包含具有几何属性的过孔的制品及其制造方法技术

公开了包括基于玻璃的基板的制品和半导体封装件及其形成方法。制品包括基于玻璃的基板，该基板包括彼此隔开一段距离并彼此平行的第一和第二主表面，以及通过基板延伸的锥形过孔。锥形过孔包括内壁和关于平面对称的横截面，所述平面在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距，所述内壁具有位于第一主表面与所述平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域。第一锥形区域和第二锥形区域各自的斜度是恒定的，并且第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。

Products containing through holes with geometric properties and their manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含具有几何属性的过孔的制品及其制造方法本申请根据35U.S.C.§119要求2017年5月25日提交的序列号为62/510,869的美国临时申请的优先权，其内容作为本申请的基础并通过引用完整地纳入本文。背景领域本公开总体上涉及其中具有蚀刻出来的过孔(via)的制品。特别地，本公开涉及包含具有特定几何形状的过孔的制品，并且涉及用于制造这种制品的激光和蚀刻方法。技术背景诸如硅之类的基板已经用作设置在电子部件(例如，印刷电路板、集成电路等)之间的中介层。金属化的贯穿基板的过孔提供了通过中介层的路径，使电信号在中介层的相对两侧之间通过。玻璃是一种基材，对电信号传输非常有利，因为它具有尺寸稳定性、可调的热膨胀系数(“CTE”)、在高频电性能下非常好的低电损耗、高的热稳定性以及以一定的厚度和较大的面板尺寸成形的能力。然而，在玻璃中介层市场的发展中，玻璃通孔(“TGV”)的形成和金属化提出了挑战。对于恰当地金属化基于玻璃的基板内的过孔的能力，过孔的几何属性起着重要作用。例如，在溅射金属化过程中，过孔侧壁的锥角可能会增加过孔侧壁相对于溅射材料的视场，从而防止气泡抵靠玻璃表面并朝向过孔中心线被包裹起来。这些气泡在高温再分布层(“RDL”)操作期间产生处理问题，并且可能降低基板的可靠性。因此，需要具有特定过孔几何形状的基板及其形成方法。概述根据一个实施方式，制品包括基于玻璃的基板，该基板具有第一主表面、与第一主表面间隔一段距离的第二主表面以及从第一主表面朝向第二主表面通过基板延伸的锥形通孔(throughvia)。锥形通孔包括横截面和内壁，该横截面关于在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距的平面对称，该内壁具有位于第一主表面和该平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域。第一锥形区域的斜度是恒定的，第二锥形区域的斜度是恒定的。第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。在另一个实施方式中，制品包括基于玻璃的基板，该基板具有第一主表面、与第一主表面间隔一段距离的第二主表面以及从第一主表面朝向第二主表面通过基板延伸的锥形过孔。锥形通孔包括横截面和内壁，该横截面关于在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距的平面不对称，该内壁具有位于第一主表面和该平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域。第一锥形区域的斜度是恒定的，第二锥形区域的斜度是恒定的。第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。在另一个实施方式中，半导体封装件件包括基于玻璃的基板，该基板具有第一主表面、与第一主表面间隔一段距离的第二主表面以及从第一主表面朝向第二主表面通过基板延伸的锥形过孔。锥形过孔包括横截面和内壁，该横截面关于在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距的平面对称，该内壁具有位于第一主表面和该平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域。第一锥形区域的斜度是恒定的，第二锥形区域的斜度是恒定的。第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。半导体封装件件还包括设置在锥形过孔内的导电材料和电连接到设置在锥形过孔内的导电材料的半导体器件。在另一个实施方式中，半导体封装件包括基于玻璃的基板，该基板具有第一主表面、与第一主表面间隔一段距离的第二主表面以及从第一主表面朝向第二主表面通过基板延伸的锥形过孔。锥形过孔包括横截面和内壁，该横截面关于在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距的平面不对称，该内壁具有位于第一主表面和该平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域。第一锥形区域的斜度是恒定的，第二锥形区域的斜度是恒定的。第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。半导体封装件还包括设置在锥形过孔内的导电材料和电连接到设置在锥形过孔内的导电材料的半导体器件。在另一个实施方式中，形成具有至少一个过孔的基于玻璃的基板的方法包括：用第一蚀刻剂以第一蚀刻速率蚀刻具有至少一条损伤径迹的基于玻璃的制品，并用第二蚀刻剂以第二蚀刻速率蚀刻该基于玻璃的制品，形成具有至少一个过孔的基于玻璃的基板。第二蚀刻剂浴包含的蚀刻剂浓度不同于第一蚀刻剂浴中的蚀刻剂浓度。所述至少一个过孔包括具有第一恒定斜度的第一锥形区域和具有第二恒定斜度的第二锥形区域，第一恒定斜度和第二恒定斜度不相等。在另一个实施方式中，形成具有至少一个通孔的基于玻璃的基板的方法包括：在蚀刻剂中蚀刻基于玻璃的制品，并将蚀刻剂的温度、浓度和搅拌程度中的至少一个调节为：形成具有所述至少一个通孔的基于玻璃的基板，以使所述至少一个通孔具有连续变化的侧壁锥度和围绕基于玻璃的基板中心的对称轮廓。在另一个实施方式中，形成具有至少一个盲孔(dievia)的基于玻璃的基板的方法包括：在蚀刻剂浴中蚀刻基于玻璃的制品，并调节蚀刻剂浴的温度、浓度和搅拌程度中的至少一个，以形成具有至少一个盲孔的基于玻璃的基板，使得所述至少一个盲孔包括连续变化的侧壁锥度。形成基于玻璃的结构(例如中介层和中介层组件)的方法的其他特征和优点将在下面的详细描述中阐明，并且对于该领域的技术人员而言，通过该描述或通过实施本文描述的实施方式将很容易理解或认识到其中的部分特征和优点，本文的描述包括随后的详细描述、权利要求书和附图。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都描述了各种实施方式，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特征的概览或框架。包括附图以提供对各种实施方式的进一步理解，并且附图被纳入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本文所述的各种实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。附图简要说明在附图中呈现的实施方式本质上是说明性和示例性的，不是为了限制由权利要求书限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解以下对说明性实施方式的详细描述，图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：图1示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的包括玻璃中介层的示例性半导体组件；图2A示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的构造成其中具有过孔的晶片的示例性制品；图2B示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的其中具有过孔的示例性晶片的一部分的俯视图；图3A示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的示例性过孔几何形状的横截面侧视图；图3B示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式，图3A所示过孔的内壁的两个锥形区域之间斜度变化的详细视图；图3C示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的另一示例性过孔几何形状的横截面侧视图；图3D示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的又一过孔几何形状的横截面侧视图；图3E示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的又一过孔几何形状的横截面侧视图；图3F示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的又一过孔几何形状的横截面侧视图；图3G示意性地描绘了根据本文图示和描述的一个或多个实施方式的具有特定过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，包括：/n基于玻璃的基板，该基板包括第一主表面、与第一主表面间隔一距离的第二主表面以及从第一主表面到第二主表面通过基板延伸的锥形通孔，该锥形通孔包括：/n关于平面对称的横截面，所述平面在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距；以及/n内壁，所述内壁具有位于第一主表面与所述平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域，其中：/n第一锥形区域的斜度是恒定的，/n第二锥形区域的斜度是恒定的，并且/n第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170525 US 62/510,8691.一种制品，包括：
基于玻璃的基板，该基板包括第一主表面、与第一主表面间隔一距离的第二主表面以及从第一主表面到第二主表面通过基板延伸的锥形通孔，该锥形通孔包括：
关于平面对称的横截面，所述平面在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距；以及
内壁，所述内壁具有位于第一主表面与所述平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域，其中：
第一锥形区域的斜度是恒定的，
第二锥形区域的斜度是恒定的，并且
第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。


2.根据权利要求1所述的制品，其中：
所述第一锥形区域的斜度包括3:1至100:1的高度与长度之比；以及
所述第二锥形区域的斜度包括3:1至100:1的高度与长度之比。


3.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述第一锥形区域以15微米至360微米的距离从所述第一主表面朝向所述第二主表面延伸。


4.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述第二锥形区域以35微米至175微米的距离从与所述第一锥形区域的相交部朝向所述第二主表面延伸。


5.根据权利要求1-3中任意一项所述的制品，其中所述第二锥形区域以35微米至175微米的距离从所述第二主表面朝向所述第一主表面延伸。


6.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述锥形过孔在所述第一主表面处的直径为10微米至250微米。


7.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述锥形过孔在所述平面处的直径为5微米至200微米。


8.根据任何前述权利要求所述的制品，其还包括在第一锥形区域和第二锥形区域之间的过渡区，其中该过渡区包括从第一锥形区域的斜度过渡到第二锥形区域的斜度的区域，使得切线相对于内壁的斜度变化至少0.57度。


9.根据权利要求8所述的制品，其中所述过渡区是点或延伸区域。


10.根据任何前述权利要求所述的制品，其中第一主表面和第二主表面之间的距离在25微米至3,000微米的范围内。


11.根据任何前述权利要求所述的制品，其中：
所述内壁还包括第三锥形区域；并且
第三锥形区域的斜度不同于第一锥形区域的斜度和第二锥形区域的斜度中的至少一个。


12.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述基于玻璃的基板是化学强化的。


13.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述基于玻璃的基板是层压体。


14.根据任何前述权利要求所述的制品，其中所述锥形过孔填充有导电材料。


15.一种制品，包括：
基于玻璃的基板，该基板包括第一主表面、与第一主表面间隔一距离的第二主表面以及从第一主表面向第二主表面通过基板延伸的锥形过孔，该锥形过孔包括：
关于平面不对称的横截面，所述平面在基于玻璃的基板的第一主表面和第二主表面之间并且与这两个主表面等距；以及
内壁，所述内壁具有位于第一主表面与所述平面之间的第一锥形区域和第二锥形区域，其中：
第一锥形区域的斜度是恒定的，
第二锥形区域的斜度是恒定的，并且
第一锥形区域的斜度不等于第二锥形区域的斜度。


16.根据权利要求15所述的制品，其中所述锥形过孔包括通孔。


17.根据权利要求15所述的制品，其中所述锥形过孔包括盲孔。


18.根据权利要求15-17中任意一项所述的制品，其中：
所述第一锥形区域的斜度包括3:1至100:1的高度与长度之比；以及
所述第二锥形区域的斜度包括3:1至100:1的高度与长度之比。


19.根据权利要求15-18中任意一项所述的制品，其中所述第一锥形区域以15微米至360微米的距离从所述第一主表面朝向所述第二主表面延伸。


20.根据权利要求15-19中任意一项所述的制品，其中所述第二锥形区域以35微米至175微米的距离从与所述第一锥形区域的相交部朝向所述第二主表面延伸。


21.根据权利要求15-19中任意一项所述的制品，其中所述第二锥形区域以35微米至175微米的距离从所述第二主表面朝向所述第一主表面延伸。


22.根据权利要求15-21中任意一项所述的制品，其中所述锥形过孔在所述第一主表面处的直径为10微米至250微米。


23.根据权利要求15-22中任意一项所述的制品，其中所述锥形过孔在所述平面处的直径为5微米至200微米。


24.根据权利要求15-23中任意一项所述的制品，其还包括在第一锥形区域和第二锥形区域之间的过渡区，其中该过渡区包括从第一锥形区域的斜度过渡到第二锥形区域的斜度的区域，使得切线相对于内壁的斜度变化至少0.57度。


25.根据权利要求24所述的制品，其中所述过渡区是点或延伸区域。


26.根据权利要求15-25中任意一项所述的制品，其中第一主表面和第二主表面之间的距离在25微米至3,000微米的范围内。


27.根据权利要求15-26中任意一项所述的制品，其中：
所述内壁还包括第三锥形区域；并且
第三锥形区域的斜度不同于第一锥形区域的斜度和第二锥形区域的斜度中的至少一个。


28.根据权利要求15-27中任意一项所述的制品，其中所述基于玻璃的基板是化学强化的。


29.根据权利要求15-28中任意一项所述的制品，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄甜，金宇辉，M·E·威廉，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US