本发明专利技术涉及制造具有导电孔的器件的方法和通过以下步骤制备的具有导电孔的器件：制备至少包括二氧化硅、氧化锂、氧化铝、和氧化铈的光敏玻璃基底，对包括一个或多个孔的设计布图进行掩模以在光敏玻璃基底上形成一条或多条导电路径，将光敏玻璃基底的至少一部分暴露于活化能源，将光敏玻璃基底暴露于其玻璃化转变温度以上的加热相至少十分钟，将光敏玻璃基底冷却以将暴露的玻璃的至少部分转化为结晶材料从而形成玻璃晶体基底，以及使用蚀刻剂溶液蚀刻玻璃晶体基底以在器件中形成一个或多个用于导电的凹陷或通孔。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造具有高各向异性蚀刻比的成形玻璃结构的方法，特别是使用新型光敏玻璃组合物制造具有高各向异性蚀刻比的成形玻璃结构的方法。
技术介绍
已提出光敏玻璃结构可用于多种微机械加工和微加工エ艺如喷墨打印头、高品质头挂听筒的电极、微透镜阵列、定位装置、和针对生物医学和其它应用开发的用于经皮给药和抽取体液的空心微针阵列。不幸的是，硅微加工エ艺耗时长，难度大且价格昂贵。这些微加工エ艺依赖于昂贵的资本设备；X射线光刻和深反应离子刻蚀机，它们一般每台花费超过ー百万美元并且需要超净环境；高产的硅制造设备耗资在数百万以上。 目前封装已成为集成电路(IC)发展的系统成本和性能的限制因素。组装和封装技术已成为生产的主要差异，并且在消费市场中朝小型化的电子器件的趋势增加了性能需求。解决这些“高密度便携”市场中的需求的传统封装方法，包括FR4、液晶聚合物、和低温共烧陶瓷(LTCC)，陷入了基本材料限制的困境。客户的要求包括较小的封装层厚度、甚至更高密度的互连、封装内的热管理和未来的光波导性能。
技术实现思路
本专利技术提供了制造具有导电孔的器件的方法，所述方法包括以下步骤制备至少包括ニ氧化硅、氧化锂、氧化铝、和氧化铈的光敏玻璃基底；对包括一个或多个孔的设计布图(design layout)进行掩模以在光敏玻璃基底上形成一条或多条导电路径；将光敏玻璃基底的至少一部分暴露于活化能源；将光敏玻璃基底暴露于其玻璃化转变温度以上的加热相至少十分钟；将光敏玻璃基底冷却以将暴露的玻璃的至少部分转化为结晶材料从而形成玻璃晶体基底；以及使用蚀刻剂溶液蚀刻玻璃晶体基底以在器件中形成ー个或多个用于导电的凹陷或通孔。此外，本专利技术方法包括以金属或合金、金属纳米颗粒、合金纳米颗粒、金属嵌入物、合金嵌入物、贵金属或其组合或聚合物来涂覆器件的至少一部分，和/或以ー种或多种金属、聚合物或其组合来涂覆ー个或多个孔的至少一部分。经蚀刻的特征(features)出现在材料的不同高度上，和/或可将若干层连接在一起以形成更大的系统。本专利技术还提供了制造具有用于封装内冷却的微流体的器件的方法，所述方法包括制备至少包括ニ氧化娃、氧化锂、氧化招和氧化铺的光敏玻璃基底；对包括入口和出口的设计布图进行掩模，所述入口和出口由ー个或多个微流体通道连接以在光敏玻璃基底上运输流体；将光敏玻璃基底的至少一部分暴露于活化能源；将光敏玻璃基底暴露于其玻璃化转变温度以上的加热相中至少十分钟；将光敏玻璃基底冷却以将暴露玻璃的至少部分转化为结晶材料从而形成玻璃晶体基底；和使用蚀刻剂溶液蚀刻玻璃晶体基底以形成包括入口和出口的蚀刻设计布图，所述入口和出口由ー个或多个微流体通道连接以在光敏玻璃基底上运输流体。活化能源包括紫外线、使用O. l-36J/cm2活化照射量的定向质子源或其组合。本专利技术也可以包括将第二玻璃晶体基底压至玻璃晶体基底上而成为多层玻璃晶体基底，并烘烤多层玻璃晶体基底以形成结合多层晶体、非晶体、或两种状态组合的基底。本专利技术包括制造具有ー个或多个光波导的基底的方法，所述方法包括制备至少包括ニ氧化硅、氧化锂、氧化铝和氧化铈的光敏玻璃基底；在光敏玻璃基底中形成一条或多条金属通路；对包括入口和出口的设计布图进行掩模，所述入口和出口由在光敏玻璃基底内部定向的一条或多条路径连接；将光敏玻璃基底的至少一部分暴露于活化能源；将光敏玻璃基底暴露于其玻璃化转变温度以上的加热相中至少十分钟；将光敏玻璃基底冷却以将暴露玻璃的至少部分转化为结晶材料从而形成玻璃晶体基底；和使用蚀刻剂溶液蚀刻玻璃晶体基底以形成包括一条或多条路径的蚀刻设计布图，所述一条或多条路径与所述一条或多条金属通路光学连通以传输并反射基底中的光。附图描沭为了更完整地理解本专利技术的特征和优点，现以专利技术详述和所附的附图作为參考，其中 图IA为制备本专利技术的玻璃陶瓷中的结构的加工步骤的示意图。图IB为APEX 玻璃陶瓷加工的不同状态的图像；图2为微处理器/半导体加工平台示意图，其中可将CPU芯片固定于GC器件，所述GC器件包含用于从CPU电导至器件外部组件的超细电镀通孔、用于封装内冷却的微流体、用于光电计算的光波导、和/或嵌入式无源器件；图3A、3B和3C为玻璃陶瓷的示意图，其代表能够用于光波导、嵌入式微流体、和超细印制通孔的单一材料；图4A-4C为可显示APEX 玻璃陶瓷涉及微流体的某些性能的图像；图5A和5B为微流体设计的图像，所述微流体设计包括直线设计和迂回设计；图6A-6C为将微柱放置在微通道底部的图像，可増加热交换的量；图7A为含有各种角度和长度不同的弧形的石英/铬掩模的图像,而图7B为光反射的图像，通过使其与镀铜通路成角度来使光沿着相邻玻璃中的另一路径反射；图8A-8D为制备本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的加工示意图；图9A-9B为本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的场发射显微(FEM)图像；附图说明图10A-10D为本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的FEM图像；图11A-11B为本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的FEM图像；图12A-12C为本专利技术所述的高精密玻璃微机械花的FEM图像；图13A-13B为本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的FEM图像；图14为本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的FEM图像；图15为本专利技术所述的高精密玻璃微机械结构的FEM图像；图16A和16B为FEM图像，其显示了贯穿蚀刻微通道(throughetchedmicrochannel)的侧视图；和图17A和17B为FEM图像，其显示了贯穿蚀刻微通道的侧视图。专利技术详述尽管以下详细地讨论了本专利技术各种实施方案的制备和应用，应当理解的是，本专利技术提供了许多适用的专利技术构思，这些专利技术构思可以体现在各种各样的具体上下文中的可应用并有创造性的概念可以被实施到许多具体的内容中。本文所讨论的具体的实施方案只不过阐释仅仅举例说明了制备和使用本专利技术的具体的方法以制作和利用本专利技术方式，而并不限制本专利技术的范围。为了促进有助于理解对本专利技术的理解，以下定义了许多术语。本文所定义的术语具有本专利技术相关领域的普通技术人员通常所理解的含义。术语如，“ー个”、“ー种”和“该”不意在仅指ー个单独単数的实体，而是包括可以用于阐释举例说明的具体例子的一般类型。本文的术语用于描述本专利技术的具体的实施方案，但它们的用法并不限制本专利技术，除了如在权利要求中所概括的。为了满足这些需求，本专利技术人开发了玻璃陶瓷(APEX 玻璃陶瓷)作为半导体的新型封装材料。使用第一代半导体设备以简单的三步エ艺加工APEX 玻璃陶瓷，可将最終的材料塑造为玻璃、陶瓷、或包含玻璃和陶瓷区域。APEX 玻璃陶瓷与现有材料相比具有几个好处，包括易制造的高密度通路、经过证明的微流体性能、高杨氏模量以更坚固的封装、不含卤素的生产，和经济生产。光蚀刻玻璃在制造各种微系统组件中具有若干优势。利用传统半导体加工设 备，使用这些玻璃可相对低廉地制备微结构。通常，玻璃具有高温稳定性、良好的机械性能、电绝缘、并且与塑料和许多金属相比具有更好的耐化学腐蚀性。据我们所知，唯一市售的光蚀刻玻璃为Schott公司制造的FOTURAN ，并仅由Invenios公司进ロ到美国。FOTURAN 包括含有微量银离子的锂铝硅酸盐玻璃。当暴露于氧化铈吸收带内的UV线吋，氧化铈充当敏化剂，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·弗勒明，C·T·巴克利，R·B·里吉韦，
申请(专利权)人：生命生物科学有限公司，
类型：
国别省市：
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