玻璃本身是一种尺寸高稳定性的材料,热膨胀系数低,也不受湿度影响,玻璃化转变温度高(Tg大约为800 ℃),可稳定的工作范围广,之前一直被广泛应用于建筑、仪器仪表、电子工业、医疗、航空航天以及国防军事等领域。
玻璃基是一种由两种或多种材料复合而成的多相材料,玻璃基板是玻璃基的一个应用实例。玻璃基板被称为半导体显示的基石。在电子领域中,玻璃基板在平板显示、LED照明的COB光源封装以及封装载板的应用前景比较明朗。随着高性能计算需求的快速增长,封装领域也需要迎来升级,这也成为了当前封装的焦点之一。
玻璃基板是一种表面极其平整的薄玻璃片,目前主要应用于显示面板的制造中。不过,由于拥有热稳定性更佳等优势,玻璃基板可令单个较小尺寸封装内配置更多芯片,最大限度地降低成本和功耗,因此被视作下一代半导体封装材料。
由于玻璃基(印制)板的热膨胀系数(CTE) 具有非常接近元组件的热膨胀系数(如高硼硅玻璃的CTE=3.3左右)、同时它的湿度系数为零等优点,因此具备了封装(IC)基板的重要条件。从应用角度来说,主要是选择玻璃基板材料、玻璃的表面处理技术和玻璃表面形成导电图形和加工。
【玻璃基板的历史演进与关键性能】
玻璃基板作为电子封装和显示技术的物理平台,具有高熔点、化学稳定性好、绝缘性强等特性,经历了20世纪初的平板玻璃制造技术到21世纪的高分辨率、大尺寸、薄厚度的演进。根据化学成分、生产工艺和应用领域分类,玻璃基板被广泛应用于不同类型的显示技术。
【政策支持下的清洁能源新动力】
玻璃基板在高性能计算领域通过提升数据中心能效比、降低运营成本;在半导体产业中改善芯片封装稳定性和散热性能;在光伏产业中提升太阳能电池板的光电转换效率和耐久性,满足全球清洁能源需求增长。
【国产化替代加速,打破国际垄断】
全球玻璃基板市场正在稳步增长,预计到2031年将达到113亿美元,年复合增长率为7.3%。中国市场也呈现增长趋势,2022年市场规模为310亿元人民币,同比增长7.3%。尽管市场集中度高,五大厂商占据国际市场超80%份额,国内企业在技术水平和产品质量方面与国际领先企业有差距。
玻璃基板已经具备成为新一代先进封装材料的潜力,还有望替代传统ABF载板、硅中介层的新材料。Marketsand Markets 最新研究结果显示,全球玻璃基板市场预计将从 2023年的71 亿美元增长到2028年的84 亿美元,2023年至2028年的复合年增长率为3.5%。另据 Prismark预测,到2026年,全球IC封装基板行业规模将达到214亿美元。
虽然玻璃基板的应用前景广阔,但是当前使用玻璃基板的先进封装技术还处于产业初级阶段。玻璃基板在实际生产中仍面临着两个严峻挑战。其一是玻璃穿孔技术尚未成熟,其二是玻璃基板存在热应力翘曲问题。翘曲是扇出型封装技术中存在的一个关键问题,在这点上,玻璃基板的翘曲小于有机化合物基板。
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