由部件、尤其电子部件和玻璃或玻璃陶瓷材料构成的组件制造技术

本发明专利技术涉及一种组件，其由部件(尤其是电子部件，优选是基底，尤其是电子基底、更优选是晶片和玻璃或玻璃陶瓷材料构成，其中‑所述部件具有第一膨胀系数α1；‑所述玻璃或玻璃陶瓷具有第二膨胀系数α2；‑所述玻璃或玻璃陶瓷材料具有表面，所述表面具有厚度和所述表面内的厚度差(TTV)以及厚度波动(LTV)，以及‑由部件和玻璃或玻璃陶瓷材料构成的所述组件具有玻璃或玻璃陶瓷材料中的残留应力(WARP)。本发明专利技术的特征在于，‑所述组件的特征在于几何方面和材料物理方面的相容率KG＝10·(α1/α2)·((1‑(LTV/1.5))+(1‑(TTV/7))+(1‑(WARP/200)))，并且KG总是≥4，尤其≥15，优选≥30。

Components consisting of components, especially electronic components, and glass or glass-ceramic materials

The invention relates to a component comprising a component (especially an electronic component, preferably a base, especially an electronic substrate, preferably a wafer and a glass or glass-ceramic material, wherein the component has a first expansion coefficient of alpha 1, the glass or glass-ceramic has a second expansion coefficient of alpha 2, the glass or glass-ceramic material has a surface and the surface is thick. Degree and thickness difference (TTV) and thickness fluctuation (LTV) within the surface and 1089 The features of the present invention are that the component is characterized by a geometric and material physical compatibility rate of KG=10 (alpha 1/alpha 2)((1 (LTV/1.5)+(1 (TTV/7)+(1 (WARP/200))), and that the KG is always greater than or equal to 4, in particular 15, and preferred to be greater than or equal to 30.

【技术实现步骤摘要】
由部件、尤其电子部件和玻璃或玻璃陶瓷材料构成的组件
本专利技术涉及一种组件，其由部件(尤其是电子部件、优选是基底、尤其是电子基底、更优选是晶片)和玻璃或玻璃陶瓷材料构成。
技术介绍
这种组件尤其应用在电子工业中。在此工业领域中，习惯将部件(尤其是例如由硅或钽酸锂或其它基材构成的晶片)与玻璃或玻璃陶瓷材料连接，以形成组件。晶片材料与玻璃或玻璃陶瓷材料(其也被当作罩晶片来用)的连接是借助粘合剂进行的。罩晶片用来覆盖位于其下面的组件的功能层。该功能层在此也能够以晶片形式存在。在连接之后，所述组件被分割为大量的单个部件。为了将玻璃或玻璃陶瓷材料与基材结合在一起，借助相应的装置吸住该玻璃或玻璃陶瓷材料(尤其是玻璃晶片)并将它拉平。随后，该玻璃或玻璃陶瓷材料或由此材料构成的罩晶片被薄的粘合剂层润湿，并被压在基材(尤其是部件晶片)上。还可行的是，该基材设置有粘合剂，并且将该罩晶片压在该基材上。在此粘合过程中，在玻璃中产生了应力(Spannungen)，该应力通过胶合工艺(Klebevorgang)持久地保留在玻璃中。另一问题是，这些部件可能由于温差而弯曲、尤其是翘曲(durchbiegen)。在该部件结合到玻璃或玻璃陶瓷材料之后，将该组件分离(vereinzelt)。所述分割也称为切片(DICING)法。借助DICING法将晶片器件大小分离。因此，能够从8″(20,32cm)的晶片获得2000个甚至更多部件。所述分离能够借助不同的分离方法(Trennverfahren)进行。一种可行的方法是借助一种切割机进行分离，其中，一个快速旋转的圆盘以旋转的方式位于在此切割机中，并且通过相应的移除实现单个工件的分离。可选地，还可以借助激光来实现分割。在分离时会在玻璃中出现微小细纹，这会可能会导致部件失效。这种根据现有技术的组件的另一缺点在于，该部件的材料的膨胀系数α1要选得小于玻璃或玻璃陶瓷材料的膨胀系数α2。在现有技术中，该部件材料的膨胀系数经常只仅仅低于或等于玻璃或玻璃陶瓷材料的膨胀系数。但其缺点在于，在玻璃或玻璃陶瓷材料的下侧面上会产生拉应力，其会引起组件的失效。根据现有技术的这种组件的另一缺点在于，由于玻璃或玻璃陶瓷材料的粘合剂侧表面上的表面不平整，相对薄的粘合剂层无法完全涂覆到整个表面上，并且在玻璃的非粘合表面上会产生拉应力，这引起组件的应力腐蚀裂纹和长时间后失效。EP2912681B1公开一种用来制造SiC半导体晶片的方法，其中该晶片具有0.1至1.5μm的局部厚度偏差(LTV)和0.01至0.3μm的SFQR-值(SiteFront-SideLeastSquaresFocalPlaneRange)。在EP2912681B1中没有描述由EP2912681B1已知的SiC半导体晶片与基底的连接以及组件的构造。DE3931213A1描述了一种用来以双几何(intergeometrischen)测量两侧表面具有较低粗糙度的半导体的平面度。此外，用于电子应用的超薄玻璃由“SCHOTT:Ultra-ThinGlassforElectronicsApplication.2015年11月版，公司出版物：www.schott.com/advanced_optics/english/download/index.html”已知，以及由SCHOTT:AF32ThinGlass.2013年5月版，公司出版物：www.schott.com/advanced_optics/english/download/index.html/“已知。在组件中应用由上述文献已知的薄玻璃时，缺点是粘合剂不足以将部件保持在组件中。此外还会在组件中形成拉应力，其可能会引起组件中使用的玻璃破裂。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种组件，其避免了现有技术的缺点并且其特征尤其表现在使用寿命长。此目按照本专利技术通过以下方式得以实现，组件的特征在于相容率KG，适用于如下等式：KG＝10·(α1/α2)·((1-(LTV/1.5))+(1-(TTV/7))+(1-(WARP/200)))，其中KG总是≥4，尤其≥15，优选≥30。在此，LTV、TTV和WARP是玻璃基底的具体尺寸。在此，TTV表示玻璃基底内的厚度差，LTV是局部的厚度偏差，其表示表面上的表面质量，WARP是玻璃基底的弯曲。WARP的原因是玻璃中与制造相关的残余应力。相容率因此主要由玻璃特性决定。与常规的组件相比，令人感到惊奇是，具有这种相容率的组件具有更长的使用寿命并且具有较高的材料相容性。此外，它们在玻璃中还具有较小的残余应力以及较高的表面质量。此外，这些组件的特征在于，部件借助粘合剂以最佳的方式粘附在玻璃基底上，其中该粘合剂通常只有10μm厚。通过根据本专利技术的选择，确保了粘合剂具有尽可能相同的厚度以及粘合剂的全面涂覆，因此在粘合剂非常薄的情况下也能够实现可靠的粘附。由于大致均一的厚度并且由于粘合剂的全面涂覆，避免了制造过程中粘合剂的不同收缩。因此，拉应力不会不允许地非均匀地传递到玻璃上，其可能会引起通过粘结剂结合的脱落。实现了所述相容率的组件是由根据本专利技术从大量关于WARP、TTV、LTV和膨胀系数的玻璃质量中选出来的。本专利技术的创作点在于发现部件(部件晶片)和玻璃基底(玻璃晶片)的两个膨胀系数、玻璃基底的LTV、TTV和WARP之间的相互作用，这会引起不可预见的效果。这些组件的特征在于，在表面质量较高且部件有效地粘合在玻璃基底上时具有较低的应力。为了避免玻璃中由于结合或接合工艺中产生的应力引起的破裂，优选的是，与现有技术不同的是，所述部件(部件晶片)的膨胀系数α1总是大于所述玻璃或玻璃陶瓷材料(玻璃晶片)的膨胀系数α2。如果α1大于α2，则可设定玻璃或玻璃陶瓷材料的粘合剂侧上的拉应力，均匀的粘合剂厚度的全面结合中和玻璃或玻璃陶瓷材料中的裂纹产生和裂纹扩散。通过改变组件中的应力零线，明显地降低了拉应力，并因此延长了玻璃使用寿命。在作出这种选择的情况下，位于与玻璃粘合剂侧相对侧上的压应力不会引起使用寿命的缩短。当然选择也具有上限。因此需注意，所述部件的膨胀系数α1不超过所述玻璃或玻璃陶瓷材料的膨胀系数α2的三倍。此原因在于，在膨胀系数α1较大时，在温度发生变化时，所述部件的大小的变化比所述玻璃或玻璃陶瓷材料的大小的变化强烈得多。这然后在所述玻璃或玻璃陶瓷材料的结合侧上产生了过高的拉应力，其尽管强化粘合剂仍然会引起粘合结合的失效。所述部件的第一膨胀系数α1最大是所述玻璃或玻璃陶瓷材料的第二膨胀系数α2的三倍。如果由于部件晶片的膨胀系数比玻璃材料的第二膨胀系数更小，则在玻璃的与粘合剂侧相对侧上出现拉应力，其可能会极早地出现玻璃材料的失效。尤其优选的是，粘合剂完全润湿表面。在完全润湿的情况下，组件的拉应力下降，因此避免了应力腐蚀裂纹。此外，通过粘合剂能够使水远离裂缝，这减缓甚至完全避免了应力腐蚀裂纹。在尤其优选的实施例中，确保所述玻璃或玻璃陶瓷材料在表面内的厚度偏差(TTV)<10μm，优选<7μm。这样的数值在部件和玻璃或玻璃陶瓷材料之间提供了较高的相容性。其原因在于，为了实现部件和玻璃陶瓷材料的接合，粘合剂层的厚度通常<10μm。所述厚度为10μm的粘合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组件，其由部件、尤其是电子部件、优选是基底、尤其是电子基底、更优选是晶片和玻璃或玻璃陶瓷材料构成，其中‑所述部件具有第一膨胀系数α1；‑所述玻璃或玻璃陶瓷材料具有第二膨胀系数α2；‑所述玻璃或玻璃陶瓷材料具有表面和WARP，所述表面具有厚度和所述表面内的厚度偏差TTV以及厚度波动LTV；‑由部件和所述玻璃或玻璃陶瓷材料构成的所述组件在所述玻璃或玻璃陶瓷材料中具有残留应力，其特征在于，‑所述组件的特征在于几何方面和材料物理方面的相容率KG＝10·(α1/α2)·((1‑(LTV/1.5))+(1‑(TTV/7))+(1‑(WARP/200)))，并且KG总是≥4，尤其≥15，优选≥30。

【技术特征摘要】
2017.06.22 DE 102017210509.7;2018.06.14 DE 10201821.一种组件，其由部件、尤其是电子部件、优选是基底、尤其是电子基底、更优选是晶片和玻璃或玻璃陶瓷材料构成，其中-所述部件具有第一膨胀系数α1；-所述玻璃或玻璃陶瓷材料具有第二膨胀系数α2；-所述玻璃或玻璃陶瓷材料具有表面和WARP，所述表面具有厚度和所述表面内的厚度偏差TTV以及厚度波动LTV；-由部件和所述玻璃或玻璃陶瓷材料构成的所述组件在所述玻璃或玻璃陶瓷材料中具有残留应力，其特征在于，-所述组件的特征在于几何方面和材料物理方面的相容率KG＝10·(α1/α2)·((1-(LTV/1.5))+(1-(TTV/7))+(1-(WARP/200)))，并且KG总是≥4，尤其≥15，优选≥30。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述部件的所述第一膨胀系数α1大于或等于所述玻璃或玻璃陶瓷材料的所述第二膨胀系数α2。3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述部件的所述第一膨胀系数α1最大是所述玻璃或玻璃陶瓷材料的所述第二膨胀系数α2的三倍。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述玻璃或玻璃陶瓷材料在所述表面内的厚度偏差TTV<10μm，优选<7μm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其特征在于，在25mm2述或...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·瑶茨，M·沃尔瑟，F·雷施，T·维格，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE