技術文章
TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)技術是先進封裝和微系統集成中的關鍵工藝,廣泛應用于3D集成、MEMS、射頻器件和光電子封裝等領域。TGV玻璃基板的表面潤濕性(親疏水性)直接影響其與金屬、聚合物或其他材料的結合性能,進而影響電鍍填充、粘接強度和封裝可靠性。因此,準確測量TGV玻璃基板的接觸角,評估其親疏水性,對優化工藝、提高產品性能具有重要意義。
一、TGV玻璃基板親疏水性測試方法
1. 靜態接觸角測試
在TGV玻璃基板表面滴加2~5μL去離子水,利用接觸角測量儀記錄液滴形態,計算靜態接觸角。測試前需確保樣品表面無污染、無指紋或灰塵干擾,通常需進行等離子清洗或紫外臭氧處理以提高測試準確性。
2. 動態接觸角測試(前進角/后退角)
前進角(θ?):液滴體積逐漸增大時測量的接觸角,反映表面最大潤濕性。
后退角(θ?):液滴體積減小時的接觸角,反映表面最小潤濕性。
接觸角滯后(θ? - θ?):可評估表面粗糙度或化學不均勻性。
動態測試更適用于TGV玻璃基板在電鍍液、粘接劑等實際工藝環境中的潤濕行為分析。
3. 表面能計算
通過測量不同液體(如水、二dian甲烷、乙二醇)的接觸角,結合Owens-Wendt或Van Oss理論,可計算TGV玻璃基板的表面能及其極性/非極性分量,為粘接、鍍膜等工藝提供優化依據。
二、TGV玻璃基板親疏水性的影響因素
1. 表面清潔度:殘留的光刻膠、有機物或顆粒污染會顯著增加接觸角,降低潤濕性。
2. 表面處理工藝:
等離子處理:可引入-OH等極性基團,提高親水性(接觸角降低)。
硅烷化處理:如采用氟硅烷修飾,可增強疏水性(接觸角增大)。
3. 微結構影響:TGV通孔結構、表面粗糙度會影響液滴鋪展行為,需結合Wenzel或Cassie-Baxter模型分析。
接觸角測量是評估TGV玻璃基板親疏水性的關鍵手段,直接影響其工藝適應性和最終器件性能。通過靜態/動態接觸角測試、表面能分析及工藝優化,可提升TGV基板在先進封裝中的應用效果。未來,結合原位觀測和人工智能分析技術,接觸角測量將在TGV玻璃基板表面工程中發揮更大作用。