電子封裝要求薄膜同時承擔電互連、熱通道與機械緩沖三重角色，傳統高真空方案雖純度高，卻面臨設備昂貴、節拍慢的瓶頸。低真空鍍膜儀將工作氣壓抬升至0.1–10 Pa，看似“退讓”，實則以“可控紊亂”打開新材料空間，其關鍵突破體現在以下幾個方面： 首先，低真空下氣體分子平均自由程縮短，氣相原子在飛行中經歷多次碰撞，形成亞穩納米團簇。這些團簇沉積時自帶“類液”特性，可在百納米厚度內完成側壁包覆，實現高深寬比TSV（硅通孔）的無縫填充，而高真空直線沉積易出現頂部懸垂、底部空洞。實驗表明，在0.3 Pa、偏壓–50 V條件下，Cu膜臺階覆蓋率可達98%，電阻率僅比塊材高8%，滿足高頻信號低損耗要求。
其次，活性氣氛與低能離子耦合，為“低溫冶金”提供可能。通入微量O?或N?，可在＜180℃的基板溫區原位生成Cu(O)固溶層或Cu?N過渡層，作為熱膨脹緩沖墊，把陶瓷基板與銅箔間熱失配應力從120 MPa降至45 MPa，省去傳統高溫退火，避免芯片級封裝中低κ介電層的熱預算超限。
再者，低真空環境允許引入等離子體增強反應，實現“一步合金化”。通過脈沖HiPIMS高功率放電，Al、Ni、Ti多靶共濺，可在封裝蓋板表面沉積Al-Ni-Ti非晶擴散阻擋層，厚度僅80 nm，經280℃回火即晶化為納米雙相結構，對Sn-Ag-Cu焊料潤濕角＜10°，高溫高濕1000 h后界面金屬間化合物厚度控制在1μm以內，顯著提升焊點可靠性。
然而，低真空鍍膜也帶來新挑戰：氣壓升高易使膜層吸附雜質，需采用梯度抽氣與在線質譜監控，將H?O、O?分壓壓至10?³Pa量級；同時，碰撞增多會導致膜應力增大，需通過同步脈沖偏壓與實時橢偏應力監測，實現閉環補償。
展望未來，鍍膜儀將與原子層沉積在線集成，構建“納米團簇+原子級精密”混合架構，在同一腔體完成微米級填充與亞納米級密封，為2.5D/3D封裝提供更低成本、更高可靠性的薄膜解決方案，成為先進電子制造的核心樞紐。
歡迎來到上海進與科學儀器有限公司網站！
網站首頁
地址：上海市閔行區新鎮路1699號七寶傳媒谷B棟5層02單元
郵箱：mingyu.jiang@shjoinu.com 
座機：021-64199606
