[发明专利]一种提升玻璃基板与金属线路结合力的方法

说明书

本发明公开一种提升玻璃基板与金属线路结合力的方法，提供改性硅烷偶联剂，对改性硅烷偶联剂进行水解处理制得水解产物，将水解产物制作于玻璃基板表面形成涂层，接着于涂层上方制作金属线路。本发明的改性硅烷偶联剂的水解产物可以起到键合无机‑无机作用，可分别键合无机玻璃和金属线路。相对于硅烷偶联剂或者改性硅烷偶联剂而言，改性硅烷偶联剂的水解产物更能有效提高金属线路与玻璃基板之间的结合力，且该方法操作简单、成本更低。

技术领域

本发明属于先进电子封装领域，涉及用于采用玻璃作为封装基板时如何解决其与金属线路之间的结合力问题，具体涉及一种提升玻璃基板与金属线路结合力的方法。

背景技术

在过去几年中，异质三维集成封装技术得到快速发展。三维集成是一种新型系统级架构，其电路系统存在着多个芯片的堆叠，并使用硅通孔(Through Silicon Vias，TSV)将芯片在垂直方向进行互连，使系统实现更高的集成度、更高的运行速度和更低的功耗。此外，无线通信系统中存在多种无源模块，这些模块占据大量的基板面积。为减小封装尺寸，相关学者提出采用硅通孔设计紧凑的片上无源器件。但在射频范围，硅基具有高介电损耗和高制造成本，无法满足射频电路对于器件高品质因数的要求，玻璃具有较高的尺寸稳定性、各向同性、高透明性、高绝缘性和介电损耗小等诸多优点，是作为芯片封装基板的优选方案和制作玻璃基板通孔(Through Glass Vias，TGV)。

然而，玻璃与种子层金属和线路金属间存在结合力弱问题，现有的玻璃表面粗化直接溅射金属层方法，金属层仅与玻璃表面形成物理接触与静电吸附效果，结合力差；

硅烷偶联剂是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。硅烷偶联剂的化学结构通式可写为Y-R-SiX₃，式中：X和Y反应特性不同，X为烷氧基、乙酰氧基、卤素等，具有与玻璃、二氧化硅、陶土、一些金属如铝、铁、锌等键合的能力；而Y是可以和聚合物起反应而提高硅烷与聚合物的反应性和相容性的有机基团，如乙烯基、氨基、环氧基、巯基等；R是具有饱和或不饱和键的碳链，通过它把Y与Si原子连接起来。正是由于硅烷偶联剂分子中存在具有亲有机基和亲无机基的两种功能基团，因此可作为连接无机材料和有机材料的“分子桥”，把两种不同性质的材料连接起来，即形成无机相-硅烷偶联剂一有机相的结合层，从而增加树脂基料和无机颜料、填料间的结合强度。

当前，有研究使用硅烷偶联剂将有机薄膜与玻璃进行化学结合，再化学沉积/溅射Ti/Cu金属种子层，该方法中硅烷偶联剂连接玻璃层并与有机薄膜层(ABF/ZIF薄膜等)结合，再通过有机薄膜与Ti/Cu进行结合，能起到较好的效果。但是，该方法成本高、且有机物薄膜CTE与玻璃CTE相差较大，易埋下在受热膨胀致使器件失效等可靠性隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升玻璃基板与金属线路结合力的方法，通过该方法可以有效提高金属线路与玻璃基板之间的结合力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种提升玻璃基板与金属线路结合力的方法，提供改性硅烷偶联剂，对所述改性硅烷偶联剂进行水解处理制得水解产物，将所述水解产物制作于玻璃基板表面形成涂层，接着于所述涂层上方制作金属线路。