具有导电功能的玻璃基板及制造方法与流程

本发明是有关于一种玻璃基板及制造方法，尤其是一种具有导电功能的玻璃基板及制造方法。

背景技术：

1、在高频运算与先进通讯技术的推动下，电子元件的封装设计逐渐趋向高密度与高效能架构。玻璃基板由于其具备优异的绝缘性、高平整度与低热膨胀系数，在封装领域中逐渐取代传统有机或硅材料，成为实现多层互连的重要介质。然而，玻璃本身属非导电材质，缺乏可用于垂直导通的天然结构，导致无法直接支援高速信号传输与垂直电性互连。

2、在加工技术方面，目前常见方法包括激光钻孔、蚀刻以及电脑数值控制（computerized numerical control，cnc）技术，用于玻璃基板上形成导通孔或盲孔。然而，上述孔洞虽可提供垂直通道，其孔壁因不具有导电性，需额外进行表面改质处理，例如施加触媒层，以提供后续沉积的反应性。但实际操作中，玻璃孔壁的低表面与不均质结构易产生空隙或裂缝，造成金属化不均匀及附着力不足，进而导致镀层厚度不均、脱层或空洞、空隙等缺陷。

3、此外，在孔洞深度较大或结构复杂的情况下，金属电镀难以有效填满整个孔洞，导致垂直导通路径的电阻上升、信号失真与可靠性下降。加上多项表面处理与镀层步骤需交错执行，整体制程整合性与重复性仍存在不稳定性，进一步限制其在大面积封装上的技术延展性。

4、有鉴于上述限制，本发明即针对玻璃基板导通孔加工与金属化填孔的技术瓶颈，提出一套具备连续性与可制造性的整合式制程。该方法能于玻璃基板中建立稳定导电通路，有效提升镀层附着力与填孔品质，进而强化其在高密度电子封装中的应用可靠性与制程一致性。

技术实现思路

1、因此，为有效解决上述的问题，本发明的一目的，是在于提供一种能够于玻璃基板形成稳定垂直导通孔的制造方法，克服非导电孔壁处理困难、提升镀层附着力与填实品质，适用于高频、高密度电子封装。

2、本发明的另一目的，是在于提供一种能够克服现有技术的缺点且不同于传统玻璃基板的具有导电功能的玻璃基板。

3、为达上述的目的，本发明公开了一种具有导电功能的玻璃基板的制造方法，其包含下列步骤：提供一玻璃基板，并于该玻璃基板的一本体上进行钻孔以形成多个孔洞；于该多个孔洞的内壁施加金属离子触媒溶液，以形成一具有金属触媒性质的第一中介层；在该多个孔洞内壁进行化学处理，以沉积一具有导电性的第二中介层在该第一中介层上，使该第一中介层和该第二中介层构成双中介层，使原本绝缘的该玻璃基板的孔壁转换为具有导电性结构；于电镀填孔处理前在该玻璃基板的该本体的一第一表面与一第二表面通过物理气相沉积（pvd）、化学气相沉积（cvd）或离子镀方式形成一表面导电层，该表面导电层具有一第一表层部及一第二表层部，且使该第一表层部形成于该本体的第一表面和/或该第二表面上，并使该第二表层部由该第一表层部延伸至每一该孔洞的孔口内与该第二中介层形成至少部分重叠的导电接触，以构成从该本体的第一表面经孔内该第二中介层至该第二表面的连续导电路径；将已具备该第二中介层及该表面导电层的该玻璃基板进行电镀填孔处理，使该多个孔洞内形成实心填充结构的一金属导电层，进而使该金属导电层与该表面导电层及该第二中介层连结形成一体化互连结构；以及，在该金属导电层形成后进行一包含热处理或退火步骤的后处理以消减内应力，用以增强该金属导电层与所述本体的结合力，其中，所述热处理或退火步骤的温度介于150°c至300°c。

4、其中，该多个孔洞是以激光烧蚀、激光加蚀刻组合或电脑数值控制（computerizednumerical control，cnc）精密钻孔技术，而形成的导通孔或盲孔结构，该多个孔洞的深径比例介于2:1至20:1之间。

5、其中，该第一中介层是通过浸泡、涂布或印刷方式施加铜、镍、钯、金或银离子成分而形成于该多个孔洞内。

6、其中，该第二中介层是以化学无电电镀处理，利用触媒效应，以化学反应方式沉积该第二中介层在该第一中介层上。

7、其中，该表面导电层的材质选自铜、镍、金或银所组成的群组。

8、其中，该表面导电层为全面覆盖或图案化分布在该第一表面和该第二表面及每一该孔洞的孔口内区域。

9、其中，经由该第二中介层导入电流，使该多个孔洞内填实铜、镍、金或银金属，使该金属导电层充分填满整个该多个孔洞中。

10、其中，于电镀填孔完成后进行的该后处理方案，还包含在该孔洞内完全填满金属导电层后进行一机械式研磨抛光或化学剂机械抛光步骤，用以去除多余金属，确保该玻璃基板表面平整度，该表面的粗糙度（ra）小于10nm。

11、通过本发明具有导电功能的玻璃基板的制造方法，可将非导电性玻璃孔壁转化为具备导电层，提升填孔成功率，金属填实后通孔阻值降低，利于高速信号传输；制程弹性高，可依需求选择施作方式与金属种类，且适合应用于人工智能(ai)、5g/6g或高效能封装等领域。

12、本发明还公开了一种具有导电功能的玻璃基板，包含：一本体，该本体上具有多个孔洞；一第一中介层，通过金属离子触媒溶液形成于该多个孔洞的内壁上，形成一金属触媒层；一第二中介层，通过化学处理形成于该第一中介层上，形成一导电金属层；一表面导电层，具有一第一表层部布设于该本体的表面，且及一由该第一表层部延伸对应与该多个孔洞的孔口内的该第二中介层至少部分重叠接触的第二表层部，以形成一从该本体的第一表面经孔内该第二中介层至该第二表面的连续导电路径；以及一金属导电层，通过电镀填孔处理以实心填设于该多个孔洞内并与该第二中介层及该第二表层部结合成实心导电填充结构，进而使得该金属导电层与该表面导电层和该第二中介层连结构成一体化互连结构；其中，该玻璃基板为于电镀孔后再经过150°c至300°c的热处理或退火以消除固相界面内应力，并增强该金属导电层与该本体的结合力，且该多个孔洞为导通孔或盲孔，该多个孔洞的深径比例介于2:1至20:1之间。

1.一种具有导电功能的玻璃基板的制造方法，其特征在于，包含：

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该多个孔洞是以激光烧蚀、激光加蚀刻组合或电脑数值控制精密钻孔技术，而形成的导通孔或盲孔结构，该多个孔洞的深径比例介于2:1至20:1之间。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该第一中介层是通过浸泡、涂布或印刷方式施加铜、镍、钯、金或银离子成分而形成于该多个孔洞内。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该第二中介层是以化学无电电镀处理，利用触媒效应，以化学反应方式沉积该第二中介层在该第一中介层上。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该表面导电层的材质选自铜、镍、金或银所组成的群组。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该表面导电层为全面覆盖或图案化分布在该第一表面和该第二表面及每一该孔洞的孔口内区域。

7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，经由该第二中介层导入电流，使该多个孔洞内填实铜、镍、金或银金属，使该金属导电层充分填满整个该多个孔洞中。

8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，于电镀填孔完成后进行的该后处理方案，还包含在该孔洞内完全填满金属导电层后进行一机械式研磨抛光或化学剂机械抛光步骤，用以去除多余金属，确保该玻璃基板表面平整度，该表面的粗糙度小于10nm。

9.一种应用如权利要求1所述的制造方法所制成的具有导电功能的玻璃基板，其特征在于，包含：