次世代半導体技術を支える深穴加工の新たな展開

株式会社光響は、次世代半導体パッケージに向けて、ガラスコア基板の特殊な深穴加工技術を実証しました。この技術の実現により、半導体関連の新たな可能性が広がります。

近年、AI半導体や高性能計算分野の進展に伴い、チップレット構造を用いた先端パッケージ技術が注目されています。従来の有機基板やシリコンインターポーザの代替として、ガラスコア基板がその優れた特性から注目されるようになっています。これにより、ガラスコア基板は高周波信号の伝送においても優れた性能を発揮することが期待されています。

ガラスコア基板の実用化を進めるために、TGV（Through Glass Via）と呼ばれる貫通穴の形成が重要な技術となります。このTGV技術は、基板の両面を電気的に接続するための穴を形成するものであり、加工の品質や大量生産における効率性に大きく影響を及ぼします。しかし、従来の加工法ではレーザー改質とエッチングを組み合わせた複雑な工程が必要であり、この複雑さが設備コストや品質のバラつきを引き起こす要因となっていました。

そこで、光響では、よりシンプルで効率的なレーザー加工によるガラスの穴あけプロセスを確立するための技術実証を行いました。この技術の核心は、超高精密フェムト秒レーザー加工機「Femto-pro」を用いて実現したものです。この加工機は、独自の「GHz Pulse Injection Technology」を活用し、透明体内部へのエネルギーの安定した供給を可能にしています。加えて、特殊光学系を用いず、シンプルな構成であることが特長で、これにより装置自体の構成も容易です。

加工の実績と効果

実際に行われた加工の結果として、15 mm厚のクラウンガラスに対する4 mm深の穴あけ加工や、1.2 mm厚のソーダガラスへの貫通加工が成功しました。これにより、透明なガラス材料に対する深穴加工及び貫通加工の両方において本技術の有効性が確認され、高アスペクト比のTGV形成の基礎検証として位置づけられます。

この加工技術は、既存の複雑な工程を排除し、プロセスの簡素化を実現しました。これにより、量産プロセスへの応用が期待され、半導体パッケージ向けのガラス材料加工において新たな扉が開かれることになります。

さらに、光響では、超高精密フェムト秒レーザー加工機「Femto-pro」をはじめとする各種レーザー加工装置の提案や技術相談にも応じており、実用的な応用範囲がさらに広がることが期待されます。半導体パッケージ用途だけでなく、難加工材料へのレーザー応用についても、利用者のニーズに応じた加工方法を検討する支援を行っています。興味のある方はお気軽にお問い合わせください。