摘要：芯片封装随着制程的越来越先进，其生产制造工艺也开始从宏观制程转向微缩制程，量产工艺也越来越半导体制程化。

芯片封装随着制程的越来越先进，其生产制造工艺也开始从宏观制程转向微缩制程，量产工艺也越来越半导体制程化。

而在2D平面封装越来越难以适应更大的带宽传输容量，以及更高的互联速度性能要求时。2.5D\3D独立立体封装，以及2.5D\3D混和的3.5D封装，以及高速铜互联技术，成为了行业的主流研究方向。

玻璃基板在3D封装中的重要性源自其独特的物理和化学特性，这些特性使其在先进封装技术中具有显著的优势。

以下是玻璃基板在3D封装中的关键重要性：

1. 尺寸稳定性

低热膨胀系数：玻璃基板的热膨胀系数（CTE）通常低于硅（Si）或有机基板，这意味着在高温制造和操作过程中，玻璃基板的尺寸变化较小，减少了热应力和变形，提高了封装的可靠性。

2. 平面度和均匀性

优异的平面度：玻璃基板可以提供非常高的平面度和均匀性，这对于多层堆叠和微米级精度的对准至关重要。高平面度支持更高密度的互连和更好的电气性能。

3. 电气性能

介电常数低：玻璃具有较低的介电常数，这有助于减少信号传输中的损耗，提升高频性能，尤其在高速数据传输和射频应用中。

绝缘性能：玻璃基板的绝缘性能优于有机基板，提供更好的电气隔离，减少漏电流。

4. 光学特性

透明性：对于需要透光的应用，如光学传感器或光通信器件，玻璃的透明特性允许光在封装内自由传输，减少光学损失。

5. 耐化学性

化学稳定性：玻璃对各种化学物质具有较高的耐受性，这在封装过程中或在恶劣环境中使用时非常重要，延长封装的寿命。

6. 机械强度

机械性能：虽然玻璃在传统上被认为易碎，但现代玻璃基板通过特殊处理（如化学强化）可以获得增强的机械强度，适合于需要机械稳定性的应用。

7. 环境适应性

抗湿性和耐热性：玻璃基板对环境条件的变化，如湿度和温度变化，表现出较好的稳定性，减少封装的劣化风险。

应用优势

多芯片模块（MCM）和系统级封装（SiP）：玻璃基板可以承载多个芯片或组件，提供更高的集成度和性能。

3D堆叠：玻璃的物理特性使其在3D堆叠技术中成为理想的选择，支持更高密度的互连和更复杂的封装结构。

光电子集成：在光通信和光学传感器封装中，玻璃基板的透明性和低损耗特性使其成为首选材料。

挑战

成本和制造复杂性：虽然玻璃基板在性能上优于传统基板，但其生产成本较高，且需要专门的制造设备和工艺。

加工难度：玻璃的加工，如钻孔、切割等，需要先进的技术以保持精度和不损坏基板。

玻璃基板在3D封装中的应用正在逐渐增长，因为其能提供的性能提升在未来电子产品的微型化、多功能化和高性能需求中变得越来越重要。随着技术进步和成本优化，玻璃基板的应用前景将更加广阔。

硅基板和玻璃基板在3D封装中的应用对比 硅基板和玻璃基板在3D封装和其他半导体应用中各有其优缺点。以下是对比分析了这两种材料在关键特性上的异同：

1. 热膨胀系数 (CTE)

硅基板：硅的热膨胀系数约为2.6 ppm/°C，较高，导致在高温下容易产生热应力。

玻璃基板：玻璃基板（如硼硅酸盐玻璃）的热膨胀系数通常低于1 ppm/°C，比硅小得多，提供更好的尺寸稳定性。

2. 平面度和均匀性

硅基板：硅晶圆通常具有非常高的平面度，但可能在制造过程中出现微小的翘曲。

玻璃基板：玻璃的平面度可以更优，尤其是经过抛光的玻璃基板，提供更好的平面度和均匀性。

3. 电气性能

硅基板：硅本身是半导体材料，具有较高的介电常数，可能会增加信号传输的损耗。

玻璃基板：玻璃具有低介电常数（比如3.8 vs.硅的11.7），减少电气信号的损耗，适用于高频应用。

4. 光学特性

硅基板：硅对可见光不透明，但在红外光范围内有透光性。

玻璃基板：大多数玻璃是透明的，适用于光学通信和传感应用。

5. 化学稳定性

硅基板：硅在某些化学环境中较为稳定，但不耐强酸如HF。

玻璃基板：玻璃通常对化学物质有更高的耐受性，特别是对于酸和碱。

6. 机械强度

硅基板：硅晶圆虽然坚硬，但脆性较大，在加工过程中容易破损。

玻璃基板：通过化学强化处理，玻璃可以获得较高的机械强度，虽然仍比硅脆，但更适合一些需要机械稳定性的应用。

7. 加工工艺

硅基板：加工工艺成熟，适合半导体制造，如CMP（化学机械抛光）和TSV（硅通孔）。

玻璃基板：加工相对复杂，特别是在形成通孔（TGV）或精密加工时，但技术也在不断进步。

8. 成本

硅基板：由于生产规模大且工艺成熟，成本相对较低。

玻璃基板：初始成本较高，因为制造工艺和设备的要求更高，但随着技术进步和大规模生产，成本也在降低。

应用场景

硅基板：广泛用于传统的IC制造、MEMS、和TSV技术，因为它的加工工艺已经高度优化。

玻璃基板：在高频通信、光电子、3D封装、和需要高平面度和低热膨胀的应用中越来越受欢迎。

总结

优势：

硅基板：加工工艺成熟，成本效益高，广泛应用于半导体领域。

玻璃基板：优异的电气性能、光学透明性、尺寸稳定性，特别适合新兴的高性能和多功能封装需求。

挑战：

硅基板：在高频应用中可能存在信号损耗，更高的热膨胀系数在3D堆叠时可能导致问题。

玻璃基板：成本较高，加工难度大，目前的市场普及度不如硅基板。

随着3D封装技术的发展和对高性能、多功能集成的需求增加，玻璃基板的应用场景可能会进一步扩大，但硅基板仍将在许多应用中保持其重要地位。

玻璃基板预埋蚀刻工艺

玻璃蚀刻工艺是一种用于在玻璃表面创建复杂图案、纹理或透明度变化的方法，广泛应用于装饰、光学器件制造、微流控设备、半导体工业等领域。以下是对玻璃蚀刻工艺的详细介绍：

工艺类型

湿法蚀刻：

化学蚀刻：

酸蚀刻：最常见的方法使用氢氟酸（HF）或其混合物（如HF和硝酸）来蚀刻玻璃。氢氟酸能够与玻璃中的SiO₂反应，形成可溶性氟硅酸盐。

掩模技术：使用光刻胶或金属膜作为掩模，通过光刻技术在玻璃上形成图案，然后进行蚀刻。

干法蚀刻：

等离子体蚀刻（PE）：使用等离子体，如氟化物等离子体（CF₄，SF₆），通过反应性离子蚀刻（RIE）或深反应性离子蚀刻（DRIE）来蚀刻玻璃。

激光蚀刻：利用激光能量进行局部熔化或蒸发玻璃，适用于高精度图案或通孔的制造。

湿法蚀刻详细步骤

玻璃清洗：

使用溶剂和酸洗去除玻璃表面的污染物和油脂。

掩模制作：

光刻：在玻璃上涂布光刻胶，通过光掩模曝光和显影形成图案。

金属掩模：也可以通过溅射或蒸发沉积金属膜，然后通过光刻或激光刻蚀金属形成图案。

蚀刻：

准备蚀刻溶液：氢氟酸常以5-40%的浓度使用，具体浓度依据蚀刻速度和所需深度调整。

浸泡或喷涂：将玻璃放入蚀刻溶液中或用蚀刻溶液喷涂玻璃表面，控制时间来达到所需的蚀刻深度。

去除掩模：

使用适当的溶剂（如丙酮或光刻胶去除剂）或酸去除光刻胶或金属掩模。

后处理：

用去离子水或高纯度水多次清洗玻璃，去除所有蚀刻溶液残留。

干燥，通常用氮气吹干。

干法蚀刻详细步骤

玻璃清洗：

与湿法蚀刻相同，确保玻璃表面洁净。

掩模制作：

采用与湿法蚀刻类似的光刻技术或直接使用金属掩模。

等离子体蚀刻：

设备设置：将玻璃放入等离子体蚀刻机中，设置好气体（如CF₄或SF₆）、压力、功率和时间。

蚀刻：通过等离子体的物理和化学作用蚀刻玻璃。

掩模去除：

使用化学方法或等离子清洗去除掩模。

后处理：

清洗和干燥玻璃。

关键点

蚀刻速率控制：根据需要的深度和精度，精确控制蚀刻时间、溶液浓度或等离子体参数。

图案精确度：掩模的质量和蚀刻的均匀性决定了最终图案的精确度。

安全性：特别是湿法蚀刻使用氢氟酸时，必须严格遵守安全操作规程，保护操作人员和环境。

环境影响：处理蚀刻废液时需进行中和处理，防止污染。

成本和效率：湿法蚀刻成本较低但可能对环境影响大；干法蚀刻更环保但设备成本高。

玻璃蚀刻工艺需要根据应用场景选择合适的方法，以达到所需的工艺效果。

玻璃基板TGV工艺

玻璃基板TGV（Through Glass Via）工艺涉及多个复杂的步骤，每一步都需要精细的控制以保证最终产品的性能和可靠性。

以下是对TGV工艺更详细的步骤描述：

1. 玻璃基板准备

材料选择：选用高纯度、低热膨胀系数的玻璃，如硼硅酸盐玻璃或熔融石英。

清洗：

使用超声波清洗去除表面污垢。

化学清洗（如酸洗）去除金属离子和有机物。

用去离子水多次漂洗以确保洁净度。

2. 通孔形成

激光钻孔：

选择激光类型：常用飞秒激光或皮秒激光，因为它们能提供高精度，减少热效应。

参数设置：控制激光能量、脉冲频率、光束聚焦等，以获得理想的通孔深宽比和表面质量。

多次扫描：可能需要多次激光扫描以达到所需的深度。

干法蚀刻（如DRIE）：

设备准备：设置等离子体蚀刻机。

掩模制作：使用光刻技术在玻璃上制作掩模图案。

蚀刻过程：通过交替进行的离子轰击和聚合物沉积，逐层蚀刻玻璃直到形成通孔。

3. 通孔壁处理

清洗：

用溶剂或化学清洗剂去除通孔内任何残留的碎屑或污染物。

使用等离子清洗进一步清洁通孔壁。

活化：

通过化学浸泡（如稀酸溶液）或等离子处理激活通孔壁，增强后续金属层的附着力。

4. 种子层沉积

溅射：

靶材选择：常用钛或铬。

溅射条件：控制功率、气压和溅射时间，形成均匀的薄种子层。

化学镀：

配制镀液：如使用硫酸-氟化氢酸溶液进行钛的化学镀。

控制温度和pH：以确保镀层均匀。

5. 导电层沉积

电镀：

镀液准备：配置高纯度铜电镀液。

电镀条件：设置电流密度、温度、pH值等参数以填充通孔。

电镀时间：根据通孔深度和直径调整时间，确保充分填充。

化学镀铜：

使用还原剂：如甲醛或氢硼化钠进行铜的无电沉积。

镀液管理：控制溶液的稳定性和纯度。

6. 表面处理

平坦化：

化学机械抛光（CMP）：去除多余的金属并平整表面。

清洗：去除任何残留的化学物质。

7. 保护层和钝化

沉积钝化层：

使用PECVD（等离子增强化学气相沉积）沉积SiO₂或Si₃N₄。

也可以使用溅射或蒸发方法沉积金属氧化物或聚合物层。

测试和验证：

导电性测试：检查通孔的电导通性。

可靠性测试：如温度循环测试，确保通孔在不同环境下的性能。

关键控制点

精确的激光或蚀刻控制以确保通孔一致性。

严格的清洁和活化过程以增强粘附力。

镀层均匀性和完整性，避免空洞或不连续。

热管理以防止玻璃应力裂纹。

每个步骤都涉及到详细的参数控制和质量检测，以确保TGV工艺的高效和高质量执行。

玻璃基板铜互联再布线层工艺流程和参数

玻璃基板铜互联再布线层工艺是制造高性能电子器件的关键技术之一，涉及一系列精密的加工步骤和严格的工艺参数控制。以下是该工艺的详细流程和相关参数的全面介绍。

工艺流程

1. 表面处理

目的：在玻璃基板上制备一层反向应力层，如氮化硅、碳化硅或氮化钛，以提高后续金属层与基板的结合力。

材料选择：应考虑材料在电镀过程中是否与铜产生不良反应。

2. 光刻胶涂布

方法：通过悬涂或喷涂在反向应力层上涂布光刻胶。

参数：光刻胶的厚度影响曝光和显影效果，通常在几微米到十几微米之间。

3. 曝光和显影

过程：形成带有沟槽的光刻胶图案。

参数控制：

曝光剂量：根据光刻胶的灵敏度和分辨率要求，一般在几十到几百毫焦耳每平方厘米。

显影时间：几十秒到几分钟，显影温度控制在20-30摄氏度。

4. 种子层制备

方法：采用磁控溅射在光刻胶沟槽中制备金属种子层（如钛、铬、铜或它们的共溅射层）。

厚度：通常在200-500nm，影响后续电镀过程的质量。

5. 电镀铜

过程：在种子层上电镀一层厚铜。

参数：

厚度：一般在3.6-5微米。

电镀条件：电流密度0.1-1安培每平方分米，温度20-30摄氏度。

6. 去除光刻胶

方法：使用剥离剂去除光刻胶，形成高精度铜走线。

注意事项：避免对铜走线造成损害。

7. 表面处理和检测

步骤：清洗、干燥及检测，包括尺寸测量、导电性测试和外观检查，确保产品质量。

工艺参数

光刻胶厚度：影响曝光和显影效果。

曝光剂量：决定图案的精确度。

显影时间：控制图案的形成。

种子层厚度：影响电镀质量的基础。

电镀铜厚度：决定铜走线的性能。

温度和时间控制：贯穿整个工艺过程，确保稳定性和产品质量。

玻璃基板铜互联再布线层工艺的复杂性和精细性要求对每个步骤的工艺参数进行严格控制。通过优化这些参数，可以生产出高质量的铜互联再布线层，满足高性能电子器件的需求。同时，材料的兼容性、环境控制、设备精度以及持续的工艺优化都至关重要。此外，中间检测和质量控制也是确保生产高质量产品的关键步骤。

玻璃基板铜互联再布线层电镀铜工艺

电镀铜工艺是一种常见的表面处理技术，用于在金属或非金属基材上沉积一层铜镀层，以提高其导电性、耐腐蚀性或装饰效果。以下是电镀铜工艺的一些关键细节：

工艺流程

预处理：

清洗：去除基材表面的污垢、油脂和氧化物，通常使用溶剂、酸洗或超声波清洗。

活化：通过化学或电化学手段活化基材表面，以改善镀层的附着力，常用硫酸或盐酸。

镀液配制：

电镀铜溶液的选择取决于所需的镀层特性。常见的镀液包括：

硫酸铜镀液：适用于一般电镀，经济且操作简便。

氰化镀液：用于需要高光洁度和均匀性的应用，但由于其毒性现已较少使用。

焦磷酸盐镀液：适用于需要精确控制镀层厚度的场合。

柠檬酸盐镀液：提供良好的覆盖能力，特别适合不规则表面的镀覆。

镀液的pH值、温度、铜离子浓度和添加剂（如光亮剂、整平剂）都需要严格控制。

电镀过程：

电流密度：根据基材和所需镀层厚度调整，通常在0.1到1 A/dm²之间。

电镀时间：控制镀层厚度，时间从几分钟到几小时不等。

温度：通常在20-30摄氏度之间，确保镀液稳定和镀层质量。

后处理：

漂洗：用清水或去离子水彻底清洗以去除残留的化学物质。

干燥：避免水斑形成，可以使用热风或真空干燥。

封闭或钝化：可能需要进行后续处理以增强耐腐蚀性或光亮度。

工艺细节

镀层质量：

镀层应均匀、光亮、无孔隙，具有良好的导电性和较高的耐腐蚀性。

控制镀液成分和电镀参数是关键。

覆蓋性：

特别是在复杂形状的基材上，要确保镀液能够均匀覆盖所有表面。

电镀效率：

通过调整添加剂或电流密度来优化电镀效率，减少能耗。

环境和安全：

电镀过程中需要考虑环境影响，特别是废水处理和化学品管理，以符合环保要求。

维护：

定期检测和调整镀液成分，防止污染和镀液老化，确保镀层的一致性。

电镀铜工艺虽然看似简单，但其细节管理决定了最终产品的质量。每个步骤需要精确控制，从预处理到后处理，每一环节都对镀层性能有直接影响。掌握这些细节，可以大大提升产品的功能性和外观质量。

玻璃基板铜互联再布线层电镀金工艺

电镀金工艺是一种高端的表面处理技术，用于增强材料的抗腐蚀能力、提高导电性、或者为产品增添高档的美观外观。电镀金工艺涉及到多种类型的金镀层，如硬金、软金、纯金等，每种都有其独特的用途和特性。以下是电镀金工艺的详细步骤和关键细节：

工艺流程

预处理：

清洗：用溶剂、碱液或酸液清洗基材，去除油脂、氧化物等污染物。

活化：常用稀酸（如盐酸）浸泡基材，激活表面以增强金镀层的附着力。

除钝：如果基材表面有钝化层，可能需要用除钝剂进行处理。

镀液准备：

金镀液：常用的金镀液包括：

氰化金镀液：提供高纯度的金镀层，但由于其毒性，使用受到限制。

无氰金镀液：如磷酸盐体系或硫酸盐体系，更环保，逐渐成为主流。

酸性金镀液：用于硬金镀层，耐磨性高。

pH值、温度、金浓度：根据具体镀液体系调整，通常pH在4-7之间，温度在30-60摄氏度。

添加剂：包括光亮剂、整平剂等，控制金镀层的外观和性能。

电镀过程：

电流密度：一般在0.5到5 A/dm²之间，具体取决于镀层厚度和硬度要求。

镀层厚度：从几微米到几十微米不等，根据应用场景选择。

时间控制：根据所需镀层厚度调整电镀时间，通常几分钟到几十分钟。

后处理：

漂洗：用去离子水多级漂洗，去除镀液残留。

干燥：热风、真空或自然风干，防止水斑。

钝化或封闭：某些应用下可能需要进一步处理以增强耐腐蚀性或光亮度。

关键细节

镀层质量：

镀层应光亮、均匀、无气孔，具有良好的导电性和耐腐蚀性。

镀液的纯度和稳定性直接影响镀层质量。

镀层硬度：

通过选择合适的镀液（如酸性金镀液）可以得到硬金镀层，提高耐磨性。

软金镀层用于需要高导电性和延展性的场合。

覆盖性：

确保金镀液能均匀覆盖复杂形状的基材，必要时使用辅助电极或特殊夹具。

环保和安全：

由于金的毒性和昂贵性，特别是氰化物使用，需严格控制废液排放，符合环保标准。

成本控制：

金价昂贵，电镀金过程中需要精确控制镀层厚度，避免浪费。

维护：

定期检测镀液成分和性能，调整添加剂以维持镀层的一致性和质量。

电镀金工艺要求高精度和高质量控制，涉及到的每个步骤都需严谨操作。通过优化预处理、电镀参数和后处理，可以获得高品质的金镀层，广泛应用于电子、首饰、装饰等领域。

金电镀液配制

金镀液种类根据其化学成分、使用场景和镀层特性可以分为多种类型。以下是一些常见的金镀液分类：

1. 氰化金镀液

成分：含有氰化钾（KCN）或氰化钠（NaCN）作为络合剂，金以氰化金钾（KAu(CN)₂）或氰化金钠（NaAu(CN)₂）形式存在。

特点：

提供高纯度和光亮度的金镀层。

覆盖性好，适用于复杂形状的零件。

由于氰化物的毒性，现在的使用受到严格限制。

2. 无氰金镀液

成分：使用非氰化物的络合剂，如：

磷酸盐体系：磷酸金钾或磷酸金钠，环保性较好。

硫酸盐体系：硫酸金钾或硫酸金钠。

柠檬酸体系：柠檬酸金钾或柠檬酸金钠，适用于高覆盖性需求。

特点：

环保，减少毒性风险。

能提供与氰化金镀液相媲美的镀层质量。

3. 酸性金镀液

成分：主要是硫酸金（Au₂SO₄）或氯金酸（HAuCl₄）。

特点：

用于制作硬金镀层，耐磨性高。

适合需要高硬度金镀层的应用，如电气接触点。

4. 软金镀液

成分：通常基于磷酸盐或柠檬酸体系，但调整参数以获得较软的金镀层。

特点：

提供良好的延展性和导电性。

用于需要高导电性和接插件的应用。

5. 纯金镀液

成分：使用纯金化合物，确保镀层纯度极高。

特点：

用于需要极高纯度金镀层的场合，如高端电路板或艺术品。

6. 合金金镀液

成分：金与其他金属（如镍、钴、银）形成合金。

特点：

可以调整镀层的硬度、耐磨性和颜色。

用于特殊应用，如装饰性镀层或特定功能需求。

注意事项

环保和安全：选用无氰金镀液可以降低环境和健康风险。

成本控制：金的价格高昂，镀液的选择和使用的控制对成本管理至关重要。

应用适应性：根据需要镀层的特性（如硬度、导电性、颜色）选择合适的镀液。

金镀液的选择应基于镀层的特定需求、环境考虑以及经济效益。每个类型都有其最佳应用场景，因此在实际应用中选择合适的金镀液是关键。

玻璃基板铜互联再布线层电镀银工艺

电镀银工艺是用于在各种基材上施加银镀层的一种表面处理技术。银镀层因其出色的导电性、反光性能和抗腐蚀性而广泛应用于电子、装饰、镜面等领域。以下是电镀银工艺的详细流程和关键细节：

工艺流程

预处理：

清洗：使用溶剂、碱液或超声波清洗去除基材表面的油脂、污垢和氧化层。

活化：通常用稀酸（如硫酸或盐酸）浸泡以激活基材表面，增强银与基材的结合力。

除钝：若基材表面有钝化层，需要使用除钝剂进行处理。

镀液准备：

银镀液：常见类型包括：

氰化银镀液：提供高质量的镀层，但由于毒性问题，应用受到限制。

无氰银镀液：如硫代硫酸盐体系、氨银体系，更环保，逐渐取代氰化镀液。

参数调整：

pH值：通常在8.5到10之间，具体根据镀液体系调整。

温度：一般在20-40摄氏度，有助于镀层的均匀性和光亮度。

银离子浓度：保持适当浓度以确保镀层质量。

添加剂：包括光亮剂、整平剂等，控制镀层的外观和性能。

电镀过程：

电流密度：一般在0.5到5 A/dm²之间，根据镀层厚度和硬度要求调整。

镀层厚度：从几微米到几十微米，视具体应用而定。

时间控制：从几分钟到几十分钟，根据所需镀层厚度和镀液效率。

后处理：

漂洗：用去离子水多次漂洗，彻底去除残留镀液。

干燥：可以用热风、真空或自然干燥，避免水斑。

钝化或封闭：可能需要进行后处理以增强耐腐蚀性或改进外观。

关键细节

镀层质量：

镀层应具备良好的均匀性、光亮度和导电性。

镀液的稳定性和纯度直接影响镀层质量。

覆盖性：

确保银镀液能覆盖所有基材表面，特别是在复杂形状的零件上。

硬度和耐磨性：

银镀层相对较软，可以通过添加硬化剂或后处理来提高耐磨性能。

环保和安全：

由于银的毒性和高成本，需严格控制废液处理，符合环保标准。

成本管理：

银价较高，需精确控制镀层厚度，避免不必要的浪费。

维护：

定期检查和调整镀液成分，确保镀层的一致性。

电镀银工艺要求精细的工艺控制和管理，以确保镀层的高质量和功能性。通过优化预处理、电镀参数和后处理步骤，可以获得具有优异性能的银镀层。银镀层的应用范围从电子元件到装饰品，涵盖许多领域，但需要注意的是，银在空气中容易氧化，因此在某些应用中可能需要额外的保护措施。

银电镀液配制

银镀液根据其成分和应用目的，可以分为多种类型。这里介绍几种常见的银镀液种类：

1. 氰化银镀液

成分：主要包括氰化钾（KCN）或氰化钠（NaCN）和硝酸银（AgNO₃）或氰化银（AgCN）。

特点：

提供高纯度、高光亮度的银镀层。

可控制的镀层厚度，覆盖性能好。

由于氰化物的毒性，现在使用受到严格限制或已被替代。

2. 无氰银镀液

成分：包括非氰化物的络合剂，如硫代硫酸盐（如硫代硫酸钠）、氨（NH₃）、或有机酸（如柠檬酸、酒石酸）。

类型：

硫代硫酸银镀液：环保，适合大规模生产，镀层质量好。

氨银镀液：用于细致的电子组件镀层，提供光亮镀层。

有机酸银镀液：如柠檬酸银镀液，适用于需要高覆盖性的场合。

特点：

环保，减少对环境和操作人员的危害。

能提供与氰化银镀液类似的镀层质量。

3. 酸性银镀液

成分：主要是硫酸银（Ag₂SO₄）或硝酸银（AgNO₃）。

特点：

适用于需要高硬度银镀层的场合，如电接触点。

镀层可能不如无氰银镀液光亮，但耐磨性更好。

4. 光亮银镀液

成分：除了基础镀液成分外，还添加了光亮剂、整平剂等添加剂。

特点：

专门用于需要高光亮度和装饰效果的应用。

光亮剂的选择和浓度对镀层的光亮度影响很大。

5. 化学镀银液

成分：使用还原剂（如甲醛或氢硼化钠）在没有外部电源的情况下进行银的化学沉积。

特点：

适用于非导电材料的镀银，如塑料。

不需要电源，电镀过程更简单。

注意事项

环境影响：选择无氰银镀液以减少对环境的危害。

成本：银的价格较高，选择合适的镀液类型可以帮助控制成本。

应用适应性：根据应用场景选择合适的银镀液。例如，电子元件可能需要高导电性，而装饰品可能更注重光亮度。

每种银镀液都有其独特的优势和应用范围，选择时需要考虑最终产品的要求、环保因素以及操作的安全性。

玻璃基板铜互联再布线层真空镀铜工艺

玻璃基板铜互联再布线层真空镀铜工艺是一种高精度、高洁净度的金属沉积方法，通常用于制造高性能电子器件，如LED、半导体封装等。以下是详细的玻璃基板真空镀铜工艺流程和关键点：

工艺流程

预处理：

清洗：玻璃基板首先需要通过溶剂清洗、超声波清洗、去离子水冲洗等步骤去除表面的污垢和油脂。

干燥：使用高纯度氮气或干燥空气吹干基板，防止任何水分或污染物残留。

真空系统准备：

抽真空：将真空镀膜设备内的压力降低到10^-6 Torr或更低，以确保高纯度环境。

基板装载：将清洗后的玻璃基板安装到真空室内的基板夹具上。

镀膜过程：

蒸发镀铜：

电阻加热：通过电阻加热蒸发源中的铜材料，使其升华成气态铜。

电子束蒸发：使用电子束加热铜源，使之在真空中蒸发。这种方法控制精度高，适用于厚度均匀的镀层。

溅射镀铜：

直流磁控溅射：使用直流电源在磁场下加速惰性气体离子（通常是氩气）轰击铜靶材，从而在基板上沉积铜层。

冷却和检测：

冷却：在真空环境中让基板和镀层自然冷却，防止热应力引起的镀层剥离。

检测：使用光学显微镜、椭偏仪、四探针测量等方法检查镀层厚度、均匀性和导电性。

关键点

洁净度：

真空镀膜要求设备和环境的超高洁净度，以防止任何杂质混入镀层。

镀层控制：

精确控制蒸发或溅射的速率，确保镀层厚度和均匀性。镀层厚度可以从纳米到微米级别，具体根据应用需求调整。

真空环境：

高真空环境不仅防止氧化，更能确保镀膜的纯度和粘附力。

材料选择：

铜的纯度直接影响镀层的导电性和质量，因此选择高纯度铜靶材或蒸发源材料是关键。

温度管理：

控制基板和蒸发源的温度，防止由于热应力导致的镀层脱落或变形。

覆盖性：

确保镀层能均匀覆盖玻璃基板的每一个部分，特别是在有凹凸或复杂结构的区域。

玻璃基板铜互联再布线层真空镀铜工艺是一种复杂的技术，涉及多方面的控制和管理。通过严格的预处理、精确的镀膜控制和后处理检测，可以获得高质量、均匀、导电性能优良的铜镀层。这种工艺在电子工业中具有广泛的应用前景，特别是在高精度要求的电子器件制造中。

玻璃基板铜互联再布线层真空镀铜工艺的成功实施依赖于几个关键点和对靶材的精心准备。

关键点

洁净度：

玻璃基板和整个镀膜过程环境的洁净度至关重要。任何污染物都会影响镀层的质量和性能。

真空度：

高真空环境（通常要求达到10^-6 Torr或更低）是保证镀膜纯度、防止氧化和获得良好粘附力的基础。

镀层均匀性：

通过精确控制溅射或蒸发的参数（如电流、气压、时间），确保铜层在基板上均匀沉积。

基板温度控制：

控制基板温度以避免由于热应力导致的镀层剥离或变形。通常需保持在一定温度范围内以优化镀层质量。

覆盖性：

对于有复杂结构的玻璃基板，确保铜层能覆盖到所有必要的表面是关键，可能需要调整基板角度或使用额外的溅射源。

镀层厚度：

根据应用需求，控制镀层厚度，以达到所需的导电性、耐腐蚀性和机械性能。

沉积速率：

调整溅射或蒸发的速率，以在保持高质量的情况下提高生产效率。

靶材准备

材料纯度：

使用高纯度铜靶材（通常99.99%或更高纯度），以保证镀层的高导电性和低杂质含量。

靶材的尺寸和形态：

靶材需要加工成符合设备要求的形状和尺寸，确保其在溅射过程中能提供稳定的镀层。

靶材的表面处理：

靶材表面可能需要进行抛光或打磨处理，以去除表面的氧化层和杂质，提高溅射效率。

靶材的背板结合：

为了提高靶材的使用效率和热管理，靶材可能需要绑定到铜背板上。无氧铜背板常用，因为它具有较高的导热性和导电性。

靶材的固定：

确保靶材牢固地固定在溅射源上，以防止在高能粒子轰击下移动或脱落。

靶材的老化和预溅射：

在正式镀膜前，对新靶材进行预溅射，移除表面的氧化层和稳定溅射过程，确保镀层质量一致。

靶材的维护：

定期检查靶材使用情况，及时更换或清洁，以保持镀膜的稳定性和质量。

通过严格控制这些关键点和靶材准备步骤，玻璃基板真空镀铜工艺可以实现高质量、均匀的铜镀层，满足高性能电子器件的需求。

玻璃基板种子层和保护层的制备

在玻璃基板铜互联再布线层镀铜工艺中，种子层和保护层是两个关键步骤，分别用于确保镀层与基板的良好结合和镀层的长期稳定性。以下是关于玻璃基板镀铜的种子层与保护层工艺的详细介绍：

种子层工艺

目的：

种子层主要用于增强铜层与玻璃基板的附着力，提供良好的电导通路径，同时为后续的电镀提供一个均匀的沉积基础。

步骤：

清洗：

玻璃基板首先需要经过彻底清洗，去除表面的任何污染物。

活化处理：

通常使用等离子清洗或化学活化方法，如稀酸浸泡，来活化基板表面，增强后续金属层的粘附性。

金属种子层的沉积：

方法：

溅射：最常用的是磁控溅射，使用金属如钛（Ti）、铬（Cr）或者钽（Ta）作为种子层材料，它们在真空中被溅射到玻璃基板上。

化学镀：也可使用化学镀方法在基板上沉积金属种子层。

厚度：种子层通常很薄，几十到几百纳米，具体厚度根据应用要求和后续铜层的需要进行控制。

种子层的均匀性：

确保种子层在基板上的均匀分布是关键，以防止电镀时出现不均匀的铜沉积。

保护层工艺

目的：

保护层旨在防止铜层氧化，增强抗腐蚀性，延长产品使用寿命，并可能提供额外的功能如耐磨性或特定光学性能。

步骤：

铜层沉积完成：

在种子层上通过电镀或进一步的溅射方法沉积铜层达到所需厚度。

保护层材料选择：

常见的保护层材料包括：

有机保护层：如环氧树脂或聚合物涂层，提供良好的抗氧化性和机械保护。

金属保护层：如镍（Ni）、金（Au）或钯（Pd），这些金属不仅增强抗腐蚀性，还能提供良好的导电性。

氧化物或氮化物保护层：如SiO₂或Si₃N₄，提供耐腐蚀性和化学稳定性。

沉积保护层：

化学镀或电镀：用于金属保护层。

CVD或PVD：用于沉积氧化物或氮化物保护层。

涂层：对于有机保护层，通常通过旋涂、喷涂等方法应用。

后处理：

可能包括热处理以增强保护层的粘附性，或进行表面处理以达到特定性能要求，如抗反射涂层。

关键点

界面管理：种子层与铜层、铜层与保护层之间的界面要管理好，以确保各层之间的良好结合。

材料兼容性：选择种子层和保护层材料时，需要考虑它们的化学和物理兼容性，以防止长期使用中出现分层或剥离。

质量检测：在每个步骤完成后，要进行质量检测，包括厚度测量、附着力测试、耐腐蚀性实验等。

通过精确控制种子层和保护层的工艺，可以确保玻璃基板上的铜镀层具有良好的电性能和长期的稳定性。

铜互联再布线层种子层的选择

选择种子层材料时，需要考虑多个因素，包括与基板的结合力、与后续沉积金属的兼容性、电导率、耐腐蚀性、工艺可行性以及成本。以下是一些常见的种子层材料及其特点：

常用种子层材料

钛 (Ti):

优点：

具有良好的粘附性，特别是在与玻璃或硅基板结合时。

可以形成氧化钛层，进一步增强与基板的结合。

耐腐蚀性较好。

应用：广泛用于半导体和微电子工业中的金属化过程。

铬 (Cr):

优点：

与各种基材的粘附力优异，尤其在玻璃和陶瓷上。

良好的阻挡层特性，可以防止铜扩散到基板中。

应用：在需要高附着力的场景中常用，如薄膜头制造。

钽 (Ta):

优点：

氧化钽（Ta₂O₅）层能提供极好的化学稳定性和抗腐蚀性。

与铜兼容性好，适合在高温下使用。

应用：用于需要高可靠性和稳定性的电子器件。

钨 (W):

优点：

高熔点和良好的导电性，使其在高温应用中表现出色。

具有优良的抗迁移特性，适合作为扩散屏障。

应用：常用于半导体中作为金属互连的种子层。

钴 (Co):

优点：

与铜的电化学性质相近，有助于形成均匀的铜层。

低电阻率，适合需要高导电性的应用。

应用：在一些先进的半导体工艺中作为种子层。

镍 (Ni):

优点：

与铜有良好的电化学兼容性。

可以形成镍硅化物，增强与硅基板的结合。

应用：在某些特定需要镍铜合金的电镀应用中。

选择种子层材料的考虑因素

粘附性：材料与基板和后续层之间的结合力是首要考虑因素。

兼容性：与后续电镀金属（通常是铜）的化学和物理兼容性，以避免界面问题。

电导率：对于电子应用，种子层应具有足够低的电阻率。

耐腐蚀性：在某些应用中，种子层可能需要抵抗化学腐蚀。

工艺适用性：材料在特定镀膜工艺下的表现，包括溅射、化学镀等方法。

成本：材料的成本效益分析，尤其是对于大规模生产。

环境影响：考虑材料的环保性，特别是在镀层去除或处理过程中。

选择种子层材料时，必须进行全面的评估，以确保其能满足特定应用的性能要求，同时考虑工艺的可行性和成本效益。

玻璃基板的化学活化处理要点

化学活化是玻璃基板真空镀膜工艺中的重要步骤，旨在通过化学反应增强基板表面的活性，从而改善后续金属层与基板的结合力。具体到玻璃基板的化学活化，这里提供更详细的步骤和考虑因素：

化学活化步骤

选择活化剂：

硝酸 (HNO₃)：常用作玻璃表面的活化剂，因为它能有效去除玻璃表面的碳化物或其他有机污染物，同时轻微蚀刻玻璃表面，提供更好的附着位点。

过氧化氢 (H₂O₂)：有时单独使用或与硝酸结合使用，提供氧化处理，有助于清洁和活化表面。

氢氟酸 (HF)：对于特定的玻璃类型，氢氟酸可以微蚀刻玻璃表面，但需谨慎使用，因其对玻璃的腐蚀性强。

配制活化溶液：

浓度控制：例如，硝酸通常使用浓度在5-20%之间的稀溶液。过氧化氢可能以30%的浓度使用，但需根据具体情况稀释。

温度管理：溶液温度应控制在室温到60°C之间，过高温度可能导致玻璃表面过度腐蚀。

浸泡处理：

浸泡时间：通常为几秒到几分钟，取决于活化剂的浓度和玻璃的类型。例如，硝酸浸泡可能只需10到30秒。

搅拌：确保溶液均匀接触基板表面，可能需要轻微搅拌或振动，以增强活化效果。

反应监控：

观察溶液对玻璃表面的影响，如气泡生成情况或颜色变化，这通常表明活化过程正在进行。

彻底清洗：

活化后，必须立即用高纯度水或去离子水多次漂洗，以去除所有活化剂残留物。通常需要至少三次水洗，每次确保水完全覆盖基板。

干燥：

使用氮气或干燥空气吹干基板，避免水斑和残留物重新附着。

关键考虑点

安全：处理酸性和强氧化剂时，必须严格遵守安全规程，使用适当的防护设备（如手套、护目镜、防护服）。

活化效果评估：

使用显微镜或其他表面分析工具（如接触角测量仪）评估活化效果。活化后的表面应更亲水，表明活性增加。

可以进行附着力测试，如胶带测试或划痕测试，检查活化后金属层的粘附性。

环境影响：处理含有强酸或强的氧化剂的废液时，需遵循环保法规进行中和和处理。

兼容性：确保活化剂与后续要沉积的材料（如钯）在化学上是兼容的，不会导致不良反应。

工艺控制：活化过程对时间和浓度的控制至关重要，因为过度活化可能导致玻璃表面损伤，而活化不足则不能达到理想的附着效果。

通过这些详细的化学活化步骤，可以大大提升玻璃基板与后续金属镀层的结合力，从而提高镀膜的整体质量和耐久性。

璃基板RDL再布线层中介层材料与制作工艺

玻璃基板在电子封装领域尤其是在高级封装中的应用越来越广泛。RDL（再布线层）是高级封装的关键组成部分，其制作需要中介层材料和工艺的支持，以满足导电性、可靠性和热膨胀系数等性能要求。以下是关于玻璃基板RDL中介层材料与制作工艺的介绍：

中介层材料要求

1. 热膨胀系数（CTE）匹配

玻璃基板的CTE较低（约3~10 ppm/°C），中介层材料需要具有类似的CTE，以避免在温度变化中发生翘曲或开裂。

2. 机械性能

材料需要具有较高的强度和韧性，能够承受加工和使用中的应力而不失效。

3. 电气性能

高介电常数、低介电损耗，以满足高速信号传输需求。

绝缘性良好，以防止信号串扰和短路。

4. 热性能

需要具有较高的热导率，以便在高功率器件中有效散热。

5. 化学稳定性与工艺兼容性

材料需要能够耐受湿法或干法加工工艺，例如蚀刻、镀铜或光刻等。

与玻璃基板和导电线路（如铜）具有良好的附着力。

常见中介层材料

1. 有机聚合物材料

聚酰亚胺（PI）：耐高温、化学稳定性高、附着力好。

环氧树脂：低成本，但耐热性较聚酰亚胺差。

液晶聚合物（LCP）：具有较低的介电常数和高频性能。

2. 无机材料

二氧化硅（SiO₂）：常用作介电层，热膨胀系数接近玻璃。

氮化硅（Si₃N₄）：具有高机械强度和优良的绝缘性能。

3. 有机-无机复合材料

有机聚合物中加入无机填料，如氧化铝（Al₂O₃）、氧化锆（ZrO₂）等，以改善机械强度和热膨胀性能。

制作工艺流程

1. 表面处理

清洁与粗化：玻璃基板表面清洁和粗化处理（如等离子处理或化学蚀刻）以提高附着力。

涂覆底层：施加粘结层材料（如氮化硅或铬/钛金属层）。

2. 涂覆中介层材料

旋涂（Spin Coating）：均匀涂覆有机聚合物材料。

沉积（CVD/PVD）：物理或化学气相沉积无机材料。

3. 光刻与图案化

涂覆光刻胶（Photoresist）。

紫外曝光、显影形成所需的再布线层图案。

4. 蚀刻与清洗

湿法或干法蚀刻去除非必要材料。

清洗以确保图案的精确性和表面洁净度。

5. 导电层沉积

化学镀铜或电镀工艺沉积导电铜层。

平坦化（CMP）处理，以保证层间平整度。

6. 多层叠加

如果需要多层RDL，重复上述涂覆、图案化和沉积工艺。

关键技术挑战与解决方案

1. 玻璃与中介层材料附着力不足

采用表面改性技术（如等离子体处理）提高附着力。

2. 高温环境下的热失配问题

使用填料增强型复合材料以优化CTE匹配。

3. 加工精度与可靠性

开发低应力、高耐蚀性的中介层材料。

采用高精度光刻和蚀刻设备，减少缺陷率。

4. 信号完整性问题

选择低介电常数材料，优化层间厚度设计。

应用展望

玻璃基板RDL技术在高性能芯片封装、先进互连和3D封装领域具有重要应用前景，特别是在5G通信、高性能计算（HPC）、人工智能（AI）等领域，将进一步推动中介层材料和制作工艺的优化与创新。

来 源 | AIOT大数据

推荐阅读——

美国再将13家中企列入“未经验证清单”（附中文名单）

日本突发，更新出口管制！包含5项半导体产品

一文看懂算力核心HBM的技术特点

美国升级AI芯片出口禁令，13家中国GPU企业被列入实体清单（附名单）

又来！外媒：美国商务部将对42家中国企业出口管制（附中文清单）

美商务部再将11个中国实体列入实体清单（附名单）

欧美担心中国加速生产传统芯片！专家：美政府在对华芯片问题上无清晰战略

日本7月23日起尖端半导体出口管制生效，影响23种制造设备（附明细）

涉及近20家中国企业！美国国会对四家美国风投公司在华投资展开调查（附名单）

美国宣布制裁13个中国实体与个人，我驻美使馆回应（附制裁对象清单）

【半导体】以涉俄军为由，美帝将12个中国企业加入管制出口“实体清单”

来源：电子技术应用