一、石英晶圆的关键特性

1、高纯度与化学稳定性

石英（SiO₂）耐酸碱、抗腐蚀，适合在严苛的工艺环境中使用。

2、低热膨胀系数

热膨胀系数极低（约0.55×10⁻⁶/℃），与硅（2.6×10⁻⁶/℃）接近，能减少热应力问题。

3、优异电绝缘性

高电阻率（>10¹⁶ Ω·cm），适合高频、高功率应用。

4、光学透明性

紫外到红外波段透光性好，适用于光电子封装。

5、高刚性且可精密加工

可通过蚀刻、钻孔、研磨实现微结构加工。

二、在封装中的主要应用场景

1. 中介层（Interposer）

2.5D/3D封装：石英晶圆可作为硅中介层的替代或补充，用于连接多个芯片与基板。

优势：

低介电常数（~3.8）降低信号串扰和延迟，适合高频通信芯片。

低损耗因子，提升高速信号完整性（如毫米波、太赫兹应用）。

2. TSV（Through-Silicon Via）载板

石英晶圆可作为TSV的绝缘衬底，通过激光钻孔或湿法蚀刻制作垂直通孔，实现芯片间垂直互连。

优势：

高绝缘性避免漏电，适合高密度互连。

热稳定性减少热循环导致的变形。

3. MEMS与传感器封装

用于加速度计、陀螺仪等MEMS器件的封装衬底，提供密封空腔保护微结构。

优势：

可通过阳极键合与硅晶圆形成真空密封。

透明性便于光学MEMS（如微镜）的调试与集成。

4. 光电子集成封装

光子集成电路（PIC）：作为光波导衬底，用于光纤通信芯片的耦合与封装。

优势：

透光性支持光信号传输与对准。

低热膨胀系数确保光器件在温度变化下的稳定性。

5. 射频（RF）器件封装

用于5G/6G射频滤波器、天线封装，降低高频信号损耗。

优势：

低介电损耗提升Q值，增强滤波器性能。

6. 晶圆级封装（WLP）

作为临时载板（Carrier），在薄晶圆加工过程中提供支撑，避免翘曲或破裂。

三、未来发展趋势

异质集成：与硅、碳化硅、氮化镓等材料结合，实现多功能集成封装。

量子器件封装：作为超导量子比特或光子量子芯片的低损耗衬底。

可调谐特性：通过掺杂（如钛、锗）调整热膨胀系数或光学性能。

来源：晶格石英