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

開發(fā)背景

芯基板是用于連接半導(dǎo)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(shù)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(jié)構(gòu)示意圖。芯片在上層再布線層相互連接，在內(nèi)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(jī)樹脂。然而，隨著芯片大型化及高密度集成化發(fā)展，有機(jī)材料在尺寸穩(wěn)定性、熱膨脹引發(fā)的翹曲、剛性和散熱性能方面面臨諸多挑戰(zhàn)。玻璃材料因其出色的穩(wěn)定性和平滑性，被認(rèn)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(jié)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(shù)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(shù)難度、加工時間以及相應(yīng)設(shè)備所需的投資意味著需要一種解決方案來促進(jìn)該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

NEG 目前正在開發(fā)的玻璃芯基板的通孔和橫截面圖像

最新進(jìn)展

通過優(yōu)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(fā)。開發(fā)目標(biāo)包括 “利用平板玻璃成型技術(shù)（溢流法）確立批量生產(chǎn)技術(shù)”、“開發(fā)使用 CO2 激光高速加工時也不會產(chǎn)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(xiàn)有制造設(shè)備減少資本投資”。 除了上述與生產(chǎn)率相關(guān)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(wěn)定性和抑制發(fā)熱引起的翹曲 ”以及 “出色的平整度、光滑度和剛性，可進(jìn)行精細(xì)布線和高密度安裝”。

NEG 正在開發(fā)的可使用 CO2 激光進(jìn)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(fù)合材料基板 GC Core，并表示將通過擴(kuò)大與 CO2 激光加工兼容的無機(jī)芯基板陣容，以及目前正在開發(fā)的玻璃芯基板，來滿足各種需求、 公司的目標(biāo)是到 2025 年底實現(xiàn) 515 毫米 x 510 毫米的更大尺寸，同時繼續(xù)進(jìn)行商業(yè)化的可靠性評估。

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