[发明专利]光敏微晶玻璃

说明书

本发明提供一种具有较高刻蚀选择比和较大通孔深宽比的光敏微晶玻璃。光敏微晶玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO₂：74.6～82.5％；Li₂O：7.1～10.4％；R₂O：1.4～8.7％；Al₂O₃：2.1～6％；TiO₂+Ag₂O：0.1～0.5％，所述R₂O为Na₂O、K₂O中的一种或两种。通过合理的组分设计，本发明光敏微晶玻璃具有较高刻蚀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。

技术领域

本发明涉及一种玻璃，特别是涉及一种具有较高刻蚀选择比、较大通孔深宽比的光敏微晶玻璃。

背景技术

光敏微晶玻璃是在特定波长光照射下会发生结构变化从而表现出某种特殊性能的玻璃材料。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，使得封装电路在三维方向进行扩展，有利于集成电路的微型化和高密度异质集成。

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，刻蚀通孔的孔径较大，通孔密度较低等问题。

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)，P2871-2875(2019)》通过研究不同Al₂O₃含量的光敏微晶玻璃对介电常数，介电损耗以及玻璃网络结构的影响，指出Al₂O₃含量为2wt％的样品具有最优的介电常数和介电损耗，分别为5.0和4.8×10^-3(@1GHz)，但是Al₂O₃含量较低时，光敏玻璃的通孔深宽比较低，根据文献中刻蚀通孔的直径63um，样品厚度500um，可计算出该样品的通孔深宽比约为8:1，而实际应用中，光敏微晶玻璃的通孔深宽比一般要达到10:1以上。

刻蚀选择比是指在同一刻蚀条件下一部分材料与另一部分材料的刻蚀速率比，它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性能的关键依据，同时也是光敏微晶玻璃TGV加工工艺的关键参考指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较高刻蚀选择比和较大通孔深宽比的光敏微晶玻璃。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：