2026 年 6 月 10 日，日本理化学研究所（RIKEN）杉冈幸次团队联合恩普乐斯研究所（Enplass）发布全新激光加工技术，创下全球玻璃基板微米深孔加工最高速率，有效破解玻璃通孔（TGV）量产核心效率瓶颈，可作为硅通孔（TSV）的替代 / 补充方案。

一、TGV 主流玻璃基板无碱铝硼硅酸玻璃

半导体封装对碱金属离子迁移敏感，玻璃基板首选无碱玻璃(Alkali-free Glass)。该玻璃热膨胀系数 3.0~3.3×10⁻⁶/K，与硅晶圆匹配，绝缘、高频损耗低，可缓解封装热翘曲；代表产品为康宁 Eagle XG、肖特 AF32 eco、AGC EN-A1等。通用 LIDE 激光诱导深度蚀刻：超快激光在玻璃内部制造改性通道，再经氢氟酸湿法腐蚀形成高深宽比通孔。

现阶段 TGV 产业化核心技术壁垒集中在微纳激光加工：热影响区（HZA）控制、微裂纹抑制、激光改性后腐蚀选择比调控均存在较大技术难度。

二、日本新型高速激光加工技术核心参数与原理

该技术采用了一种新型振荡方法，即吉赫兹突发模式超短脉冲激光器，在玻璃上进行钻孔。激光束通过锥形轴锥透镜被整形为贝塞尔光束。

然后，将由5个脉冲组成的脉冲串一次性照射到厚度为1.1 mm的硼硅酸盐玻璃上。结果，成功制备了一个直径为1.1 μm、深宽比为1000:1且无锥度的通孔。通孔周围未发现裂纹等损伤。脉冲串的宽度（即激光照射时间）小于1纳秒。

通过使用氢氧化钠溶液蚀刻带有通孔的玻璃基板，孔径可以增加到 1.1 μm 或更大，具体取决于蚀刻时间。 

用氢氧化钠溶液蚀刻后的样品沿通孔方向切割，并使用激光显微镜评估所形成通孔的质量。结果表明，通孔壁的平均表面粗糙度为0.072 μm，表明其表面极其平整。 

加工速度对于半导体封装的大规模生产至关重要。该技术可在不到1纳秒的激光照射时间内形成通孔。目前已实现每秒3000个孔的加工速度。借助高性能加工平台，加工速度可超过每秒10000个孔。 

三、高速加工实现逻辑

单孔照射时间压缩至纳秒级，基板 1m/s 高速移动时激光相对位移不足 1nm，不会出现孔位倾斜、形变，加工平台无需逐孔停顿对位；搭配工业高速运动台后产能有望提升至每秒万孔，相较传统工艺效率提升两万倍以上。

四、攻克三大行业痛点

•  低损伤深孔加工难题  

传统长脉冲激光热影响区大，易产生裂纹；常规超快激光高斯光束景深不足。贝塞尔光束解决深度能量均匀性，纳秒脉冲串精准控热，实现厚玻璃无损伤高深径比成孔。

•  精度与量产效率无法兼顾  

传统分步蚀刻单孔耗时数毫秒，单块基板加工时长可达数小时、成本高昂；新技术单次照射成型，纳秒级加工兼顾亚微米精度与规模化产能。

•  高深宽比孔洞均匀性差  

传统工艺易出现上宽下窄锥度、中途断孔；贝塞尔光束非衍射特性保障全厚度孔径一致，为后续通孔金属化填充扫清障碍。

五、行业应用前景

当前英特尔已推出搭载玻璃基板的至强 6 处理器，台积电、三星同步布局玻璃中介层试产线。玻璃基板凭借 CTE 匹配硅、高频低损耗、大尺寸低翘曲优势，成为 AI 异构 3D 封装核心材料，而激光打孔效率长期制约 TGV 大规模落地。理研团队计划推进该技术装备落地，有望大幅削减玻璃基板加工成本，加速行业进入玻璃基先进封装时代。