本帖最后由 xjdyjjy 于 2026-9-1 10:07 编辑
这是在某乎上先发的文章，不太注重专业性，比喻的写法较多。 景泰蓝工艺，精髓就是一句话：铜胎掐丝，珐琅填空。 先用细铜丝在铜胎上盘出花纹，再把珐琅釉料填进花纹之间，高温一烧，铜丝和珐琅就长在了一起。
铜负责定型，玻璃负责封固，两者相互咬合，严丝合缝。
今天，我们在电路基板上可以把这个古老的技术原理捡起来。
电路基板最怕两样东西：一是电击穿，二是散热差。
传统的有机基板，做绝缘没问题，但一到高温、高频、高湿环境，绝缘老化、介电击穿、铜离子电迁移就全来了。
有机材料是碳链结构，天生怕热。而玻璃和陶瓷，天生耐高温、耐腐蚀、介电损耗还低。
但玻璃基板难做，难点在于怎么把铜线路牢牢地嵌进玻璃里，而且要做到垂直互连。
目前行业内做玻璃基板的主流思路，是先把玻璃板切好、磨平，再用激光在上面打孔，往孔里填铜，最后电镀布线。
德国的LPKF公司走得更精细一些，他们用激光先在玻璃内部诱导出改性区，再用化学蚀刻把改性区选择性去除，形成通孔，号称“激光诱导深度蚀刻”。但本质上还是减法加工，玻璃板的脆性依然存在。
这套打法的死结，恰恰出在“在玻璃上开洞”这件事上。
玻璃是非晶态材料，短程有序、长程无序，内部天然存在微区密度差异和残余应力。
不管是用激光直接打，还是先改性再蚀刻，孔一旦落在偏析区或应力集中点上，微裂纹就出来了。
一个孔合格，不代表一百万个孔合格；一片板合格，不代表一百片板合格。
而且玻璃上的铜层，无论溅射还是电镀，都只能靠机械咬合和范德华力吸附，没有真正的化学键合，热循环一多，分层只是时间问题。
我们的做法，从一开始就绕开了这条死胡同。 先从一块石墨板开始。
石墨板上用激光或机械加工做出沟槽和盲孔。沟槽深10-50微米，是电路该走的地方；盲孔深100-500微米，是垂直互连该站的地方。
盲孔比沟槽深得多，这样将来做出来的垂直互连柱会从电路面上凸出来。
其中，侧壁留出2-5%的倾斜角度，以便于脱模。对于2%的倾角，可得到50:1的深宽比；5%的倾角，对应20:1。
这里的关键在于精度。 电路线条和铜柱的尺寸，不是后来画上去的，而是由石墨板上预制的沟槽和盲孔直接决定的。
沟槽多宽，线条就多宽；盲孔多深，铜柱就多长。铜粉热压致密化时，几乎是原样复刻了石墨板上的形貌，不需要光刻，不需要蚀刻。
石墨板上的凹凸形貌，可以用激光加工做出微米级精度，这也是整个工艺流程中唯一需要精密加工的地方。
而且，石墨板是模具，可以反复使用。加工一次，几百片板子的精度就锁定在同一水平。
这种“一次加工、批量复刻”的模式，恰好适配芯片载板对图形精度的要求。
接下来，把铜粉填进沟槽和盲孔，再在石墨板表面铺一层100微米的铜粉作为压力传导层。
在保护气氛中，整体热压到850°C，铜粉在压力下变形，氧化膜破裂，颗粒互扩散再结晶，致密化成一体。
压力传导层的铜粉变成一整片支撑层，沟槽里的铜成了支撑层上凸起的电路，盲孔里的铜成了支撑层上凸起的垂直互连铜柱，三者一体成形，没有焊点，没有接头。
然后把这块铜结构从石墨板上揭下来，翻个面，让电路和铜柱朝上。
在它上面铺一层硼硅酸盐玻璃粉，压实后大约700微米厚。
再将它们夹在平平的石墨托板和石墨压板之间，组成临时结构。
接下来是关键：先用感应加热把临时结构预热到750°C，让玻璃开始软化但还不至于流动；
再通过上下石墨板施加高频交变电场，压力10MPa，频率100KHz，场强10000V/cm。
玻璃在电场作用下产生介电损耗，内部自己发热，温度升到850°C以上，充分软化。
几分钟内，玻璃发生黏性流动，并在压力作用下渗进电路和铜柱之间的每一条缝隙，把铜全部包住。
这里引入电场辅助致密化，就是要加工速度。如果用普通烤箱慢烘，也能完成。
这时候会有一件很妙的事情发生：
黏性流动的玻璃与铜结构表面的氧化铜发生界面反应，原位生成了硅酸铜。
这层硅酸铜就像一层化学胶水，把玻璃和铜真正黏在了一起——这不是机械咬合，而是化学键合。
冷却之后，玻璃把铜电路及铜柱冻在了里面，就像景泰蓝里珐琅釉把铜丝冻在铜胎上。
而铜胎表面的氧化铜与珐琅釉在高温下生成了一层硅酸盐过渡层，就是景泰蓝能立住几百年的技术秘密。
此时铜结构仍连在支撑层上，玻璃已将上面的铜电路和铜柱紧紧包覆。 再通过研磨减薄上下两个面，把铜电路的下表面和铜柱的两端露出来，一个具有垂直互连铜柱的玻璃基板就完成了。 必须承认：这块玻璃基板不怎么通透，更像一块琉璃，但作为玻璃基板的性能不差。
这块板子，铜电路的上表面和侧壁被玻璃紧紧包住，下表面暴露着，可以做电连接。
铜柱上下两端都暴露出来，是将来多层堆叠的键合面。
玻璃就像一张密不透风的网，铜在里面走电、散热、支撑，玻璃在外面绝缘、密封、保护。
整个板子从头到尾没有一个有机物分子。
如果还想更好剥一点，可以在烧结前的玻璃粉末上再加盖一层玻璃相含量很低的陶瓷材料。
这样在烧结完成后，上面的这层陶瓷材料在研磨时容易去除，下面的玻璃层继续紧密包着铜，减薄不会伤到基板结构。这是工艺细节，但就是这么一层，让良率改善不少。
得到单层玻璃基板之后，最重要的是再把多张板子叠起来。 单层基板只是第一步。真正值钱的，是垂直堆叠。
把两片基板的键合面对齐——一面的铜柱端面正好对上另一面的铜柱端面。
放到热压装置里，充上氮气，加热到800°C，保温半小时。
这时候同时发生两件事：
铜柱端面在高温高压下发生塑性形变，氧化铜膜被挤破，洁净铜表面直接接触，靠铜-铜同质扩散焊在一起，这是铜-铜直接冶金结合的电气互连；
与此同时，两片基板的接触表面中玻璃相也软化了，像两团半融的玻璃软糖被压在一起，表面张力和黏性流动让它们互相扩散、熔接成一整块，这是真正的机械密封。这样，电路和封装的混合键合，在同一个热压步骤里直接搞定。没有焊料，没有胶水，没有底填料。
如果觉得一层铜柱对铜柱太局限，还可以换个叠法： 一片基板的电路面，直接对另一片基板的键合面。让电路露出来的铜面，跟另一片的铜柱端面对上。同样是铜和铜碰头，同样焊上；玻璃和玻璃贴脸，同样熔成一体。 这样，基板的正反两面都能当键合面，叠起来自由得多。 叠三层、四层，原理都一样。每多一层，就是多一次对准加一次热压。 如果设备允许，把几层一起对齐了，一次热压全焊上，也不是不能。
这样叠出来的多层板，垂直互连走的是铜-铜直接冶金键合，电气通路电阻极低。
层与层之间是玻璃相熔接，浑然一体，连界面都不太能看得出来。
对硅芯片而言，玻璃的热膨胀系数还能调到跟硅差不多，将来集成芯片时，热应力会小得多。
最重要的是，做这块板子的原料，归根到底就是砂子和铜。
制造过程全靠电加热，没有湿法工艺，没有废液，没有有机胶。
相比传统树脂基覆铜板，它的耐温等级更高，抗老化能力更强，更能抗离子迁移，对恶劣环境的忍耐力更不在一个档次。
传统玻璃基板路线是“减法”，在一块完美的玻璃上往死里抠洞； 我们走的是“加法”，先把铜塑好形，再用玻璃去包覆。加法不怕脆，减法才怕。
景泰蓝用了六百年，证明铜和玻璃可以生死相依。 现在，我们只是把这种方法搬到了微米尺度，让芯片载板也能穿上这层玻璃珐琅。 而且，这一次玻璃不用被打孔，它只需要像珐琅釉一样，温柔地填进去，再牢牢地抓住铜。 一片片叠起来，就是一层层珐琅包裹着铜骨架的牢固地基，稳稳地托住芯片。
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