用于堆叠式封装的无源元件及细间距通孔的并入的制作方法_2

文档序号:8207862阅读:来源:国知局
非导电通孔134可填充有热导电填充材料。热导电填充材料可充当将热量从玻璃通孔棒100的一侧上的装置转移到另一侧的热导电路径。在一些实施方案中,经填充的非导电通孔134可填充有密封通孔以防止液体或气体穿过通孔转移的填充材料。在一些实施方案中,经填充的非导电通孔134可填充有对玻璃通孔棒100提供机械支撑及/或应力释放的填充材料。在一些实施方案中(未图示),玻璃通孔棒100可包含保形地涂布有导电材料的玻璃穿孔。玻璃穿孔的内部可保持未经填充或填充有如上文所描述的非导电材料。
[0035]在一些实施方案中,玻璃通孔棒100在其面中的一或多者上具备导电布线。在一些实施方案中,玻璃通孔棒100具备一或多个集成无源组件。集成无源组件为设置在面中的一或多者上或嵌入于玻璃通孔棒100内的无源组件。图2展示包含无源组件的玻璃通孔棒的一部分的等距示意性说明的实例。玻璃通孔棒100包含顶表面138a及延伸穿过玻璃通孔棒100的玻璃穿孔106。包含电容器144及电阻器142的无源组件可形成于顶表面138a上。经电镀的导电布线140还可形成于表面138a上。在一些实施方案中,可连接多个玻璃穿孔106以形成螺线管型电感器或圆形或细长环型电感器。在图2的实例中,描绘通过连接顶表面138a及底表面(未图示)上的多个玻璃穿孔106形成的螺线管电感器146的一部分。如所说明,为了形成螺线管电感器146,将玻璃穿孔连接到玻璃通孔棒的顶表面138a上的对角地邻近的玻璃穿孔,同时将玻璃穿孔连接到玻璃通孔棒的底表面上的侧向地邻近的通孔,且反过来也一样。
[0036]下文关于图3到5G描述用于制造玻璃通孔棒的制造工艺。在一些实施方案中,可按分批层级工艺制造玻璃通孔棒。分批层级工艺同时形成多个玻璃通孔棒。图3展示说明用于玻璃通孔棒的分批制造工艺的流程图的实例。工艺200在框202处开始,在框202处,在玻璃衬底的一或多个表面上形成用于多个玻璃通孔棒的无源组件。玻璃衬底可为面板、子面板、晶片、子晶片或其它适当类型的衬底。举例来说,在一些实施方案中,玻璃衬底可为具有大约4平方米或大于4平方米的面积的玻璃板或面板。在一些其它实施方案中,玻璃衬底可为具有100毫米、150毫米或其它适当直径的磨圆衬底。玻璃衬底的厚度可与将由玻璃衬底制成的玻璃通孔棒的高度相同。实例厚度在约300微米到约700微米的范围内。在一些实施方案中,如果(例如)可在后续处理中将玻璃衬底变薄,那么玻璃衬底的厚度可大于玻璃通孔棒的厚度。
[0037]玻璃衬底可为或包含(例如)硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、石英、派热克斯玻璃(Pyrex)或其它合适的玻璃材料。在一些实施方案中,玻璃衬底为可通过激光辐射烧蚀的硼硅酸盐玻璃衬底。在一些实施方案中,玻璃衬底可具有匹配封装的另一组件的热膨胀系数(CTE)或介于封装的两个或两个以上组件的CTE之间的CTE。举例来说,玻璃衬底可具有匹配硅的约3.4百万分之一每摄氏度(ppm/°C)的相对较低的CTE、匹配PCB或模制化合物的约10百万分之一每摄氏度的相对较高的CTE,或介于此等组件之间的CTE。在一些实施方案中,玻璃衬底为光可图案化玻璃衬底。下文关于图4进一步论述光可图案化玻璃。
[0038]在玻璃衬底的一或多个表面上形成无源组件可包含一或多个薄膜沉积及蚀刻操作。举例来说,可沉积及图案化一或多个金属、电介质及钝化层以形成无源组件。沉积技术的实例可包含PVD、CVD、原子层沉积(ALD)、电解电镀及无电极电镀。在一些实施方案中,无源组件包含一或多个电容器、电感器及/或电阻器。在一些实施方案中,无源组件可包含可变电容器、可变电抗器、滤波器、变压器、耦合器、定向耦合器、功率分配器(powersplitter)、传输线、波导及/或天线。
[0039]工艺200在框204处继续,在框204处,在玻璃衬底中形成用于多个玻璃通孔棒的玻璃穿孔。框204可涉及喷砂工艺、激光烧蚀工艺或光图案化工艺。工艺200在框206处继续,在框206处,将所述玻璃穿孔金属化以形成玻璃穿孔。框206可包含(例如)电镀工艺,例如无电极电镀或电镀。在一些实施方案中,玻璃穿孔可填充有金属。在一些其它实施方案中,玻璃穿孔的内表面可涂布有金属,其中玻璃穿孔的剩余部分保持未经填充或填充有导电材料(例如,金属)或非导电材料(例如,电介质)。框206还可包含在玻璃衬底的一或多个表面上形成一或多个布线(例如)以电连接多个玻璃穿孔。在一些实施方案中,框206可包含对玻璃穿孔填充导电膏。
[0040]在一些实施方案中,在框204之后,可将玻璃穿孔连接到一或多个表面无源组件及/或互连到彼此以形成(例如)一或多个螺线管型电感器。在一些实施方案中,在框206中形成的玻璃穿孔中的一些玻璃穿孔或全部及在框202中形成的表面无源组件可在框206之后保持不连接。在一些此类实施方案中,可在后续处理中(例如,在PoP工艺期间)连接玻璃穿孔及无源组件。
[0041]工艺200在框208处继续,在框208处,将玻璃衬底单体化以形成多个玻璃通孔棒,每一玻璃通孔棒包含玻璃穿孔且在形成的情况下包含表面无源组件。切割可包含形成将沿着其切削玻璃衬底的切割迹道,及用切割锯或激光沿着所述切割迹道切削。根据各种实施方案,在框208中形成的玻璃通孔棒的侧向尺寸可介于约I毫米与15毫米之间,例如,介于约I毫米与6毫米之间。
[0042]图4展示说明使用光可图案化玻璃进行的用于玻璃通孔棒的制造工艺的流程图的实例。图5A到5G展示制作玻璃通孔棒的方法中的各个阶段的横截面示意性说明的实例。首先转向图4,工艺250在框252处开始,在框252处,将光可图案化玻璃中的玻璃穿孔图案化。在一些实施方案中,“图案化”可指改变光可图案化玻璃的化学或结晶结构以形成经变更的区及未经变更的区。光可图案化玻璃可包含掺杂有例如银(Ag)及铈(Ce)等一或多个贵金属的氧化硅/氧化锂(S12Zli2O)基玻璃。用电磁辐射及热处理光可图案化玻璃可产生化学反应,所述化学反应显现玻璃可用例如氢氟酸(HF)等蚀刻剂蚀刻。光可图案化玻璃的实例包含生命生物科学(Life B1Science)有限公司的APEX?玻璃光可界定玻璃晶片及斯科特玻璃公司(Schott Glass Corporat1n)的Forturan?光敏玻璃。光可图案化玻璃的图案化可包含遮蔽玻璃以界定玻璃穿孔及将玻璃本体的未经遮蔽的部分曝露给紫外线(UV)光及进行热退火。遮蔽材料的实例可包含石英-铬。UV曝光可改变未经遮蔽的部分的化学组成以使得其对于某些蚀刻剂来说具有高蚀刻选择率。举例来说,在一些实施方案中,将经遮蔽的玻璃曝露给具有介于280纳米及330纳米之间的波长的UV光。曝露给此范围内的UV光可致使Ce3+离子到Ce 4+离子的光氧化,从而释放电子。Ag +离子可俘获这些自由电子,从而形成Ag原子。在一些实施方案中,可执行两级UV曝光后热退火。在第一级中,Ag原子可聚结以形成Ag纳米簇。在第二级中,在Ag纳米簇周围形成结晶锂娃酸盐(LisS13)。玻璃的经遮蔽区在化学上不变且保持非晶形。热退火温度可在约500°C到约600°C的范围内,其中第二级是在比第一级高的温度下执行。可在后续处理中,例如,在框256中,蚀刻玻璃的结晶部分,同时保持玻璃体非晶形部分实质上未经蚀刻。
[0043]上文所描述的工艺为将光可图案化玻璃图案化的一个实例,其它工艺为有可能的。在一些实施方案中,例如,除上文所描述的成分之外或代替上文所描述的成分,玻璃可包含 Al、Cu、硼(B)、钾(K)、钠(Na)、锌(Zn)、钙(Ca)、锑(Sb)、砷(As)、金(Au)、镁(Mg)、钡(Ba)、铅(Pb)或其它添加剂。在一些实施方案中,光可图案化玻璃可包含各种添加剂以修改熔点、增加耐化学性、降低热膨胀、修改弹性、修改折射率或其它光学性质,或以其它方式修改玻璃的特性。举例来说,氧化钾(K2O)及/或氧化钠(Na2O)可用以降低光可图案化玻璃的熔点及/或增加耐化学性且氧化锌(ZnO)或氧化钙(CaO)可用以改进耐化学性或减少热膨胀。在一些实施方案中,除Ce之外或代替Ce,可使用一或多个其它电子供体。在一些实施方案中,光可图案化玻璃可包含一或多个氧供体。
[0044]实例UV剂量可在0.1焦耳/平方厘米到超过50焦耳/平方厘米的范围内。UV波长及剂量可根据光可图案化玻璃的组成及大小而变化。UV诱发的化学反应还可取决于光可图案化玻璃的化学组成而变化,如后续热诱发反应可取决于光可图案化玻璃的化学组成而变化。此外,在一些实施方案中,可通过除UV辐射及热能以外的能源来驱动这些反应,包含但不限于其它类型的电磁辐射。一般来说,用一或多种类型的能量处理光可图案化玻璃的未经遮蔽的区域产生可产生例如多晶陶瓷等结晶组成。到结晶陶瓷的转换允许蚀刻光可图案化玻璃。
[0045]图5A展示在图案化之前的光可图案化玻璃的横截面示意性说明的实例。玻璃衬底300为光可图案化玻璃且可为(例如)如上文所描述的S12Zli2O基玻璃,且可具有(例如)介于约300微米与700微米之间的厚度。在一些实施方案中,其中玻璃通孔棒是作为如上文关于图3所描述的分批工艺的部分而形成,玻璃衬底300的所描绘部分可为较大玻璃面板或晶片的一个重复单元。图5B展示在图案化之后(例如,在图4中的框252之后)的光可图案化玻璃的横截面示意性说明的实例。玻璃衬底300包含结晶部分302,其延伸穿过玻璃衬底300的厚度且最终将被蚀刻以形成玻璃穿孔。在图5B的实例中,结晶部分302具有稍微成角度的轮廓。根据各种实施方案,结晶部分302及因此玻璃穿孔可具有实质上笔直侧壁,具有距光可图案化玻璃的顶表面的在约80°到90°的范围内的角度。
[0046]返回到图4,工艺250在框254处继续,在框254处,在光可图案化玻璃的表面上形成一或多个无源组件。如上文关于图3所描述,形成一或多个无源组件可包含薄膜沉积及图案化操作。图5C展示包含形成于光可图案化玻璃的表面上的电容器的光可图案化玻璃的横截面示意性说明的实例。电容器144包含金属层306及308及介电层310。介电层310及钝化层312覆盖玻璃衬底300的非晶形部分。将到金属层306及308中的每一者的接触点图案化。金属层的实例可包含(但不限于)Al、Mo、Cu及合金及其组合,例如,铝钕(AlNd)及铝铜(AlCu)。介电材料的实例可包含(但不限于)S12、氮氧化硅、氧化锆(ZrO)、包含Al2O3的氧化铝(A10 x),及层压电介质。
[0047]返回到图4,工艺250在框256处继续,在框256处,蚀刻光可图案化玻璃以形成玻璃穿孔。可使用对于玻璃衬底300的结晶部分302具有实质上高于玻璃衬底300的非晶形部分的蚀刻选择率的任何蚀刻化学方法,包含湿式及干式蚀刻。在一个实例中,对于湿式蚀刻,可使用10%的HF溶液。在另一实例中,可使用氟基干式蚀刻,使用例如XeF2、四氟甲烷(CF4)或六氯化硫(SF6)等化学物质。蚀刻剂曝露时间足够长以便将光可图案化玻璃蚀刻穿过其厚度,从而形成玻璃穿孔。在一些实施方案中,蚀刻后接续蚀刻后烘烤。
[0048]图展示在蚀刻玻璃穿孔之后的玻璃衬底的横截面示意性说明的实例。玻璃衬底300的非晶形部分保留,其中结晶部分被蚀刻掉以形成玻璃穿孔132。在替代实施方案中,可通过激光可烧蚀玻璃衬底的激光烧蚀形成玻璃穿孔132。玻璃穿孔132包含内表面320,其还被称作侧壁表面。
[0049]工艺250在框258处继续,在框258处,填充玻璃穿孔132。在一些实施方案中,框258可包含在玻璃穿孔的内表面上形成晶种层,后接续进行电镀以填充玻璃穿孔。可通过例如PVD、CVD, ALD或无电极电镀工艺等工艺沉积晶种层。在一些实施方案中,晶种层可包含氮化钛(TiN)、钌-氮化钛(Ru-TiN)、铂(Pt)、钯(Pd)、Au、Ag、Cu、镍(Ni), Mo 或钨(W)。在一些实施方案中,通过电镀填充玻璃穿孔。经电镀的金属的实例可包含Cu、N1、Au及Pd,及合金及其组合。在一些实施
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1