1微米的長(zhǎng)度是1米的一百萬分之一，是1毫米的一千分之一。那如果在玻璃上“鉆”出微米級(jí)小孔，又是怎樣一種情形呢？

目前產(chǎn)學(xué)界普遍認(rèn)為，對(duì)三維封裝基板，盡管玻璃微波性能優(yōu)異，此前一直受限于互連通孔直徑較大、孔密度低而導(dǎo)致的集成度較低，隨著產(chǎn)學(xué)界的不斷研究，玻璃通孔技術(shù)也逐漸走向成熟。

何謂第三代玻璃通孔？

當(dāng)前玻璃微細(xì)加工的最先進(jìn)技術(shù)

1月19日，在第三屆天府科技云服務(wù)大會(huì)上，成都邁科科技有限公司董事長(zhǎng)，電子科技大學(xué)教授張繼華帶來了“第三代玻璃通孔技術(shù)”。

第三代玻璃通孔技術(shù)

“簡(jiǎn)單來說，就是在玻璃上打孔、填充和上下互聯(lián)，以玻璃為樓板構(gòu)建集成電路的高樓大廈。”張教授在接受封面新聞?dòng)浾邔ＴL時(shí)，將玻璃通孔技術(shù)用了一個(gè)“搭房子”的比喻解釋。

記者查閱資料發(fā)現(xiàn)，TGV玻璃通孔技術(shù)被認(rèn)為是下一代三維集成的關(guān)鍵技術(shù)。玻璃是一種可能替代硅基轉(zhuǎn)接板的材料，與硅通孔（TSV）相比，TGV具有低成本、大尺寸超薄玻璃襯底易獲取、高頻電學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)，目前TGV已成為半導(dǎo)體3D封裝領(lǐng)域研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

張繼華和他的團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新將TGV玻璃通孔技術(shù)推進(jìn)到第三代，采用精準(zhǔn)激光誘導(dǎo)和濕法工藝，既具有超高精度三維加工能力——最小孔徑小于5微米、最小節(jié)距6微米，可通孔金屬化、表面布線、三維堆疊，又具有靈活廣泛的材料選擇性。

玻璃孔徑最小能到5微米

玻璃通孔技術(shù)到現(xiàn)在已經(jīng)推進(jìn)到第三代，為什么是第三代？張教授解釋稱：“我本身從這個(gè)方向差不多有15年的時(shí)間，最開始玻璃通孔技術(shù)就是用高功率激光去硬燒出來，這個(gè)孔相對(duì)來說孔徑會(huì)比較大，然后表面比較粗糙，這種方式跟以前的陶瓷的加工方式很相似，所以它優(yōu)勢(shì)不明顯。”

“到后來它發(fā)展到第二代，在這個(gè)階段下會(huì)使用一種特殊玻璃，我們稱之為叫光敏玻璃，就像光刻膠一樣，有光敏屬性，用特殊的光照了之后，它會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，這樣它的孔距會(huì)更小，然后孔的質(zhì)量也比較好，但這種材料太特殊了，而且成本很高。第二代加工方式，最大的問題還在于處理完之后很容易變形，或者是收縮程度不一樣，會(huì)導(dǎo)致基板翹曲，這些對(duì)后面的商業(yè)封裝帶來不太好的影響。”張教授說。

“直到后來發(fā)展到第三代玻璃通孔技術(shù)，相對(duì)結(jié)合了第一代和第二代的優(yōu)勢(shì)，用一個(gè)小功率的特殊激光器來處理這個(gè)玻璃，并不是直接打成一個(gè)孔，而是讓它發(fā)生一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)。這樣的話對(duì)玻璃材料的選擇也沒有很嚴(yán)格的限制了，那么它的應(yīng)用場(chǎng)景一下就擴(kuò)大了。”

百變鋼化為繞指柔？

平衡玻璃強(qiáng)度和柔性之間的矛盾

電子消費(fèi)領(lǐng)域中折疊屏手機(jī)也曾刮過一股熱潮。手機(jī)顯示屏一般由蓋板玻璃、觸摸感應(yīng)層、前面板、顯示背板組成，盡管顯示面板可以通過超薄玻璃UTG實(shí)現(xiàn)可折疊，但市面上的顯示背板只能采用厚重的鈦合金，因?yàn)楹癫Ａ�是無法折疊的，而超薄玻璃在強(qiáng)度上又難以滿足背板的強(qiáng)度要求。

而張繼華主導(dǎo)研發(fā)的TGV3.0玻璃微加工技術(shù)，在玻璃需要彎折的部分采用微結(jié)構(gòu)，將厚度200微米的厚玻璃加工成可折疊玻璃，曲率半徑達(dá)2毫米以下，可折疊次數(shù)超過20萬次，有效平衡了玻璃強(qiáng)度和柔性之間的矛盾。有望替代笨重、易疲勞的鈦合金顯示背板。

通過玻璃通孔工藝處理的折疊屏顯示背板

通過玻璃通孔等一系列加工改性的工藝，原本不可折疊的玻璃基板就可以變成可折疊的玻璃，而且可選厚度范圍更寬、重量也可減輕75%。

對(duì)于未來的技術(shù)優(yōu)化方向，張繼華表示將從一大一小方向進(jìn)行拓展。“‘一大’就是現(xiàn)在的基板的尺寸盡可能去做大，現(xiàn)在我們做的大小基本上是晶圓級(jí)的，下一步的話可能很多應(yīng)用就需要面板級(jí)的，就好比我們顯示器一樣的，從3.5代到4.5代到現(xiàn)在8.5代，基本的尺寸變大也能讓單個(gè)的成本顯著降低。大家知道硅基板尺寸放大是很困難的，這是玻璃基板的特殊優(yōu)勢(shì)。”

“另一個(gè)方向就叫做‘一小’就是指我們的加工孔徑，還有微結(jié)構(gòu)的特征尺寸都要更精細(xì)，我們今年下半年可能會(huì)突破亞微米的孔徑，基板尺寸也會(huì)覆蓋510*515毫米。作為國內(nèi)玻璃通孔技術(shù)的倡導(dǎo)者與引領(lǐng)者，我們也希望能夠成為先進(jìn)封裝技術(shù)的領(lǐng)頭羊”

（圖片由受訪者提供）

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編輯 : 謝婷婷