[发明专利]用于在玻璃基材中形成孔道的方法

说明书

本发明涉及一种通过激光钻孔和酸蚀刻在玻璃基材中形成孔道的方法。在一种实施方式中，一种在玻璃基材中形成孔道的方法包括从玻璃基材的入射表面利用激光钻过该玻璃基材的厚度的至少一部分以形成孔道。本方法还包括对该玻璃基材进行一段蚀刻时间的蚀刻，以增加该孔道的入射开口的直径，并在蚀刻时间的至少一部分内对该玻璃基材施加超声波能量。所施加的超声波能量的频率为40kHz～192kHz。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2013年8月29日提交的美国临时申请系列第61/871440号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。

背景

领域

本发明总体上涉及用于在玻璃基材中形成孔道的方法，更具体而言，涉及通过激光钻孔和酸蚀刻在玻璃基材中形成孔道的方法。

技术背景

中间层可用作电子装置中的电接口以将电连接传播至更宽的间距(pitch)或将一种连接转化成不同的连接。通常，中间层的基板中形成有数以千计的孔道(即孔)，这些孔道后续被导电材料充填并被进一步处理以连接电连接。中间层可由各种材料形成，例如硅、纤维增强聚合物(“FRP”)和玻璃。

FRP中间层会饱受各种缺陷之苦。例如，可利用不希望的昂贵的精工钻头通过钻孔来在FRP中间层中形成圆柱形的孔道。这种钻头会在基材表面晃动，从而限制了孔径和孔距。另外，FRP中间层的热膨胀系数(“CTE”)可以比硅的CTE高大约5倍，导致在硅芯片与FRP中间层之间形成不希望的热错配。而且，FRP中间层有在处理过程中翘曲的倾向，导致粘接和结合上的困难。

出于各种原因，例如玻璃的CTE与硅的CTE相似以及玻璃的低成本，玻璃中间层是FRP中间层的一种有吸引力的替代选择。然而，利用例如钻孔的常规方法在玻璃中间层中形成孔道可能是困难的，这些方法并不是制造具有孔道的玻璃中间层的实用方法。

所以，需要用于在玻璃基材中形成孔道的方法。

发明概述

在一种实施方式中，一种在玻璃基材中形成孔道的方法包括从玻璃基材的入射表面利用激光钻过该玻璃基材的厚度的至少一部分以形成孔道。本方法还包括对该玻璃基材进行一段蚀刻时间的蚀刻，以增加该孔道的入射开口的直径，并在蚀刻时间的至少一部分内对该玻璃基材施加超声波能量。所施加的超声波能量的频率为40kHz～192kHz。

在另一种实施方式中，一种用于在玻璃基材中形成通孔的方法包括利用激光钻过玻璃基材的厚度以形成通孔，即从玻璃基材的入射表面钻到出口表面，以使通孔在玻璃基材的入射表面的入射开口与玻璃基材的出口表面的出口开口之间延伸。本方法还包括对玻璃基材的入射表面施用耐酸膜，以使该耐酸膜覆盖通孔的入射开口。本方法还包括对玻璃基材进行第一蚀刻时间的蚀刻，以增加通孔的出口开口的直径，从通孔的入射开口处去除耐酸膜，以及对玻璃基材进行第二蚀刻时间的蚀刻以增加通孔的入射开口和出口开口的直径。

在另一种实施方式中，一种用于在玻璃基材中形成通孔的方法包括利用激光钻过玻璃基材的厚度以形成通孔，即从玻璃基材的入射表面钻到出口表面，以使通孔在玻璃基材的入射表面的入射开口与玻璃基材的出口表面的出口开口之间延伸。本方法还包括对玻璃基材的入射表面使用耐酸膜以覆盖通孔的入射开口；对玻璃基材进行第一蚀刻时间的蚀刻以增加通孔的出口开口的直径；在第一蚀刻时间的至少一部分内对玻璃基材施加超声波能量；从通孔的入射开口处去除耐酸膜；对玻璃基材进行第二蚀刻时间的蚀刻以增加通孔的入射开口和出口开口的直径；以及在第二蚀刻时间的至少一部分内对玻璃基材施加超声波能量。第二蚀刻时间内所施加的超声波能量具有第一频率和第二频率。

附图的简要说明

图1示意性地描绘了根据本文所示和所描述的一种或多种实施方式的对玻璃基材进行激光钻孔的示例性的激光钻孔系统；