什麼是玻璃核心基板

封裝基板的芯材（核心層）不用含玻璃纖維的樹脂，而改用玻璃板的基板。由於平坦且尺寸穩定，即使是大型封裝也容易形成微細配線與高密度的貫通電極，因此正在開發中。

日文名稱: ガラスコア基板

「玻璃核心基板」出現在1領域的1道練習題中（先進技術（3D構裝與小晶片）等）。

為何將核心層換成玻璃

高效能處理器的封裝基板，以在核心層兩面堆疊樹脂絕緣層與銅配線的增層基板為主流，核心層使用玻璃纖維含浸樹脂的有機材料。像AI用途那樣搭載多顆晶片與HBM而使基板變大時，溫度變化造成的翹曲以及加工中的伸縮就會成為問題，配線越細，對位也越困難。玻璃核心基板是將這個核心層換成薄玻璃板，利用玻璃表面極為平坦、堅硬、受熱時尺寸不易變化的性質，追求微細配線與大尺寸基板兩者兼顧。

玻璃的性質與TGV

玻璃可藉由調整成分來選擇熱膨脹係數，因此較容易設計與上方晶片及下方電路板之間熱膨脹差所造成的翹曲與應力。連接正反兩面的電極使用玻璃通孔（TGV），以雷射等方式開孔後填入銅，目標是比有機核心層的鑽孔更細、配置更密。此外，玻璃一般是介電損耗小的絕緣體，也適合高速訊號傳輸。

易碎性與可靠度的課題

玻璃很脆，在搬運與加工過程中容易缺角或破裂。特別是在填銅的TGV周圍，每次溫度變化都會因銅與玻璃的熱膨脹差而產生應力，可能成為微裂紋的起點。正反兩面堆疊的配線層應力也會造成破裂。此外，玻璃與銅、樹脂的附著性、TGV填充的均勻性、熱導率低的對策，以及長期可靠度資料仍少，也都是課題。

開發狀況

英特爾（Intel）在2023年9月發表了用於次世代先進封裝的玻璃基板，並表示目標是在2020年代後半推向市場。當時列舉的優點是：與有機基板相比，平坦度以及熱與機械穩定性較高，可大幅提高基板的配線密度。其他基板廠與玻璃廠也在開發，而克服易碎性並確保量產良率，是實用化的關鍵。

練習玻璃核心基板的題目

在玻璃核心基板中，填銅的玻璃通孔（TGV）周圍容易產生裂紋的主要原因，下列何者正確？

A玻璃會導電，因此相鄰的TGV之間會發生放電
B銅與玻璃的熱膨脹係數差異很大，每次溫度變化都會在TGV周圍產生應力
C玻璃比有機材料軟，孔的周圍會大幅變形

查看答案與解析

正確答案：B. 銅與玻璃的熱膨脹係數差異很大，每次溫度變化都會在TGV周圍產生應力

玻璃核心基板是把封裝基板的芯材從有機材料換成玻璃板，由於平坦且尺寸穩定，可望在大型基板上也能形成微細配線。但玻璃很脆，在填銅的TGV周圍，溫度每次升降都會反覆施加銅與玻璃熱膨脹差所造成的應力，可能成為微裂紋的起點。緩和應力的結構與材料、玻璃的強化，以及長期可靠度的確認，是實用化的課題。

常見問題

玻璃核心基板與玻璃中介層有什麼不同？

玻璃核心基板是以玻璃作為封裝基板的芯材，在其上下堆疊配線層，連接晶片與印刷電路板。玻璃中介層則是以玻璃取代矽中介層，作為高密度連接晶片與晶片的中間板。兩者角色不同，但都以TGV連接正反兩面。

與有機基板相比，玻璃核心基板有哪些優點？

平坦且尺寸穩定、容易抑制翹曲，因此即使是大型基板也容易形成細配線與高密度貫通電極。熱膨脹係數可依成分調整，介電損耗小、適合高速訊號，也是優點。

玻璃核心基板的主要課題是什麼？

玻璃容易破裂。熱膨脹差造成的應力會集中在填銅的TGV周圍而容易產生裂紋，加工與搬運時也容易缺角，因此應力管理、附著性與長期可靠度的確認是課題。

解析中的「玻璃核心基板」

玻璃核心基板是把封裝基板的芯材從有機材料換成玻璃板，由於平坦且尺寸穩定，可望在大型基板上也能形成微細配線。
在玻璃核心基板中，填銅的玻璃通孔（TGV）周圍容易產生裂紋的主要原因，下列何者正確？

出現「玻璃核心基板」的題目（1題）

在玻璃核心基板中，填銅的玻璃通孔（TGV）周圍容易產生裂紋的主要原因，下列何者正確？