

2026 年,玻璃基板成為電子制造賽道絕對熱門主線:一邊是 AI 算力驅動TGV 半導體玻璃載板加速驗證量產,替代傳統有機基板、硅中介層,支撐 HBM、Chiplet、1.6T 光模塊先進封裝;另一邊,UTG 超薄折疊玻璃、高世代顯示無堿基板、鈣鈦礦 TCO 導電玻璃同步擴容,形成雙增長曲線。玻璃硬脆、低熱耐受、超高精密互連的材料特性,讓傳統機械、熱加工工藝陷入良率瓶頸,超快激光切割、激光誘導蝕刻、定點激光焊錫三大工藝貫穿玻璃基板從原片成型、微結構制造到芯片封裝全流程,成為產業國產化、良率提升的核心底層裝備技術。

一、激光切割:從脆性裂片到精密成型
玻璃基板的切割是封裝制造環節的第一步。傳統刀輪切割容易在脆性玻璃邊緣產生微裂紋和崩邊,且難以勝任超薄玻璃及異形輪廓的加工需求。
基于熱裂法的激光切割工藝是目前主流的解決方案。該技術通過 Nd:YAG 激光在玻璃表面預置初始裂紋,再利用 CO? 激光精確加熱配合氬氣冷卻,使裂紋沿預定路徑可控擴展,完成分離。這是一種非接觸式加工,徹底避免了刀具磨損和機械應力,切割斷面光滑平直、無毛刺,熱影響區可控制在20微米以內。相比傳統刀輪切割,激光切割在精度上提升顯著,尤其適用于超薄玻璃和異形輪廓加工。

此外,超快激光(如皮秒、飛秒激光)的引入進一步推動了切割工藝的革新。超快激光憑借極短的脈沖寬度,可將能量在材料熱擴散之前完成作用,實現近乎"冷加工"的切割效果,大幅降低微裂紋和熱損傷風險。華日精密激光等國內廠商已在電子玻璃切割、鉆孔等應用上形成成體系的解決方案。
二、激光蝕刻:TGV 技術的核心工藝
玻璃基板在先進封裝中能夠替代硅中介層或有機芯板,其關鍵技術之一便是在玻璃上形成高密度、高深徑比的貫穿通孔——即玻璃通孔技術。但傳統的機械鉆孔在玻璃材料上幾乎不可行,因此 TGV 的孔成型工藝高度依賴激光技術。
目前主流的 TGV 成孔方法是激光誘導刻蝕法。其工藝流程分為兩步:第一步,利用超快激光在玻璃基板上進行掃描改性,激光能量使玻璃沿焦斑軌跡發生物理化學性質的改變,但尚未發生材料去除;第二步,將改性后的玻璃浸入化學蝕刻液中,被激光照射過的區域因化學反應被選擇性溶解,從而形成高精度的通孔或盲孔。

這一方法結合了激光的精確定位能力和濕法蝕刻的高效去除能力,能夠實現高密度、高深寬比、側壁光滑的 TGV 通孔。
國內相關設備已取得實質性突破。例如,紫宸激光的 TGV 激光鉆孔設備,實現了激光能量更集中、聚焦光斑更小、作用距離更長的真零級衍射極限光斑,能夠解決 TGV 通孔成型技術難點,具備高深徑比、小間距、側壁光滑、垂直度好、低成本等優勢。

三、激光焊錫(焊接):玻璃基板金屬化與芯片互聯
玻璃基板熱膨脹系數低、脆性大,傳統回流焊整板高溫加熱會產生巨大熱應力,造成基板翹曲、開裂;熱壓焊存在機械壓力破損風險,定點激光焊錫憑借局部低溫加熱、無接觸、微米級定位,成為玻璃基板封裝唯一可靠互連工藝。
1. 激光焊錫適配玻璃基板的核心特性
局部精準控溫:僅光斑區域熔化錫銀焊料,基板整體溫升極低,溫度控制精度 ±5℃,規避玻璃熱沖擊開裂;
無應力非接觸焊接:無壓頭機械擠壓,保護超薄玻璃、高密度 TGV 焊盤結構;
超高定位精度:搭配視覺定位,支持 60μm 超細間距焊盤,適配 Flip Chip 倒裝、Mini LED 巨量轉移、芯片植球場景;
單點獨立可控:可單顆芯片單獨焊接、返修,不會損傷周邊完好器件,大幅降低報廢率。

2. 流玻璃基板封裝應用場景
(1)半導體 TGV 載板倒裝芯片焊接
AI 算力玻璃中介層、光模塊玻璃基板,激光植球先在基板焊盤精準噴射錫球,再完成芯片倒裝互連,焊點金屬間化合物層均勻,長期高頻信號傳輸穩定性優于傳統回流焊,適配 2.5D/3D 堆疊封裝。
(2)Mini/Micro LED 玻璃背板封裝
玻璃基板作為 LED 巨量轉移承載基底,激光定點焊錫完成芯片與 ITO 線路互連,基板翹曲量相比傳統 PCB 降低 70%,量產封裝良率突破 99%,廣泛用于車載 Mini LED 大屏、直顯屏幕。
(3)UTG 超薄折疊玻璃基板:折疊屏、車載觸控封裝
觸控 ITO 線路焊接:折疊屏蓋板、車載 OGS 觸控玻璃,焊接 FPC 柔性排線與玻璃導電線路,無基底灼傷、線路斷路;
微型傳感元器件焊接:屏下指紋、壓力傳感微型芯片定點焊接,超薄基板無隱性裂紋,保障百萬次折疊使用壽命
(4)AR/VR 光波導光學玻璃基板
光波導玻璃透光、超薄、光學涂層不耐高溫,激光低溫焊錫用于微型光芯片、光柵傳感元件互連。

四、行業發展趨勢:激光技術持續迭代,打開玻璃基板增量空間
超快激光普及化:飛秒激光設備成本持續下探,從頭部大廠實驗室下沉至中小基板加工廠,TGV 量產良率進一步提升;
復合激光一體化設備:切割 + 蝕刻一體化加工平臺逐步落地,縮短基板制程工序,降低產線占地與人工成本;
激光焊錫迭代:綠光、紅外整形光斑激光焊錫適配 UTG 基板,拓展折疊屏、AR 光學玻璃封裝市場;
跨賽道融合:激光工藝同時覆蓋半導體封裝、顯示、鈣鈦礦光伏三大玻璃基板賽道,設備廠商同步受益多行業需求增長。

紫宸激光智能裝備已形成覆蓋激光切割、蝕刻、打標、焊錫的全系列智能裝備矩陣,針對TGV半導體載板、UTG超薄折疊玻璃、AR光波導等高端玻璃基板場景,完成工藝適配與技術優化,其自研的超細光斑激光植球方案,精準解決超薄玻璃熱應力損傷難題,可穩定適配50μm及以上錫球,為玻璃基板芯片的精密加工、規模化量產提供可靠的國產裝備支撐
結語
從 AI 算力 TGV 半導體載板到折疊屏 UTG 超薄玻璃,再到光伏鈣鈦礦 TCO 基板,玻璃基板產業迎來全面爆發期。玻璃材料先天的加工短板,恰好成為激光精密制造技術的廣闊舞臺。激光切割、激光蝕刻、激光焊錫三大核心工藝,不僅解決玻璃基板量產的良率、精度、成本難題,更是推動玻璃基板國產替代、實現先進封裝技術自主可控的核心裝備基石。未來隨著超快激光技術持續國產化迭代,玻璃基板產業鏈將迎來新一輪產能擴張與技術革新。
