CO2レーザー加工に対応するガラスコア基板の開発に着手：材料技術

日本電気硝子は、汎用性が高いCO2レーザーで穴あけ加工ができる新型ガラスコア基板の開発に着手した。

[遠藤和宏，MONOist]

　日本電気硝子は2024年12月4日、汎用性が高いCO₂レーザーで穴あけ加工ができる新型ガラスコア基板の開発に着手したと発表した。

同社が開発中のCO2レーザーで穴あけ加工が可能なガラスコア基板［クリックで拡大］ 出所：日本電気硝子

新型ガラスコア基板の開発背景と特徴

　近年、AI（人工知能）向け半導体の高性能化に伴い、チップレット構造の採用が進み、搭載するダイの大型化とダイ数の増加が進んでいる。これらに伴い、半導体のチップとマザーボードを接続するためのコア基板の大型化需要が高まっている。チップレット構造とは、複数の小さなチップ（チップレット）に機能を分割して製造し、それらを高性能な配線技術で接続することで、製造コストの削減と性能向上を実現する半導体の設計／製造手法を指す。

　現在主流の樹脂製基板では、大型化に伴う寸法安定性、熱膨張係数、剛性、放熱性能といった課題があり、次世代の高性能／高密度アプリケーションへの対応が困難とされ、これらの課題を解決する素材としてガラスが注目されている。しかし、ガラス製のコア基板における微細貫通穴（ビア）の形成には、レーザーによる改質と酸やアルカリによるエッチングを組み合わせた複雑な工程が必要となり、技術的な難易度、加工時間、設備投資の面で課題がある。

　同社が現在開発を進めている新型ガラスコア基板は、汎用性が高いCO₂レーザーでビアの加工が可能だ。加えて、ガラスの組成とレーザー加工条件の最適化により、一部の穴形状ではクラックレスの穴あけに成功しており、さまざまな穴形状への展開も目指して開発を継続している。同基板の開発が完了次第、ガラスコア事業のラインアップに追加し、顧客の幅広いニーズに対応していく予定だ。

無機コア基板が使用される箇所［クリックで拡大］ 出所：日本電気硝子

開発中のガラスコア基板の微細貫通穴（左）と断面画像（右）。TOP部の直径が75μm、ピッチ250μm、基板厚み0.4mm。ビアメカニクスのレーザ加工機で加工［クリックで拡大］ 出所：日本電気硝子

新型ガラスコア基板の開発目標

　同社は新型ガラスコア基板の開発目標として、「板ガラス成形技術（オーバーフロー法）による量産技術の確立」「CO₂レーザーによる高速加工でもクラックを発生させない」「CO₂レーザーによる高速加工で加工時間を大幅に短縮」「既存の製造設備を活用し設備投資の抑制」を掲げる。さらに、「温度／湿度の影響を受けにくく（寸法安定性）、発熱などによる反りを抑制すること」「平たん性、平滑性、剛性に優れ、微細配線や高密度実装を可能にすること」も目指している。

　今後、同社は、2024年6月に発表した「GCコア（ガラスとセラミックスの複合材基板）」と現在開発中のガラスコア基板により、CO₂レーザー加工に対応する無機コア基板のラインアップを拡充しさまざまなニーズに対応していく。

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