基于超短脉冲激光的玻璃基电子封装玻璃通孔制造与分析

我们报道了采用绿光波段超短脉冲激光及旋转起点多路径扫描策略进行玻璃基芯板封装玻璃通孔（TGV）钻孔的全面研究。为了优化200 μm厚Borofloat（BF）33玻璃基板上的激光钻孔质量，详细研究了激光脉冲宽度、激光脉冲能量、扫描道数和TGV孔径等工艺参数。激光钻孔后，利用光学显微镜和扫描电子显微镜对通孔的孔径、锥角和裂纹形成进行了评估。尽管使用飞秒脉冲宽度获得了低至6 ± 0.3°的小锥角，但观察到了微裂纹和玻璃基板背面烧蚀。在孔径为125 μm的TGV制造中，采用5 ps的激光脉冲宽度、25 μJ的激光脉冲能量和600次扫描，获得了低至7.3 ± 0.1°的最小锥角且无裂纹形成。对于125 μm的孔径，实现了180 μm的最小孔间距。为满足电子制造中对耐温性的工业要求，使用加热炉对激光钻孔TGV阵列在高达950°的温度下进行了热循环和热冲击热敏感性测试。热测试后，在最小孔距为180 μm时未观察到裂纹形成，最大激光诱导应力平均降低了37.4%，降至8.2 MPa，证明了所采用扫描策略在玻璃基芯板封装中的巨大潜力。