三维集成封装中光敏玻璃通孔制备工艺研究

玻璃通孔转接板是一种典型的垂直传输结构,广泛应用于三维集成封装电路。根据射频信号对小直径、窄节距垂直通孔的使用需求,该文基于光敏玻璃衬底,采用紫外光曝光、热处理以及湿法刻蚀方法,获得了深宽比为8∶1,最小直径为25.68μm的玻璃通孔。通过研究曝光量对光敏玻璃通孔制备工艺的影响,得到曝光过程中光敏玻璃的改性机理。实验结果表明,随着曝光量增加,通孔孔径增大;光敏玻璃改性过程是由表及里、由正面至背面的逐渐改性过程。这为玻璃通孔转接板的制备提供关键工艺支撑。

曝光时不同载具对光敏玻璃通孔工艺的影响

基于光敏玻璃,采用紫外光曝光、热处理以及湿法刻蚀方法制备出玻璃通孔,研究了曝光过程中不同反射率载具对玻璃通孔工艺的影响,揭示了光敏玻璃曝光时的改性过程。实验结果表明,曝光量相同时,反射率高的载具有益于玻璃通孔的制备。

飞秒激光在光敏玻璃内制作微孔

用20倍显微物镜将波长为775nm的飞秒激光聚焦在光敏玻璃(FOTURAN)内部,通过纵向写制模式由表面以下500μm曝光至表面,并结合热处理和在浓度8%的氢氟酸超声溶液中腐蚀50min,在FOTURAN内部制作了直径为几十μm的微孔.利用光学和扫描电子显微镜分析发现微孔具有圆形横截面和清晰边缘,目前得到的深宽比大约为7.通过在宽范围内改变入射激光能流(2.3～36.2J/cm2)和写制速度(100～1000μm/s),研究了这两项飞秒激光入射参量对制作微孔的影响.发现写制速度对制作微孔直径影响较小,而利用相对低的入射激光能流曝光可得到较大深宽比的微孔,并且在此情形下制作微孔的横截面更圆,璧面光滑度更高,并分析了原因.

飞秒激光在光敏玻璃上制作微凹面

利用聚焦的飞秒激光(中心波长775nm、脉宽150fs)照射FOTURAN光敏玻璃,经热处理及浓度为8%的氢氟酸溶液室温腐蚀50min后,在FOTURAN玻璃表面制作了微凹面.利用原子力显微镜和扫描电子显微镜分析了微凹面的形貌,发现它具有光滑璧面和清晰边缘,直径约为几十微米.通过分别改变入射激光的单脉冲能量(970～3250nJ)和脉冲数目(10～3000个),研究了它们对微凹面制作结果的影响,发现了微凹面的直径随激光入射参量的饱和效应,并解释了其原因;指出了飞秒激光在FOTURAN上制作微结构的应用.

光敏玻璃原理及应用

介绍了光敏玻璃的制作方法，光热化学反应原理及其各种用途。讨论了组成，光照时间及热处理温度对光敏玻璃的透光率、颜色、光敏特性等物理，化学性质的影响。

光敏玻璃在飞秒激光作用下的析晶

采用高温熔融法制备了银掺杂的锂铝硅酸盐微晶玻璃。经近红外飞秒激光照射和热处理后,通过显微镜观察及X射线衍射分析发现,玻璃内部形成以银原子为晶核的L i2O.A l2O3.3S iO2多晶结构微晶,晶体细小,呈乳白色,为六方晶系,呈现空间取向分布结构。飞秒激光照射部位玻璃折射率发生明显变化,出现析晶;未照射部位折射率无明显变化,仍为玻璃体。利用光致折射率变化和飞秒激光的空间选择特性,可望在玻璃内部实现微光栅、波导、微机械器件、光学掩模等微结构。

基于光敏玻璃的垂直互连通孔仿真与电镀工艺研究

本文对玻璃通孔与硅通孔垂直互连结构进行了电磁场仿真,并对比了两者的高频传输特性,结果显示在20GHz处,玻璃通孔与硅通孔的插入损耗分别为-0.024dB和-1.62dB,玻璃通孔的高频传输性能明显优于硅通孔.基于光敏玻璃衬底,采用高刻蚀速率的湿法腐蚀方法,获得了深宽比为7∶1的玻璃通孔,孔阵列均匀性良好,侧壁粗糙度小于1μm.对不同电流密度下的玻璃通孔填充工艺进行了仿真分析,结果显示在小电流密度下,开口处的电流密度拥挤效应改善明显,铜层生长速度更为均匀,但沉积速度较慢.基于仿真结果,进行了电流密度为1ASD下的通孔填充实验研究,结果显示填充效果良好,120μm的TGV中铜层生长均匀,70μm的TGV中的缝隙较小.

基于光敏玻璃的高深径比微孔制作技术

基于FOTURAN②Ⅱ型光敏玻璃基板,研究曝光烧结腐蚀、激光诱导腐蚀和激光诱导烧结腐蚀三种高深径比微孔制作技术,分别从微孔的圆度、侧壁倾角和深径比的角度分析,并与普通玻璃微孔制作进行对比。结果表明,曝光处理光敏玻璃获得的微孔圆度较好,激光诱导可替代曝光烧结实现对光敏玻璃的变性,规避了玻璃的高温蠕变,提高了微孔位置精度。激光诱导腐蚀光敏玻璃获得的微孔深径比达8.9,侧壁倾角达89°。激光诱导腐蚀法适宜于多类玻璃材料,是一种制作高陡直度、高深径比玻璃微孔的新型制造技术,有利于提高玻璃转接板互连密度,促进微系统高密度集成。

彩色光敏玻璃的微观结构分析

本文用透射电子显微镜,采取复型与离子减薄制样方法,配合选区电子衍射花样,分析了彩色光敏玻璃中晶体形貌、结构及成份。证明在含有F、Br、Ag的Na_2O-ZnO—Al_2O_3-SiO_2系统的彩色光敏玻璃中存在立方体或球形晶体NaF和立方基型的锥状晶体NaBr。彩色光敏玻璃的颜色是由于非球形的各向异性银颗粒选择光吸收造成的,这种银颗粒可在锥体的顶端形成,也可在球形NaF表面上不对称地排列成椭球状。随第一次UV-曝光时间的加长,玻璃中析出晶体尺寸由大变小,晶体密度由小变大。

新型CND光敏玻璃钢预浸带在定向钻穿越的应用

定向钻穿越工艺以其优越的穿越性能和精度,广泛应用于公路、铁路、大中型水域等难度较高的穿越施工中。根据定向钻施工工艺,管道外防腐层在管道回拖工序施工中容易受损,导致管道外防腐层破损,丧失部分防腐功能,减少管道使用寿命。本文介绍一种新型CND光敏玻璃钢预浸带材料,在穿越管道外防腐层外增设一层光敏玻璃钢保护层,应用于复杂地层定向钻穿越中,保证穿越管道外防腐层的完整性。

肖特在日本推出新型光敏玻璃

德国的特种玻璃厂商肖特（SCHOTY）将在日本市场推出光敏玻璃“FOTURANII”，该产品可在紫外线照射下结晶化，可用做半导体及生物技术领域的玻璃基板。

光敏玻璃微晶化过程中的交流阻抗谱研究

为了推进光敏微晶玻璃的器件化应用,需要开发一种对其结晶过程和结晶性能进行无损监测表征的方法。因此,针对Li_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系光敏微晶玻璃在不同曝光时间后的各工艺阶段的特征阻抗谱进行了比较研究。研究结果发现,其样品曝光成核后的特征阻抗谱呈现为容抗弧和Warburg阻抗,结晶后则出现了与未曝光的光敏玻璃和普通石英玻璃所不同的双容抗弧,且其极化电阻与其曝光时间、温度和结晶程度呈负相关。研究表明光敏微晶玻璃在曝光热处理过程中呈现的特征交流阻抗谱信息,可以与其微晶化过程相对应,交流阻抗谱法有望应用于光敏玻璃微晶化工艺流程的无损智能监测。

用光敏玻璃制作微透镜列阵

对特种光敏玻璃及其微透镜列阵的成型机理及制作工艺进行了研究。采用六角密排结构，在远紫外线下曝光，问时进行热循环处理，成功制作出直径为４００μｍ、表面凸起高度达９．０μｍ的微透镜列阵。

影响光敏微晶玻璃光敏性因素的研究

研究了熔制气氛、光照时间及热处理温度对铜光敏微晶玻璃光敏性的影响 ,利用 XRD和SEM对样品进行了分析。

光敏微晶玻璃微流控芯片材料制备

以具有良好的光化学加工性能的光敏微晶玻璃作为芯片材料对于简化微流控芯片制备工艺、降低芯片制备成本具有重要意义。基于这一点,利用XRD和SEM技术,研究了不同制备方法、不同玻璃组分对玻璃光化学加工性能的影响。研究表明,以溶胶凝胶法制备的均质粉体作为原料,采用低温熔制手段能提高玻璃的光化学加工性能,合理的光敏剂和晶核剂含量(分别为0.005%和0.012%)有助于提高光化学加工表面的平整度。从研究结果来看,调节玻璃中光敏剂和晶核剂含量以进一步提高玻璃光化学加工表面质量是今后工作的努力方向。

光辐照、热处理对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2光敏微晶玻璃光化学加工性能的影响

采用溶胶凝胶法结合高温熔制法,研制了适合微流控芯片用的光敏微晶玻璃。利用XRD、DTA和SEM测试技术,研究了热处理、光辐照对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃光化学加工性能的影响,确定出较为合理的工艺条件:光照时间30 min,热处理时温度升到485℃保温200 min,600℃保温60 min,升温速率约5℃.min-1。在此基础上,制备出微流控芯片分析用的十字沟道和储液池。

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系统光敏微晶玻璃的制备

光敏微晶玻璃在电子、生物医药等领域应用前景非常广泛.本论文利用XRD和SEM技术,研究了热处理和光辐照条件对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃光敏性能的影响,在合理确定工艺制度的基础上,制备出了孔穴排列良好的光敏微晶玻璃.