一种带导电通孔的玻璃基板及其制作方法与流程

专利2025-06-10  60


本申请涉及芯片封装,具体而言,涉及一种带导电通孔的玻璃基板及其制作方法。


背景技术:

1、随着5g、可穿戴设备、智能手机、汽车电子、人工智能等新兴领域的蓬勃发展,集成电路应用正向着多元化、小型化、轻质化、多功能化方向发展。先进三维封装技术,尤其是玻璃通孔(through glass via,tgv)技术,因其独特的优势逐渐成为研究热点。tgv技术作为下一代三维集成的关键技术,具有高频电学特性优异、成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等显著特点,在射频器件、微机电系统封装、光电系统集成等领域展现出广阔的应用前景。

2、在玻璃通孔的加工过程中,由于加工精度和工艺控制的限制,有时会出现孔口位置较小而下部分较大的锥形孔结构。由于孔口较小,在采用物理气相沉积(physical vapordeposition,pvd)技术沉积钛或铜种子层时,金属化材料难以顺利进入孔内,容易导致填充不均匀、空洞或气泡等缺陷的产生,尤其是在通孔的侧壁区域,难以形成连续且均匀的金属膜。这不仅降低了tgv的导电性能,还会影响整体封装的电学性能同时,下部分较大的孔径也增加了填孔材料的用量和成本,降低了整体工艺的效率。


技术实现思路

1、为了克服现有技术中的上述不足,本申请提供一种带导电通孔的玻璃基板的制作方法,所述方法包括:提供一玻璃基板,所述玻璃基板包括第一面和与其相对的第二面;形成所述玻璃基板的所述第一面贯穿至所述第二面的通孔;通过原子层沉积工艺形成至少覆盖所述通孔内壁的钝化层;在所述钝化层朝向所述通孔的一侧形成覆盖所述钝化层的粘附层;在所述粘附层靠近所述通孔中的一侧设置具有导电性的填充层。

2、在一种可能的实施方式中,所述在所述通孔内填充导电材料的步骤之前,所述方法还包括:在所述粘附层朝向所述通孔的一侧形成覆盖所述粘附层的导电种子层。

3、所述在所述粘附层靠近所述通孔中的一侧设置填充层的步骤包括:通过电镀的方式在所述粘附层朝向所述通孔的一侧形成覆盖所述粘附层的填充层。

4、在一种可能的实施方式中,所述在所述钝化层朝向所述通孔的一侧形成覆盖所述钝化层的粘附层的步骤,包括:采用原子层沉积工艺在所述钝化层朝向所述通孔的一侧形成覆盖所述钝化层的粘附层。

5、在一种可能的实施方式中,所述形成所述玻璃基板的所述第一面贯穿至所述第二面的通孔的步骤,包括:采用激光诱导深度蚀刻在所述玻璃基板上形成所述第一面贯穿至所述第二面的通孔。

6、本申请的另一目的在于提供一种带导电通孔的玻璃基板,所述带导电通孔的玻璃基板使用前述任意一项的方法制成;所述带导电通孔的玻璃基板包括:玻璃基板,所述玻璃基板包括第一面和与其相对的第二面,所述玻璃基板上包括多个从第一面贯穿至第二面的通孔;至少部分位于所述通孔内且从所述通孔的内壁向所述通孔中心位置层叠设置的钝化层、粘附层及填充层。

7、在一种可能的实施方式中,所述粘附层的材料包括钛、氮化钛、钽、氮化钽、镍、铬和钌中的至少一种。

8、在一种可能的实施方式中,多个所述通孔还包括设置于所述粘附层和填充层之间的种子层,所述种子层具有导电性。

9、在一种可能的实施方式中,所述种子层材料包括铜。

10、在一种可能的实施方式中,多个所述通孔内壁包括阶梯型内壁、v型内壁和x型内壁。

11、本申请的另一目的在于提供一种芯片封装结构,所述芯片封装结构包括由前述任意一项所述方法制成的带导电通孔的玻璃基板或包括前述的带导电通孔的玻璃基板;所述芯片封装结构还包括设置于所述带导电通孔的玻璃基板上的芯片。

12、相对于现有技术而言,本申请具有以下有益效果:

13、本申请提供的一种带导电通孔的玻璃基板及其制作方法,采用原子层沉积和电镀工艺从通孔内壁向通孔中心层叠设置钝化层、粘附层及填充层,增强了界面稳定性,确保孔内壁界面的连续性和多样性;通过灵活选择是否沉积铜种子层,可以满足不同导电性需求;可以打破孔内形貌和孔径比限制,实现高质量薄膜沉积,包括在极小孔径内的薄膜沉积,提升了玻璃通孔的整体性能和可靠性。



技术特征:

1.一种带导电通孔的玻璃基板的制作方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的带导电通孔的玻璃基板的制作方法,其特征在于,所述在所述通孔内填充导电材料的步骤之前,所述方法还包括:

3.根据权利要求1所述的玻璃基板的制作方法,其特征在于,所述在所述钝化层朝向所述通孔的一侧形成覆盖所述钝化层的粘附层的步骤,包括:

4.根据权利要求1所述的玻璃通孔的制作方法,其特征在于,所述形成所述玻璃基板的所述第一面贯穿至所述第二面的通孔的步骤,包括:

5.一种带导电通孔的玻璃基板,其特征在于,所述带导电通孔的玻璃基板使用权利要求1-4任意一项的方法制成;所述带导电通孔的玻璃基板包括:

6.根据权利要求5所述的带导电通孔的玻璃基板,其特征在于,所述粘附层的材料包括钛、氮化钛、钽、氮化钽、镍、铬和钌中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的带导电通孔的玻璃基板,其特征在于,多个所述通孔还包括设置于所述粘附层和填充层之间的种子层,所述种子层具有导电性。

8.根据权利要求7所述的带导电通孔的玻璃基板,其特征在于,所述种子层材料包括铜。

9.根据权利要求5所述的带导电通孔的玻璃基板,其特征在于,多个所述通孔内壁包括阶梯型内壁、v型内壁和x型内壁。

10.一种芯片封装结构,其特征在于,所述芯片封装结构包括由权利1-4任意一项所述方法制成的带导电通孔的玻璃基板或包括权利要求5-9所述的带导电通孔的玻璃基板;所述芯片封装结构还包括设置于所述带导电通孔的玻璃基板上的芯片。


技术总结
本申请提供的一种带导电通孔的玻璃基板及其制作方法,包括:提供一玻璃基板,玻璃基板包括第一面和与其相对的第二面;形成玻璃基板第一面贯穿至第二面的通孔;通过原子层沉积工艺形成至少覆盖通孔内壁的钝化层;在钝化层朝向通孔的一侧形成覆盖钝化层的粘附层;在粘附层靠近通孔中的一侧设置具有导电性的填充层。本申请采用原子层沉积和电镀工艺从通孔内壁向通孔中心层叠设置钝化层、粘附层及填充层,增强了界面稳定性,确保孔内壁界面的连续性和多样性;通过灵活选择是否沉积铜种子层,可以满足不同导电性需求;可以打破孔内形貌和孔径比限制,实现高质量薄膜沉积,包括在极小孔径内的薄膜沉积,提升了玻璃通孔的整体性能和可靠性。

技术研发人员:余忠祥,穆俊宏,高漩
受保护的技术使用者:成都奕成集成电路有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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