【原创【/span>芯片封装用玻璃基板:成分体系大揭秗/div>
中国粉体 2025/5/15 16:22:51 点击 405 欠/div>
导读芯片封装用玻璃基板的理化性能对封装电子器件的整体综合性能起着决定性作?/div>

中国粉体网讯玻璃因具有热膨胀系数低、电气绝缘性能好等优势,被芯片设计开发者引入芯片封装领域作为封装基板使用。玻璃基板为芯片提供了稳定的支撑平台,可确保封装过程中芯片不会因基板变形或不平坦而受损、/p>

玻璃基板的成分体糺/span>

芯片封装用玻璃基板的成分体系主要包括硼硅酸盐玻璃体系、铝硅酸盐玻璃体系和无碱铝硼硅玻璃体系、/p>


硼硅酸盐玻璃基板9/span>通常包括质量分数?0%的SiO?2%~13%的B2O3,该玻璃体系具有耐热性好、热膨胀系数低和化学稳定性高等优点。硼硅酸盐玻璃基板能够提供优异的热稳定?不易因芯片发热而产生翘曲变形或电路连接的破?因此非常适用于对热稳定性要求高的电子封装、/p>

铝硅酸盐玻璃基板9/span>主要由SiO2和Al2O3组成,同时包含碱金属氧化物(R2O)和碱土金属氧化物(RO)。这种玻璃体系具有优异的光学性能、较低的表面张力和热膨胀系数。铝硅酸盐玻璃基板适用于需要高机械强度和耐磨损的电子封装应用、/p>

无碱铝硼硅玻璃基板:无碱铝硼硅玻璃基板不含碱金属氧化物或含量极低(通常质量分数不超?.1%)。在酸、碱和有机溶剂中耐腐蚀性出?能够长期保持稳定的物理和化学性能,还具有良好的机械性能,能够抵抗外部冲击和机械应力,常用于微机电系统器?如加速度计、陀螺仪和压力传感器),这些器件要求基板具有高机械强度和低热膨胀系数、/p>

玻璃基板的主要理化性能要求

介电常数9/span>介电常数是衡量玻璃材料在电场中储存电荷能力的指标,较高的介电常数可能导致信号延迟或失真。在高频信号传输?相比硅基?介电常数低的玻璃基板更具优势。另?过高的介电常数会增加寄生电容,进而影响电路的性能(如信号完整性和信号传输速度)。因?低介电常数的玻璃基板更适用于高频电子器?如微波和射频等领域、/p>

介电损耗:介电损耗是衡量玻璃材料在电场中损失电能能力的指标,而介电损耗正?tanδ)是介电损耗的量化指标,能定量表示材料在特定频率下电能损失与储能之间的比率。低介电损耗意味着在电场作用下能量损失较少,能够有效提高器件的能量效率。高介电损耗会导致信号在传输过程中衰减,影响信号的强度和质量,同时也会产生更多的热?需要更好的热管理措施、/p>

热膨胀系数9/span>玻璃基板的热膨胀系数需要与其他封装材料匹配,从而减少热作用导致的变形。低热膨胀系数能够确保玻璃基板形状和尺寸在长期使用中保持稳?减少应力累积,提高电子器件的可靠性、/p>

机械性能9/span>玻璃基板的机械性能决定了封装结构的可靠性。密度较低的玻璃基板能有效减轻器件质?且保持足够的机械强度。弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的指?较高的弹性模量可确保封装时玻璃基板的稳定?减少失效风险。维氏硬度是反映材料抗划伤性和耐磨性的指标,高硬度玻璃基板有助于提升封装的耐用性。断裂韧性则表示材料在裂纹扩展时的抗断裂能力,较高的断裂韧性可防止玻璃基板在受力时出现裂纹,确保封装的完整性和稳定性、/p>

光学性能9/span>在光学与电子器件的封装中,玻璃基板可能会受到机械应?这些机械应力会导致玻璃基板的光学性能发生变化,进而影响光信号的传输和器件的性能。因此玻璃基板应具备高透光?以确保光信号的有效传输、/p>

蚀刻性能9/span>玻璃基板通常采用激光诱导蚀刻技术进行玻璃通孔(TGV)的打孔。TGV工艺通过在玻璃基板上形成精细的通孔结构,为芯片封装中的电气互连提供通道。在此工艺中,氢氟酸的蚀刻速率在TGV加工中至关重要。适当的蚀刻速率可确保获得高深宽比、高垂直度的通孔。光滑的孔壁能降低电阻和电容效应,提升信号传输稳定性与速度。合理控制蚀刻速率还可提高加工效率,减少抛光与清洗步?优化整体工艺流程、/p>

TGV制作工艺过程 来源:Choi K.Eco-friendly glass wet etching for MEMS application: a review

参考来溏

张兴?玻璃基板在芯片封装中的应用和性能要求

陈力.玻璃通孔技术研究进屔/p>

赵瑾.玻璃通孔三维互连技术中的应力问颗/p>

樊江?高介电常数陶瓷的介电行为及储能性能研究

Choi K.Eco-friendly glass wet etching for MEMS application: a review Liu.Advances in embedded traces for 1.5 μm RDL on 2.5D glass interposers.

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