【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于三维集成封装转接板，具体涉及一种在玻璃上制备通孔的方法及含有通孔的玻璃。
技术介绍
1、转接板是三维集成微系统中高密度互联和集成无源元件的载体，是实现三维集成的核心材料。玻璃材料没有自由移动的电荷，介电性能优良，是最合适的转接板材料。通孔玻璃具有成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等应用优势，在射频器件、微机电系统(mems)封装、光电系统集成等领域具有广泛的应用前景。
2、但目前的通孔玻璃的通孔通常为圆柱形通孔，如专利cn113045209a和专利cn116161870a所示。专利cn114560634a提供了一种使用保护膜制备异形通孔的方法，但保护膜层不耐高温，因而玻璃腐蚀不能在高温的条件下进行，影响腐蚀速度，并且造成制备通孔的方法较为复杂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种在玻璃上制备通孔的方法，该制备方法无需在玻璃上设置保护膜，即可制备得到异性通孔。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种在玻璃上制备通孔的方法，包括如下步骤：
4、(1)利用激光从玻璃的第一表面照射，在玻璃内产生诱导以形成改性区域；进行所述诱导时，按照如下公式控制所述激光的焦点与所述玻璃的第二表面的距离：h＝d/2+(1+(x-120)/120×1％+(1.7-y)/1.7×5％)k/2，其中，h为所述激光的焦点与所述玻璃的第二表面的距离，单位为mm，d为玻璃减薄量，单位为mm，k为所述激光的
5、(2)对诱导完成后的玻璃进行化学腐蚀，以在所述玻璃上形成贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔，且所述通孔在所述第一表面上的孔径与在所述第二表面上的孔径不同。
6、其中，所述第一表面和所述第二表面为玻璃厚度方向上的两个相对表面，在本申请中第一表面为上表面，第二表面为下表面。
7、根据某些实施方式，所述通孔在所述第一表面上的孔径大于在所述第二表面上的孔径。进一步地，所述通孔呈圆台形，圆台形通孔玻璃具有更加优异的强度。
8、根据某些实施方式，所述激光的脉冲宽度为290fs～10ps，进一步为290fs～5ps，例如0.3ps、0.4ps、0.5ps、0.6ps、0.7ps、0.8ps、0.9ps、1ps、1.1ps、1.2ps、1.3ps、1.4ps、1.5ps、1.6ps、1.7ps、1.8ps、1.9ps、2.0ps、2.1ps、2.2ps、2.3ps、2.4ps、2.5ps、2.6ps、2.7ps、2.8ps、2.9ps、3.0ps、3.1ps、3.2ps、3.3ps、3.4ps、3.5ps、3.6ps、3.7ps、3.8ps、3.9ps、4.0ps、4.1ps、4.2ps、4.3ps、4.4ps、4.5ps、4.6ps、4.7ps、4.8ps、4.9ps或5.0ps，更优选为500fs～2ps。
9、根据某些实施方式，所述激光的能量为60～200μj，进一步为60～180μj，例如60μj、65μj、70μj、75μj、80μj、85μj、90μj、95μj、100μj、105μj、110μj、115μj、120μj、125μj、130μj、135μj、140μj、145μj、150μj、155μj、160μj、165μj、170μj、175μj或180μj，更优选为100～120μj。
10、本专利技术通过调整激光焦点的位置以及激光能量、脉冲宽度等，改变激光的有效作用区间，实现特定位置区域的改质，从而不需要再额外使用保护层进行保护，就可以在玻璃的上下表面之间形成圆台形的通孔。
11、根据某些实施方式，所述激光的平均功率≤30w，进一步为15～20w。
12、根据某些实施方式，控制所述玻璃减薄量为5～800μm。其中，本领域技术人员根据腐蚀液和玻璃的腐蚀速度可以推测腐蚀出通孔所需的时间，并根据推测的腐蚀时间能够推算出玻璃的减薄量。腐蚀时间和玻璃减薄量的推测方法为本领域技术人员所公知，此处不再赘述。
13、根据某些实施方式，所述激光的焦点与所述玻璃的第二表面的距离为0.6～1.2mm，优选为0.7～0.9mm。
14、根据某些实施方式，控制所述化学腐蚀的时间为30～600min，例如30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min、240min、250min、260min、270min、280min、290min、300min、310min、320min、330min、340min、350min、360min、370min、380min、390min、400min、410min、420min、430min、440min、450min、460min、470min、480min、490min、500min、510min、520min、530min、540min、550min、560min、570min、580min、590min或600min。
15、根据某些实施方式，控制所述化学腐蚀的温度为20～150℃，例如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃。
16、根据某些实施方式，采用酸性药剂或碱性药剂进行所述化学腐蚀。其中，碱性药剂为浓度为5～40wt％的氢氧化钾溶液，优选地，所述氢氧化钾溶液的浓度为20～35wt％。酸性药剂为浓度为5～20wt％的氟化氢溶液，优选地，所述氟化氢溶液的浓度为5～15wt％。
17、根据某些实施方式，所述玻璃的厚度为0.03～5mm。
18、根据某些实施方式，所述玻璃的材质为石英玻璃、钠钙玻璃、铝硅玻璃或硼硅玻璃。
19、根据某些实施方式，所述通孔在所述第二表面上的孔径为0.01～3mm。
20、根据某些实施方式，所述通孔的锥度为0.01～45°。
21、根据某些实施方式，所述通孔在所述第一表面和所述第二表面之间的孔径差≥10μm。
22、根据某些实施方式，所述步骤(1)的具体方法为：将玻璃置于激光设备的载台上，对玻璃进行真空吸附，然后在所述激光设备中导入相应的改质图形轨迹，使用所述激光对所述玻璃进行特定区域的改质，其中，控制所述真空吸附的吸附强度为60～120mpa。
23、根据某些实施方式，将步骤(1)处理后的玻璃进行洗涤烘干，然后置于酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述激光的脉冲宽度为290fs～10ps，所述激光的能量为60～200μJ。
3.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述激光的平均功率≤30W。
4.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：控制所述玻璃减薄量为5～800μm。
5.根据权利要求1或4所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：控制所述化学腐蚀的时间为30～600min。
6.根据权利要求1或4所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：控制所述化学腐蚀的温度为20～150℃。
7.根据权利要求1或4所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：采用酸性药剂或碱性药剂进行所述化学腐蚀。
8.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述玻璃的厚度为0.03～5mm，和/或，所述玻璃的材质为石英玻璃、钠钙玻璃、铝硅玻璃或硼硅玻璃。
9.根据权利要求1所述的在玻璃
10.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述通孔在所述第一表面和所述第二表面之间的孔径差≥10μm。
11.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：将步骤(1)处理后的玻璃进行洗涤烘干，然后置于酸性药剂或碱性药剂中进行腐蚀，待所述玻璃的第二表面的特定区域被腐蚀掉，漏出通孔结构后，将玻璃进行冷却、洗涤、烘干得到带有通孔的玻璃。
12.一种带有通孔的玻璃，其特征在于：所述通孔贯穿所述玻璃的厚度方向上的两个相对表面，且所述通孔在所述两个相对表面上的孔径差≥10μm。
13.根据权利要求12所述的带有通孔的玻璃，其特征在于：所述通孔在孔径较小的表面上的孔径为0.01～3mm；和/或，所述通孔的锥度为0.01～45°。
14.根据权利要求12所述的带有通孔的玻璃，其特征在于：所述玻璃的材质为石英玻璃、钠钙玻璃、铝硅玻璃或硼硅玻璃；和/或，所述带有通孔的玻璃的厚度为0.02～4.5mm。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的带有通孔的玻璃，其特征在于：所述带有通孔的玻璃通过如权利要求1至11中任一项所述的方法制备得到。
16.一种三维集成封装转接板，其特征在于：所述三维集成封装转接板包括带有通孔的玻璃，所述通孔贯穿所述玻璃的厚度方向上的两个相对表面，且所述通孔在所述两个相对表面上的孔径差≥10μm。
17.根据权利要求16所述的三维集成封装转接板，其特征在于：所述通孔在孔径较小的表面上的孔径为0.01～3mm；和/或，所述通孔的锥度为0.01～45°。
18.根据权利要求16所述的三维集成封装转接板，其特征在于：所述玻璃的材质为石英玻璃、钠钙玻璃、铝硅玻璃或硼硅玻璃；和/或，所述带有通孔的玻璃的厚度为0.02～4.5mm。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的三维集成封装转接板，其特征在于：所述带有通孔的玻璃通过如权利要求1至11中任一项所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述激光的脉冲宽度为290fs～10ps，所述激光的能量为60～200μj。
3.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述激光的平均功率≤30w。
4.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：控制所述玻璃减薄量为5～800μm。
5.根据权利要求1或4所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：控制所述化学腐蚀的时间为30～600min。
6.根据权利要求1或4所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：控制所述化学腐蚀的温度为20～150℃。
7.根据权利要求1或4所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：采用酸性药剂或碱性药剂进行所述化学腐蚀。
8.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述玻璃的厚度为0.03～5mm，和/或，所述玻璃的材质为石英玻璃、钠钙玻璃、铝硅玻璃或硼硅玻璃。
9.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述通孔在所述第二表面上的孔径为0.01～3mm。
10.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：所述通孔在所述第一表面和所述第二表面之间的孔径差≥10μm。
11.根据权利要求1所述的在玻璃上制备通孔的方法，其特征在于：将步骤(1)处理后的玻璃进行洗涤烘干，然后置于酸性药剂或碱性药剂中进行腐蚀，待所述玻璃的第二表面的特定区域被腐蚀掉，漏出通孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：奂微微，薛军明，吴成，艾乐，刘晓雷，夏满，
申请(专利权)人：苏州五方光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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