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罢骋痴玻璃基板亲疏水性测试及其应用
TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)技术是先进封装和微系统集成中的关键工艺,广泛应用于3D集成、MEMS、射频器件和光电子封装等领域。TGV玻璃基板的表面润湿性(亲疏水性)直接影响其与金属、聚合物或其他材料的结合性能,进而影响电镀填充、粘接强度和封装可靠性。因此,准确测量TGV玻璃基板的接触角,评估其亲疏水性,对优化工艺、提高产物性能具有重要意义。
一、TGV玻璃基板亲疏水性测试方法
1. 静态接触角测试
在TGV玻璃基板表面滴加2~5μL去离子水,利用接触角测量仪记录液滴形态,计算静态接触角。测试前需确保样品表面无污染、无指纹或灰尘干扰,通常需进行等离子清洗或紫外臭氧处理以提高测试准确性。
2. 动态接触角测试(前进角/后退角)
前进角(θ?):液滴体积逐渐增大时测量的接触角,反映表面最大润湿性。
后退角(θ?):液滴体积减小时的接触角,反映表面最小润湿性。
接触角滞后(θ? - θ?):可评估表面粗糙度或化学不均匀性。
动态测试更适用于TGV玻璃基板在电镀液、粘接剂等实际工艺环境中的润湿行为分析。
3. 表面能计算
通过测量不同液体(如水、二诲颈补苍甲烷、乙二醇)的接触角,结合Owens-Wendt或Van Oss理论,可计算TGV玻璃基板的表面能及其极性/非极性分量,为粘接、镀膜等工艺提供优化依据。
二、TGV玻璃基板亲疏水性的影响因素
1. 表面清洁度:残留的光刻胶、有机物或颗粒污染会显着增加接触角,降低润湿性。
2. 表面处理工艺:
等离子处理:可引入-OH等极性基团,提高亲水性(接触角降低)。
硅烷化处理:如采用氟硅烷修饰,可增强疏水性(接触角增大)。
3. 微结构影响:TGV通孔结构、表面粗糙度会影响液滴铺展行为,需结合Wenzel或Cassie-Baxter模型分析。
接触角测量是评估TGV玻璃基板亲疏水性的关键手段,直接影响其工艺适应性和最终器件性能。通过静态/动态接触角测试、表面能分析及工艺优化,可提升TGV基板在先进封装中的应用效果。未来,结合原位观测和人工智能分析技术,接触角测量将在TGV玻璃基板表面工程中发挥更大作用。
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