玻璃核心基板的技術優勢

☘️ Article

1. 為什麼是玻璃核心基板
   • 玻璃比有機材料更堅固，適用大尺寸封裝
   • 玻璃有較佳的電氣絕緣性和訊號傳輸力
   • 支援高密度互連，實現更細微的線寬、線距
2. 核心技術：玻璃通孔 TGV 與 LIDE 工藝
   • 要在玻璃基板上建立電路，必須製作垂直貫穿玻璃的電氣通道，這就是 TGV

• step 1：雷射改質，使用超短脈衝雷射聚焦於玻璃內部，沿著預定路徑改變材料的化學和物理性質
• step 2：選擇性濕式蝕刻，將經過雷射處理的玻璃放入化學蝕刻液 (如 HF)。有雷射改質的區域蝕刻速度比未改質的玻璃快 100 倍
• 這種方法能製造出深且窄、側壁光滑、錐度極小且直徑高度均勻的通孔，避免了傳統機械鑽孔可能導致的裂紋或熱影響區。
• notebooklm 點評：您可以將傳統的有機基板想像成木合板 (Plywood)，它便宜好用，但在鑽非常細小的孔或承重過大時，容易變形或表面粗糙。而玻璃核心基板就像是高級大理石或石英台面，它非常平整、堅硬，可以讓工匠在其上進行奈米級的精細雕刻 (極細線路)，是建造摩天大樓 (高效能晶片) 更穩固的地基。而 LIDE 技術 就像是用一道「魔法光束」先軟化石頭內部，再用水沖掉，從而形成完美光滑的通道，而不是用鑽頭硬鑽導致崩裂
• https://ontoinnovation.com/resources/through-the-glass-why-the-rapid-development-of-tgv-demands-rigorous-analysis/

✍️ Abstract

玻璃核心基板的技術優勢

• 玻璃材料具備極佳的結構強度，比傳統的有機基板更堅固，因此能夠支撐更大尺寸的封裝需求。
• 玻璃提供優異的電氣絕緣性，有助於降低訊號損耗並提升傳輸品質，對於高效能運算至關重要。
• 由於玻璃表面平整且熱膨脹係數穩定，它能支援更細微的線寬與線距，實現更高密度的電路互連。
• 玻璃基板被視為新一代半導體封裝的穩定基礎，能應對日益複雜的晶片架構。

玻璃通孔與雷射誘導深度蝕刻工藝

• 玻璃通孔 (TGV) 是垂直貫穿玻璃基板的電氣通道，是實現多層電路連接的核心。
• 雷射改質是製程的第一步，利用超短脈衝雷射精準改變玻璃內部的化學與物理性質。
• 選擇性濕式蝕刻隨後進行，將玻璃浸入化學蝕刻液，被雷射改質過的區域會以極快速度溶解，形成精確的孔洞。
• 金屬化製程則是將導電材料填入這些通孔中，完成垂直的導電路徑。
• 這種工藝能產生側壁光滑且無裂痕的通孔，避免了傳統機械鑽孔容易導致的材料損壞。

全面板製程監測與軟硬體解決方案

• 製程監測循環確保了從標準玻璃到金屬化完成的每個階段都在受控範圍內。
• PrimaScan P 與 Firefly 是專門的檢測設備，負責對玻璃基板進行高精度的掃描與缺陷識別。
• Discover 軟體平台負責整合所有量測數據，提供即時的分析與生產優化建議。
• 計量功能主要針對通孔的孔徑、深度與位置進行數值測量，確保符合設計規範。
• 檢測功能則專注於發現異常缺陷，例如孔洞不完全、裂痕或異物污染。

專有名詞解釋

• TGV：全稱為 Through Glass Via，意指穿透玻璃的導電通道，功能類似矽通孔 (TSV)，但應用於玻璃基板。
• LIDE：全稱為 Laser Induced Deep Etching，即雷射誘導深度蝕刻，是一種結合雷射加工與化學蝕刻的高精密玻璃微加工技術。
• 計量 (Metrology)：半導體製造中對物理尺寸、厚度或形狀進行精確測量的技術。
• 檢測 (Inspection)：利用光學或其他技術掃描產品表面，以找出並分類製程瑕疵的過程。
• 有機基板：指以樹脂等聚合物為主的傳統封裝材料，但在微縮化與熱穩定性上限制較多。
• 濕式蝕刻：利用化學溶液移除材料的技術，在 LIDE 製程中用於將雷射掃描過的區域精準去除。