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超声波喷涂仪用于玻璃基封装载板涂层

时间:2026-02-13     【原创】

  玻璃基封装载板作为高端电子封装(如半导体芯片、5G通信、AI算力设备等)的核心基材,其表面

涂覆的涂层需适配“高频、高密度、低损耗、高可靠性”的封装需求,主要分为功能性涂层和辅助性涂层

两大类,各类涂层的材料、特性及作用如下:


  一、核心功能性涂层(决定载板核心性能)


  1.金属导电涂层


  –常用材料:铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag),或合金(如Ni-P、Cu-Sn)


  –核心作用:实现芯片与载板、载板与外部电路的导电互联,同时承担散热功能


  –铜涂层:主流选择,兼具高导电率(适配高频信号传输)、良好导热性(分散芯片工作热量)和

低成本,通过图形化蚀刻形成精密线路(线宽/线距可低至微米级),满足高密度封装的布线需求;


  –镍涂层:多作为中间过渡层,提升铜层与后续涂层(如金层)的附着力,同时防止铜层氧化;


  –金/银涂层:用于载板表面的“键合区”或“接触引脚”,具备极低的接触电阻、优异的抗氧化性和

耐磨性,保障芯片键合(如金丝球焊)的可靠性和长期使用稳定性。


  2.介质绝缘涂层


  –常用材料:聚酰亚胺(PI)、环氧树脂、SiO₂(二氧化硅)、Si₃N₄(氮化硅)、BT树脂等


  –核心作用:实现线路间的绝缘隔离,优化载板介电性能,同时保护线路


  –低介电常数(Dk)特性:减少高频信号传输时的信号衰减和串扰(尤其适配5G、毫米波等高频场景),

玻璃基本身介电性能优异,搭配低Dk涂层可进一步降低封装整体损耗;


  –绝缘与防护:隔离相邻金属线路,避免短路,同时阻挡湿气、杂质侵入,保护精密线路不被腐蚀;


  –表面平整化:填补金属线路的凹凸间隙,形成平整表面,为后续封装工艺(如芯片贴装、二次布线)提供基础。


  3.钝化/防护涂层


  –常用材料:氮化硅(Si₃N₄)、氧化铝(Al₂O₃)、聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)


  –核心作用:提升载板的环境稳定性和使用寿命


  –抗腐蚀:阻挡空气中的氧气、湿气、酸碱物质侵蚀金属线路和玻璃基材,避免线路氧化、基材老化;


  –机械防护:抵御封装过程中的机械应力(如贴装、切割、焊接)和使用过程中的摩擦、冲击,保护内部

线路结构完整;


  –耐高温:适配芯片封装后的回流焊工艺(温度通常150-260℃),不发生变形、开裂或性能退化。


  二、辅助性涂层(保障工艺稳定性和适配性)


  1.粘结促进涂层(底涂/过渡层)


  –常用材料:钛(Ti)、铬(Cr)、钛钨合金(TiW)、硅烷偶联剂


  –核心作用:解决玻璃基材与金属涂层/介质涂层的“附着力难题”


  玻璃表面光滑、化学惰性强,直接沉积金属或介质涂层易出现剥离、脱落,该涂层通过化学结合(如硅烷

偶联剂与玻璃表面羟基反应)或物理锚定作用,大幅提升后续涂层的结合强度,确保载板在高低温循环、湿热

老化等严苛环境下不失效。


  2.抗反射/遮光涂层


  –常用材料:氧化钛(TiO₂)、氧化锆(ZrO₂)与SiO₂的复合层、黑色树脂


  –核心作用:适配光学相关封装场景(如光电子芯片、传感器封装)


  –减少光线反射:避免外部光线干扰芯片内部光学元件(如光电探测器、激光器)的工作;


  –遮光防护:阻挡杂散光进入封装内部,提升光学信号的传输效率和稳定性。


  3.助焊涂层


  –常用材料:无铅焊锡(Sn-Ag-Cu)、锡铋合金(Sn-Bi)、有机助焊剂膜


  –核心作用:优化载板与芯片、PCB板的焊接工艺


  –降低焊接温度:减少高温对玻璃基材和芯片的损伤;


  –提升焊料润湿性:确保焊料均匀铺展,形成可靠的焊接接头,避免虚焊、假焊。


  三、涂层的核心价值与应用适配


  玻璃基封装载板的涂层设计需紧密匹配应用场景:


  –高频通信(5G/6G)、AI芯片:重点关注“低Dk/Df介质涂层+高导电金属涂层”,降低信号损耗;


  –汽车电子、工业控制:强调“高可靠性钝化涂层+耐高温助焊涂层”,适配极端温湿度环境;


  –光电子封装:侧重“抗反射/遮光涂层+低应力粘结层”,保障光学性能和结构稳定性。


  而超声喷涂技术在玻璃基载板涂层工艺中具有显著优势——可实现微米级高精度涂覆,涂层均匀性高(厚度

偏差<±5%)、孔隙率低,且能适配金属浆料、介质树脂、助焊剂等多种涂层材料,尤其适合玻璃基载板这类

高平整度、高精密需求的基材,为涂层的性能稳定性提供工艺支撑。

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