玻璃芯片基板成功实现激光植球技术新突破

 

在5G通信、人工智能、自动驾驶等技术的推动下，半导体器件正朝着更高集成度、更小尺寸的方向发展。传统的有机基板和陶瓷基板逐渐面临物理极限，而玻璃基板凭借其优异的绝缘性、低热膨胀系数、高平整度及高频性能，成为下一代先进封装的核心材料。然而，玻璃基板的脆性特质和高精度封装需求，对焊接技术提出了全新挑战。在此背景下，自动激光植球技术凭借其非接触、高精度、低温可控等特性，成为玻璃基板封装的关键突破口。


玻璃基板的优势与挑战

为何选择玻璃基板？
 

高频性能卓越：玻璃的介电常数低，信号传输损耗小，适用于高频芯片封装。

热稳定性强：热膨胀系数与硅芯片接近，可减少热应力导致的失效风险。

工艺兼容性高：表面平整度优于有机基板，适合高密度布线及微型焊盘设计。

 

封装痛点
 

玻璃基板的脆性使其在传统焊接中易受机械应力损伤；同时，微型焊盘（如50μm以下）对焊球精度和热输入控制要求极高。传统的回流焊、热压焊等工艺易导致基板变形或焊球桥接，良率难以保障。

自动激光植球：技术原理与玻璃基板适配性
激光植球技术通过高能激光瞬间熔化锡球，并在氮气保护下将其精准喷射至焊盘，全程非接触、无机械应力。这一特性完美契合玻璃基板的封装需求：

 

低温精准控温：激光能量可精确调节，避免玻璃因热冲击破裂。

微米级精度：支持60μm~2000μm锡球直径，配合CCD视觉定位，满足玻璃基板高密度焊盘需求。

无应力焊接：非接触式工艺避免机械压力，保护脆性基板结构完整性。

工艺突破：倒装芯片与2.5D/3D封装
 

在玻璃基板的倒装芯片（Flip Chip）封装中，激光植球可预先在芯片焊盘上植球，再通过精准对位实现芯片与基板的直接互连。此外，其支持非平面焊接的特性，为2.5D/3D堆叠封装提供了新可能，助力玻璃基板在HBM（高带宽内存）等领域的应用。

紫宸激光的解决方案：技术亮点与创新
 

作为激光焊接领域的领军企业，紫宸激光针对玻璃基板封装推出了一系列优化方案：

01

定制化激光参数：针对玻璃基板的热敏感特性，开发中低温焊接模式，控制热影响区（HAZ）在1mm以内。

02多材料兼容性：支持Au、Ag、Sn、Cu等多种焊盘镀层，适配玻璃基板常见的金属化工艺。03智能工艺系统：集成温度反馈与实时监测，确保焊点润湿性优良，X-Ray检测显示零空洞缺陷。04柔性生产设计：双工位交替作业、阵列上料等功能，提升生产效率至5球/秒，支持小批量多品种需求。
激光植球开启玻璃基板新时代
 

随着台积电、英特尔等巨头加速布局玻璃基板技术，未来3D IC、Chiplet等架构将更依赖高精度焊接工艺。激光植球技术凭借其工艺精简、成本可控、适应性强的优势，有望成为玻璃基板封装的核心标配。紫宸激光等企业通过持续迭代光学系统与智能化控制，将进一步推动半导体封装向“更小、更快、更可靠”的方向演进。

结语
Closing Remarks

在半导体行业“超越摩尔定律”的探索中，玻璃基板与激光植球技术的结合，不仅是材料与工艺的创新，更是整个产业链协同突破的缩影。未来，随着5G、AI、汽车电子等需求的爆发，这一技术组合或将成为中国半导体高端制造的重要竞争力。