12月4日，日本電氣硝子（NEG）宣布開發出一種新型玻璃芯基板，可使用高度通用的CO₂激光器進行鉆孔，以簡化2.5D/3D封裝等先進半導體封裝基板的制造工藝。

開發背景

芯基板是用于連接半導體芯片和主板（印刷電路板）的中間基板（襯底），以芯片為例，它是由中間硅插層和重新布線層（RDL）組成的部分。 然而，隨著需要安裝的芯片尺寸和芯片數量隨著功能的提高而增加，也需要更大的核心基板。

芯基板結構示意圖。芯片在上層再布線層相互連接，在內插器部分形成孔，并使用 TSV 連接到背面的主板（來源：日本電氣硝子）

目前芯基板主流材料為有機樹脂。然而，隨著芯片大型化及高密度集成化發展，有機材料在尺寸穩定性、熱膨脹引發的翹曲、剛性和散熱性能方面面臨諸多挑戰。玻璃材料因其出色的穩定性和平滑性，被認為是潛在解決方案。

然而，對于玻璃芯基板，需要采用激光改性和酸堿蝕刻相結合的工藝來形成孔（通孔），以連接基板的表面和背面，這在技術上有一定難度，需要一定的加工時間和合理的資金投入。 該工藝的技術難度、加工時間以及相應設備所需的投資意味著需要一種解決方案來促進該技術的廣泛應用。

NEG 目前正在開發的玻璃芯基板的通孔和橫截面圖像

最新進展

通過優化玻璃成分和激光加工條件，NEG目前已成功加工出一些無裂紋（斷裂）的通孔形狀。 今后，公司將推動各種通孔形狀的開發。開發目標包括 “利用平板玻璃成型技術（溢流法）確立批量生產技術”、“開發使用 CO2 激光高速加工時也不會產生裂紋的方法”、“利用 CO2 激光高速加工縮短加工時間 ”以及 “利用現有制造設備減少資本投資”。 除了上述與生產率相關的四點之外，該材料的特點還包括 “不易受溫度和濕度影響的尺寸穩定性和抑制發熱引起的翹曲 ”以及 “出色的平整度、光滑度和剛性，可進行精細布線和高密度安裝”。

NEG 正在開發的可使用 CO2 激光進行通孔成形的玻璃芯基板

該公司已于 2024 年 6 月宣布推出玻璃陶瓷復合材料基板 GC Core，并表示將通過擴大與 CO2 激光加工兼容的無機芯基板陣容，以及目前正在開發的玻璃芯基板，來滿足各種需求、 公司的目標是到 2025 年底實現 515 毫米 x 510 毫米的更大尺寸，同時繼續進行商業化的可靠性評估。

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