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光敏微晶玻璃

发布时间:2025-12-15 16:47:18 人气:

  2.根据权利要求1所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,还含

  4.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  5.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  6.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  7.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  8.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  9.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  10.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表

  11.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,所述光敏微晶玻璃在

  313nm处的透过率为50.8%~54.7%;和/或刻蚀选择比为15~30;和/或通孔锥度为0.8×

  12.根据权利要求1~3任一所述的光敏微晶玻璃,其特征在于,所述光敏微晶玻璃在

  313nm处的透过率为51.5%~54.4%;和/或刻蚀选择比为18~25;和/或通孔锥度为1.2×

  的玻璃材料。在紫外光的照射下,光敏微晶玻璃内部发生结构变化,产生晶核,继续在某一

  温度下热处理后会在照射区域生成大量特定组分微晶的玻璃,该组分微晶具有易溶于酸的

  特点,适合于制备多通孔基板。玻璃通孔(TGV)技术作为一种备受关注的新型高密度互连技

  术,是制备玻璃转接板、集成无源器件、MEMS真空器件的关键技术,其结构为垂直互连通孔

  被不同材质包含其中而形成,可看作是垂直互连通孔的封装体,其功能在于搭建了芯片与

  封装基板之间不同节距I/O端口间互连的桥梁。同时,通过芯片或圆片在转接板上、下面的

  贴装,实现芯片与芯片、芯片与圆片之间在结构和信号上的垂直方向互连,使得封装电路在

  采用普通玻璃材料的TGV通孔方法容易造成通孔侧壁的崩边、裂纹、良率低,而光

  敏微晶玻璃经过紫外曝光和热处理后,在曝光区域可形成具有易溶于酸的晶体,该晶体刻

  蚀速度快,相较于未曝光部分的基质玻璃,具有刻蚀选择比高的特点,基于光敏微晶玻璃的

  TGV制作方法可实现孔阵列的并行制作,易于实现更小直径/间距、更大深宽比的通孔。现有

  技术中,针对光敏微晶玻璃材料的研究主要集中于降低材料的介电常数和介电损耗,而在

  TGV加工和应用过程中,光敏微晶玻璃TGV加工过程中,还出现有通孔深宽比较低,通孔锥度

  过大等问题,可能会造成后续应用中,通孔关键尺寸和剖面难以控制,刻蚀通孔的孔径较

  科技文献《铝含量对光敏微晶玻璃介电性能的影响,张浩等,硅酸盐通报,38(9),

  刻蚀通孔的直径63um,样品厚度500um,可计算出该样品的通孔深宽比约为8:1,而实际应用

  直接影响通孔精度和深宽比。为了确保通孔关键尺寸和剖面控制,高刻蚀选择比是必需的,

  特别是通孔深宽比越大,刻蚀选择比要求越高。因此,刻蚀选择比可作为评价光敏微晶玻璃

  进一步的,所述的光敏微晶玻璃在313nm处的透过率为50 .8%~54 .7%,优选为

  51.5%~54.4%;和/或刻蚀选择比为15~30,优选为18~25;和/或通孔锥度为0.8×10

  选择比和较大通孔深宽比,提高了光敏微晶玻璃TGV加工的实用性和器件可靠性。本发明玻

  璃可实现芯片与芯片、芯片与圆片之间在结构和信号上的垂直方向互连,使得封装电路在

  三维方向进行扩展,有利于实现孔阵列的并行制作,易于实现更小直径/间距比,降低通孔

  直径,提高通孔密度,还可实现微通道沟槽结构的高精度加工,提高沟槽的垂直度。因此,本

  发明光敏微晶玻璃满足高密度集成电路的微型化和高密度异质集成的应用要求,特别适用

  下面,对本发明的实施方式进行详细说明,但本发明不限于下述的实施方式,在本

  发明目的的范围内可进行适当的变更来加以实施。此外,关于重复说明部分,虽然有适当的

  是,在本说明书中,如果没有特殊说明,各组分的含量、合计量以重量百分比(wt%)表示,即

  各组分的含量全部采用相对于换算成氧化物的组成的玻璃物质总量的重量百分比表示。在

  这里,所述“换算成氧化物的组成”是指,作为本发明的玻璃组成成分的原料而使用的氧化

  物、复合盐及氢氧化物等熔融时分解并转变为氧化物的情况下,将该氧化物的物质总量作

  为100%。本发明光敏微晶玻璃有时候简称为微晶玻璃、或光敏玻璃、或玻璃。

  除非在具体情况下另外指出,本文所列出的数值范围包括上限和下限值,“以上”

  和“以下”包括端点值,以及在该范围内的所有整数和分数,而不限于所限定范围时所列的

  具体值。本文所称“和/或”是包含性的,例如“A和/或B”,是指只有A,或者只有B,或者同时有

  璃在热处理过程中容易析晶,玻璃的刻蚀选择比降低,且介电常数和介电损耗增加。因此,

  在三维相图中的成型范围增大,增强玻璃的化学稳定性,同时可提高玻璃在紫外曝光光波

  碱土金属氧化物MO(MO为MgO、CaO中的一种或两种)可改善玻璃的介电性能和析晶

  性能,当MO的含量高于4%时,玻璃的晶体含量降低,刻蚀选择比和通孔深宽比降低。因此,

  本发明中MO的含量限定为0~4%,优选为0.6~2.2%。在一些实施方式中,MgO的含量优选

  为0~3%,更优选为0.6~2.2%,CaO的含量优选为0~3%,更优选为0.2~1.2%。

  ZnO可增加玻璃的耐碱性,可采用碱性溶液对光敏玻璃进行清洗,当ZnO的含量高

  于3%时,玻璃的刻蚀选择比降低。因此,本发明的ZnO的含量限定为0~3%,优选为1 .1~

  含量过高会引起未曝光部分晶化,导致玻璃的通孔深宽比降低,通孔锥度增加,而

  O含量过高容易在高温熔制过程中沉积,影响光敏微晶玻璃的析晶性能。本发明采用TiO

  71范围内时,可提高玻璃刻蚀选择比,防止基质玻璃刻蚀损失率升高,有利于实现高通孔深

  宽比和低通孔锥度,易于实现更小直径/间距比,降低通孔直径,提高通孔密度,提高光敏微

  玻璃通孔锥度降低,可满足微通道沟槽结构的高精度加工要求,提高沟槽的垂直度,实现高

  在紫外曝光波段313nm的透过率降低,紫外光的穿透深度降低,导致玻璃通孔深宽比降低。

  玻璃的通孔深宽比较高,有利于降低通孔直径,易于实现更小直径/间距比,提高通孔密度,

  满足高密度集成电路的微型化的应用要求,特别适用于制备MEMS器件等。因此,优选(TiO

  本文所记载的“不含有”“0%”是指没有故意将该化合物、分子或元素等作为原料

  添加到本发明玻璃中;但作为生产玻璃的原材料和/或设备,会存在某些不是故意添加的杂

  质或组分,会在最终的玻璃中少量或痕量含有,此种情形也在本发明专利的保护范围内。

  玻璃的透过率按照下面方法进行测试:将玻璃制作成1mm±0.1mm厚度的样品,测

  比,光敏微晶玻璃的刻蚀选择比是经过掩膜曝光的晶化部分和未晶化部分基质玻璃的刻蚀

  本发明采用φ38×1mm规格的样品,对同一件样品采用泛曝光法,即对玻璃样品一

  半进行紫外曝光,一半不曝光,在560℃的条件下进行热处理后,将玻璃样品放入质量比为

  5%的HF酸溶液中,在50kHz的超声条件下刻蚀样品10min,刻蚀完成后采用蒸馏水进行清洗

  并烘干,晶化部分和基质玻璃部分的厚度分别依据《GB/T3177‑1997光滑光件尺寸的检验》

  需要注意的是刻蚀选择比受酸蚀时间、HF酸浓度、超声频率等因素的影响,因此该

  的图形,对于刻蚀后形成的玻璃通孔,正反面的孔径不同,将(正面孔直径D1‑反面孔直径

  D2)/(2×通孔深度H),定义为通孔锥度(V),通孔直径依据《GB/T  2609‑2015显微镜物镜》标

  准测试,通孔深度为基板厚度,依据《GB/T3177‑1997光滑光件尺寸的检验》标准进行测试。

  在厚度为H的玻璃基板上,能够刻蚀穿的最小通孔孔径为d,即玻璃的最大通孔深

  宽比H/d(max)。本发明中,采用1mm厚度规格的样品,通过掩膜曝光,热处理及刻蚀后,在显

  微镜下测试最小通孔的孔径,取正反面孔径的平均值d,利用千分尺测试刻蚀后玻璃基板的

  厚度H。通孔直径依据《GB/T  2609‑2015显微镜物镜》标准测试,基板厚度依据《GB/T3177‑

  在一些实施方式中,本发明玻璃的最大孔深宽比(H/d,max)为9~25,优选为10~

  重量百分比称量,充分混合后加入铂金坩埚内,在1450~1600℃下熔化(需注意气氛控制)、

  澄清、均化后降温;将熔融的玻璃液浇注入预热到450℃左右的金属模具中成型,并通入循

  环冷却空气,确保玻璃不析晶;将成型后的玻璃同金属模具一起放入退火炉内保温退火,然

  本发明实施例经过诸多努力以确保数值的精确性,但是必须考虑到存在一些误差和偏差。

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