TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)技術(shù)是先進封裝和微系統(tǒng)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(jié)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(yōu)化工藝、提高產(chǎn)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(tài)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(tài),計算靜態(tài)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(tài)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(tài)測試更適用于TGV玻璃基板在電鍍液、粘接劑等實際工藝環(huán)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(jié)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(yōu)化依據(jù)。
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(jié)構(gòu)影響:TGV通孔結(jié)構(gòu)、表面粗糙度會影響液滴鋪展行為,需結(jié)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(tài)/動態(tài)接觸角測試、表面能分析及工藝優(yōu)化,可提升TGV基板在先進封裝中的應用效果。未來,結(jié)合原位觀測和人工智能分析技術(shù),接觸角測量將在TGV玻璃基板表面工程中發(fā)揮更大作用。
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