證了玻璃通孔邊緣的光滑度和完整性。
? 材料廣泛適用性:在TGV應用中,不同材質的基板都能夠被有效處理。
? 深寬比高:可直接鉆出高深寬比的微孔,無需后續的化學蝕刻或機械加工。
改質后腐蝕成孔效果(小孔):
改質后腐蝕成孔效果(大孔):
通過Femto 飛秒激光器超快脈沖激光誘導玻璃產生變性區,該區域更容易被氫氟酸刻蝕,基于這一現象可以在玻璃上制作通孔/盲孔。采用華日激光Femto飛秒激光器,TGV通孔激光誘導刻蝕法具有成孔質量均勻,一致性好,孔圓度小于3μm,無裂紋,成孔速率快!
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