玻璃作为封装基板的优势 - 玻璃基板非常平坦，热膨胀比有机基板更低，简化了光刻工艺 [2] - 多芯片封装翘曲问题显著改善，芯片可混合键合到玻璃上的重分布层焊盘，并为高频高速器件提供极低的传输损耗 [2] - 玻璃比硅中介层便宜得多，翘曲度降低50%，位置精度提高35%，更容易实现线宽和间距小于2微米的重分布层 [2] - 玻璃在通信波长下透明，使得波导能嵌入堆叠结构用于6G应用，超薄玻璃（小于100微米）易制成700 x 700毫米大尺寸 [2] - 玻璃用途灵活，可用作载体、嵌入元件的核心基板、3D堆叠材料或传感器密封腔体，比有机物具有更好导电性，热膨胀系数可在3至10 ppm/°C间调整 [2] - 玻璃介电常数远低于硅（2.8 vs 12），正切损耗较低，传输损耗比硅低几个数量级，提高信号完整性 [3] - 玻璃能实现高互连密度和低于2µm的重分布层布线，满足人工智能计算对降低布线密度以提高系统级封装内部通信速度的需求 [3] 玻璃在高频和6G应用中的进展 - 堆叠玻璃支持数据速率超过100 GHz，是6G无线通信网络的理想选择，可将高频前端芯片与低损耗互连集成到大规模天线阵列中 [4] - 佐治亚理工学院演示了在玻璃基板上堆叠2英寸（50 x 50毫米）芯片的工艺，包括菊花链结构集成、玻璃层间对准度达3微米、玻璃穿层激光钻孔和铜填充 [4] - 使用味之素增材薄膜作为低k电介质和玻璃粘合剂，构建基于重分布层的共面波导，宽带电气性能高达220 GHz，损耗仅为0.3 dB [4] - 100 µm厚玻璃面板采用倒装芯片键合技术堆叠在未固化味之素增材薄膜上，最小化加热位移，激光加工形成用于信号传输和散热的玻璃通孔 [5] - 该方法展示作为6G应用的3D堆叠潜力，通孔填充达130 µm，间距100 µm [5] 玻璃通孔制造工艺 - 激光诱导深蚀刻技术通过激光改性硼硅酸盐玻璃，使其易于各向异性蚀刻，改性区域蚀刻速率比未处理部分高100倍 [6] - 湿法蚀刻使用氢氟酸形成所需形状，激光诱导深蚀刻已实现小至3µm、间距5µm的玻璃通孔 [6] - Yield Engineering Systems开发自动化多腔体设备，处理多达12块510 x 515毫米玻璃面板，在130°C下蚀刻25-100µm通孔，速率达80µm/小时 [7] - 蚀刻速率和通孔形状是氢氟酸化学性质、浓度和温度的函数，可调整实现5:1高选择性蚀刻，沙漏形状利于无空洞铜填充 [7] - 东京大学使用深紫外激光加工出6µm宽、25µm间距的孔，超短脉冲激光最小化热影响，实现精确清洁加工 [10] - 高深宽比通孔深度最大达260µm，深宽比在20:1至25:1之间，未来研究将探索激光数值孔径对孔径的影响 [12] 研发工具与良率提升 - 仿真工具提供材料相互作用洞察，帮助比较工艺如附着力促进剂效果或种子层选择，原子建模预测玻璃基板上界面行为 [13] - 新思科技利用GPU加速和机器学习算法构建复杂系统真实模型，为非晶态玻璃建模提供支持 [13] - Onto Innovation开发预测良率模型，结合离线量测和机器学习算法，快速减少510 x 515毫米面板上的套刻缺陷 [13] - 面板级套刻误差有四种校正方法：全局、基于区域、基于芯片和逐点校正，基于点校正可在保持高良率同时减少产量影响 [14] - 良率预测技术模拟最终良率随工艺参数变化，通过图表和直方图及早发现叠对问题，加速认证和工艺优化 [16] 玻璃切割与微裂纹处理 - 玻璃切割中微裂纹是主要问题，Disco研究显示双刀片切割产生更多边缘碎裂但边缘更光滑，层压层提高芯片强度 [16] - 有限元建模表明边缘崩裂由切割过程中应力集中的微观缺陷引起，当叠层延伸到分割区域边缘时会出现背面开裂缺陷 [17] - 回拉法通过在分割边缘部分移除叠层消除背面开裂缺陷，聚合物构建层上使用该方法可避免切割碎裂 [19] - 索尼探索切割后基板嵌入有机树脂的新方法，提供边缘保护，单片玻璃芯嵌入工艺实现单面加工和卓越基板保护 [19][20] 玻璃芯上的混合键合 - 玻璃平整度和定位精度支持铜-铜混合键合，玻璃芯基板可作为现有材料的补充，使用二氧化硅电介质和双镶嵌工艺制造更小线路和间距 [21] - 欣兴电子演示器件与有机芯和玻璃芯基板的倒装芯片键合，混合键合在玻璃上翘曲度略大于微凸块，但均在可接受范围内 [21] - 建议当键合到热膨胀系数约18 ppm/°C的印刷电路板时，使用热膨胀系数较高的玻璃（10 ppm/°C） [21] 玻璃生态系统进展 - 激光改性后高频蚀刻是形成玻璃通孔的主要方法，直接激光蚀刻是更环保选择 [22] - 切割前持续进行聚合物回拉可能避免微裂纹，改变切割方法可减少但无法完全消除微裂纹 [22]