华日激光Femto飞秒激光器在TGV微孔玻璃基板技术中的应用

微孔玻璃基板技术 TGV（Through Glass Via）在现代电子和半导体行业中展现出了重要的市场应用价值，尤其是在先进封装技术中，如AI算力封装、射频、光通讯以及Mini/Micro LED等领域，展现出重要的市场应用前景。

TGV 玻璃通孔

先进封装的变革重新定义基板

TGV（Through-Glass Via），玻璃通孔，即是一种在玻璃基板上制造贯穿通孔的技术，与硅通孔（TSV）都是先进封装中不可或缺的。

相比于TSV（硅通孔），玻璃通孔的优点：

☑ 优良的高频电学特性。玻璃材料是一种绝缘体材料，衬底损耗和寄生效应大大减小，保证了传输信号的完整性；

☑ 热膨胀系数可调。玻璃热膨胀系数可调，可以降低与不同材料间的热失配；

☑ 超薄玻璃衬底易于获取。超大尺寸和超薄面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料易获取。

☑ 工艺流程简单。不需要在衬底表面及TGV内壁沉积绝缘层，且超薄转接板中不需要减薄；

☑ 机械稳定性强。即便当转接板厚度小于100µm时，翘曲依然较小；

作为一种可能替代硅基板的材料，玻璃通孔（TGV）三维互连技术因众多优势成为当前的研究热点。

超快激光诱导刻蚀

TGV通孔关键工艺

玻璃通孔技术是约束TGV发展的主要困难之一。TGV通孔的制备需要满足高速、高精度、窄节距、侧壁光滑、垂直度好以及低成本等一系列要求。

不同玻璃通孔制备方法对比：

TGV通孔制备的方法有喷砂、机械钻孔、干法刻蚀、湿法腐蚀、聚焦放电等，然而上述方法都有明显的缺点，目前TGV通孔制备的使用最广泛的方法是：激光诱导刻蚀。

Femto 飞秒激光器玻璃改质

▸ 激光器：Femto-1000

▸ 脉宽：<3 ps

▸ 切割效率：3000-5000 孔/s

Femto飞秒激光器在TGV通孔中的应用，不仅提升了加工精度和质量，还拓宽了设计自由度，是实现高密度集成和微纳电子器件制造的关键技术之一。Femto 飞秒激光器在TGV通孔中主要有以下优势：

▸ 高精度与小尺寸加工能力

▸ 非热效应加工：加工几乎不产生热量，保证了玻璃通孔边缘的光滑度和完整性。

▸ 材料广泛适用性：在TGV应用中，不同材质的基板都能够被有效处理。
▸ 深宽比高：可直接钻出高深宽比的微孔，无需后续的化学蚀刻或机械加工。

改质后腐蚀成孔效果（小孔）：

正面

反面

改质后腐蚀成孔效果（大孔）：

正面

反面

总结

通过Femto 飞秒激光器超快脉冲激光诱导玻璃产生变性区，该区域更容易被氢氟酸刻蚀，基于这一现象可以在玻璃上制作通孔/盲孔。采用华日激光Femto飞秒激光器，TGV通孔激光诱导刻蚀法具有成孔质量均匀，一致性好，孔圆度小于3μm，无裂纹，成孔速率快！

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