摘要：以前工人给玻璃加工细孔，总得使用那些有毒的氢氟酸，不仅十分危险还特别污染环境，同时量产效率还特别低，但现在不一样了，激光切玻璃的新设备来了。

以前工人给玻璃加工细孔，总得使用那些有毒的氢氟酸，不仅十分危险还特别污染环境，同时量产效率还特别低，但现在不一样了，激光切玻璃的新设备来了。

这种设备完全不用氢氟酸，做到了真正的环保无毒，对工人和环境都友好，更关键的是，它加工速度快得惊人，蚀刻速率能达到每小时80微米，比老办法效率高太多。

这一下就解决了玻璃基板量产的大难题，既能保证加工质量，又能让生产速度“飙起来”，难怪业内都觉得这技术能让玻璃在高端制造里大显身手。

要说封装基板里的“潜力股”，玻璃绝对算一个，优势一抓一大把，首先它特别平，热膨胀比有机基板低不少，光刻工艺都能跟着变简单。

多芯片封装中令人困扰的翘曲难题，采用玻璃基板可显著改善，不仅如此，芯片还能够直接以混合键合的方式，连接到玻璃的重分布层焊盘之上。

相较其他材料，玻璃优势显著，它不仅价格低于硅中介层，翘曲度还降低了50%，位置精度提升35%，能够轻松实现线宽与间距小于2微米的重分布层，这是有机芯基板难以企及之事。

而且玻璃在通信波长下是透明的，能把波导嵌入堆叠结构里，特别适合6G应用，超薄玻璃（小于100微米）还能做成700x700毫米的大尺寸，实用性超强。

而且，导电性也比有机物强，散热的效率也更高，热膨胀系数可以在一定数值内自动调节，也就是说不论是低端硅材料，还是高端PCB，它均能与之兼容。

在高频应用领域，玻璃介电常数仅2.8，远低于硅的指数，并且正切损耗低，其传输损耗和硅相比起来降低的可不是一星半点，还能够充分提升信号完整性，优势十分明显。

伴随着AI计算的蓬勃发展，提升SiP内部通信速度已成为关键所在，而玻璃基板具备的高互连密度优势，此时恰好能够发挥其独特作用，贡献一份属于自己的力量。

不过玻璃基板也不是完美的，还有些难题没解决。

最头疼的是切割问题，很容易出现微裂纹，而且要批量造几千个细间距的玻璃通孔（TGV）难度也大，这都限制了它的潜力发挥。

好在英特尔这些年砸了不少钱研究，现在还在推进项目，加上高性能计算和AI芯片的需求倒逼，业内都在使劲攻关，最近的ECTC大会上就有不少好消息。

先说说6G需要的高频应用突破，6G得支持100GHz以上的数据速率，堆叠玻璃正好能满足需求。

研究人员把收发器模块拆解成功率放大器、变频器等单芯片，嵌入堆叠基板核心并垂直互连，他们采用ABF作低k电介质与粘合剂，在两层玻璃上制作共面波导，于220GHz下损耗仅0.3dB。

将100微米厚的玻璃面板以倒装芯片键合之法堆叠于未固化的ABF上，能减少加热位移。接着层压使ABF固化，激光打孔后镀铜填充，该方法在6G 3D堆叠领域颇具应用潜力。

TGV制造是另一个重点攻关方向，激光诱导深蚀刻（LIDE）技术现在是主流，先给硼硅酸盐玻璃做激光改性，形成“气泡链”。

这部分蚀刻速率比其他地方高100倍，再用氢氟酸湿法蚀刻，能做出3微米宽、5微米间距的通孔。

YES公司还做了自动化设备，能处理510x515毫米的玻璃面板，130°C下蚀刻25-100微米的TGV，速率高达80微米/小时，还能调整成不同形状，沙漏形就很适合铜填充。

不过氢氟酸有毒，东京大学团队用准直深紫外激光，在100微米厚的玻璃上做出了6微米宽的孔，深宽比能到25:1，还没热影响，更环保。

要让玻璃基板大规模用起来，良率提升和防损坏是关键，新思科技用原子建模来预测玻璃和薄膜的界面行为，因为玻璃是非晶态。

得用几十个原子建模，还好GPU加速和机器学习能搞定复杂模型，能提前找准研发重点。

OntoInnovation的预测良率模型实用性斐然，它借助量测芯片偏移，将工艺参数与人工智能深度融合，可有效降低面板套刻缺陷，极大优化生产流程，为产业发展增添新的活力。

他们还发现基于点的校正能平衡良率和产量，再加上模拟不同参数下的良率变化，能帮着快速优化生产。

玻璃易碎的问题也有了应对办法，Disco公司研究发现，切割时的“背面开裂”（SeWaRe）缺陷，是因为叠层延伸到了分割区域边缘，用“回拉法”去掉边缘叠层就能解决。

双刀片切割时，边缘易现较多碎裂情形，不过切割面更为光滑，另外，层压层能增强芯片强度，高模量电介质在这方面的效果尤为出众。

索尼的团队还搞了新方法，把切割好的玻璃芯嵌入有机树脂，既能保护边缘，还能实现单面加工，平衡翘曲问题。

混合键合方面也有新进展。

平整玻璃材质适用于铜-铜混合键合，搭配二氧化硅电介质与双镶嵌工艺能制作出更精细的 RDL 线路。

测试发现，玻璃上倒装芯片键合的翘曲度虽然比微凸块略大，但都在可接受范围里，要是对接CTE18ppm/°C的PCB，选10ppm/°C的玻璃就行。

当下，玻璃基板发展态势迅猛，制造TGV，主流之法为激光改性与蚀刻。直接激光蚀刻更具环保优势，然而，在实应用中，攻克铜填充时通孔形状这一难题迫在眉睫。

切割时用聚合物回拉法，能减少微裂纹，随着这些技术不断成熟，玻璃基板在多芯片先进封装里肯定能有大作为。

玻璃作为封装基板的“潜力股”，优势确实经得起推敲，平整性强、成本低、适配高频与3D堆叠的特性，都是它脱颖而出的资本。

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而曾经制约它的切割裂纹、TGV量产等难题，如今也有了针对性解法：激光蚀刻技术让通孔加工又快又环保，“回拉法”和树脂嵌入术搞定了易碎问题，AI建模更帮着提良率、降损耗。

这些突破正好接住了6G、先进封装的需求红利，随着技术不断成熟，这位曾经的“潜力股”，注定会在高端制造领域成为实打实的“实力派”。

来源：快看张同学一点号