本发明涉及玻璃湿法蚀刻,具体涉及一种用于玻璃湿法蚀刻的装置。
背景技术:
1、与传统的2d互连技术相比,垂直3d互连技术具有传输损耗低、集中程度高、功耗低、可实现异构互联等优点,现已被广泛应用于各种电子系统中。目前,应用较多的3d互连技术有硅通孔(tsv)转接板技术和玻璃通孔(tsv)转接板技术。与硅通孔相比,玻璃通孔(tgv)因其具有优异的电气性能、与硅匹配的热膨胀系数、热稳定性和大面积使用的可行性逐渐成为主要应用技术。
2、然而,现有技术中的玻璃通孔加工装置存在以下几种问题:
3、1、难溶生成物排出困难:多数玻璃湿法刻蚀工艺普遍采用直接将玻璃基材放入刻蚀液中进行加工的方法,在刻蚀形成高深径比通孔的情况下,容易导致刻蚀液与玻璃基材反应后产生的难溶生成物在已经生成的玻璃孔道内难以排出,刻蚀液无法补充进玻璃孔道内,降低了反应速率。
4、2、超声波辅助效果差:多数玻璃湿法刻蚀工艺主要将超声波应用于刻蚀前后的清洗阶段,并无直接使用超声波进行辅助刻蚀,部分加工过程采用较低功率范围内的超声波阵列,这种阵列生成的超声波场均匀性较差,导致生成的玻璃孔道一致性也较差,同时,若超声波阵列位于多个竖直放置的玻璃基材下方,则刻蚀后的孔道效果受制于超声波场的均匀性;若超声波阵列位于多个水平放置的玻璃基材下方,超声波需要穿透多层玻璃基材,会产生较大衰减,只能放置很少个数的玻璃基材甚至只能放置一个;若使用上下方向相对的两个超声波阵列且竖直放置的玻璃基材,则产生的超声波可能会互相干扰甚至抵消,且成本较高,其他方向同理。
5、3.刻蚀液浓度不均匀:大多数情况下,玻璃基材在刻蚀过程中静止、无运动,容易造成刻蚀液在玻璃基板附近的局部浓度低,进一步降低反应速率,不同的反应速率则会导致基板上不同位置刻蚀的通孔的效果不同,甚至出现部分是通孔,而部分则是盲孔的情况。
6、综上所述,现有技术中的玻璃通孔加工装置存在超声波分布不均匀、蚀刻液浓度不均匀以及沉积物堵塞孔洞的缺陷。
技术实现思路
1、本发明提供了一种用于玻璃湿法蚀刻的装置,旨在解决现有技术中的玻璃通孔加工装置存在超声波分布不均匀、蚀刻液浓度不均匀以及沉积物堵塞孔洞的问题。
2、本发明实施例提供了一种用于玻璃湿法蚀刻的装置,其包括集成有加热功能的超声波组件、设置于所述超声波组件内的超声波水槽、可拆卸设置于所述超声波水槽内的蚀刻槽体、环绕所述蚀刻槽体设置并固定于所述蚀刻槽体的周侧的冷却盘管、固定于所述超声波水槽的开口位置的搅动组件以及可拆卸固定于所述搅动组件并延伸至所述蚀刻槽体内的夹具;所述超声波组件用于释放超声波,所述蚀刻槽体用于储存蚀刻液,所述冷却盘管用于接入冷却水,所述搅动组件用于带动所述夹具运动,所述夹具用于夹设玻璃基材并使夹设的玻璃基材竖直固定。
3、优选的,所述搅动组件包括固定于所述超声波水槽的开口位置的相对两侧的两个线性滑轨、与两个所述线性滑轨滑动连接的滑台、固定于所述滑台的相对两侧的肘夹、滑动固定于所述滑台的另外相对两侧的其中一侧的旋转电机、与所述旋转电机的输出端连接的主动轮、分别固定于所述滑台且位于所述旋转电机的前端两侧和后端两侧的两组磁铁以及输出端通过联轴器与所述曲柄滑台机构连接的搅动电机,所述搅动电机通过所述曲柄滑台机构带动所述滑台往复运动;所述夹具通过所述肘夹可拆卸固定于所述滑台并与所述主动轮连接。
4、优选的,所述滑台的每侧设置有两个肘夹,所述滑台的相对两侧的肘夹对称设置。
5、优选的,每组所述磁铁包括两个,两个所述磁铁分别与所述旋转电机间隔设置。
6、优选的,所述夹具包括可拆卸固定于肘夹上的支撑架、固定于所述支撑架上的两个从动轮、固定于两个所述从动轮之间且具有多个凹槽的夹紧条以及固定于所述支撑架且分别与两个所述从动轮啮合的惰轮,所述惰轮位于所述从动轮的上方,其中一个所述惰轮与所述主动轮啮合。
7、优选的,所述用于玻璃湿法蚀刻的装置还包括盖设于所述超声波组件顶端的外罩。
8、优选的,所述外罩的其中一侧设有透明的观察窗门。
9、优选的,所述外罩的顶端设有通风系统。
10、优选的,所述用于玻璃湿法蚀刻的装置还包括设置于所述蚀刻槽体内的循环过滤系统。
11、优选的,所述循环过滤系统包括具有耐酸碱的风囊泵以及二级过滤系统。
12、与现有技术相比,本发明中用于玻璃湿法蚀刻的装置通过设计集成有加热功能的超声波组件、设置于超声波组件内的超声波水槽、可拆卸设置于超声波水槽内的蚀刻槽体、环绕蚀刻槽体设置并固定于蚀刻槽体的周侧的冷却盘管、固定于超声波水槽的开口位置的搅动组件以及固定于搅动组件并延伸至蚀刻槽体内的夹具,从而可以通过超声波组件,利用液体的空化作用使蚀刻反应过程中的沉积物排出已生成的玻璃孔道,使新的蚀刻液不断的补充至玻璃孔道内,同时由于超声波组件集成了加热功能,可以针对部分难蚀刻的玻璃材料进行加热蚀刻,以提高生产效率,还能通过冷却盘管注入冷却水的冷却来对部分不需要在较高温度下蚀刻的玻璃材料进行蚀刻,以有效控制超声波的工作以及蚀刻过程中产生的热量,确保蚀刻条件的统一,以进一步提高生产效率,还能通过机械的搅动组件带动夹具运动,以达到搅拌蚀刻液的效果,使已经排出玻璃孔道的沉积物进一步向蚀刻液中扩散,使蚀刻液的浓度均匀一致,还能通过夹具将玻璃基材竖直固定,并搭配搅动组件以使玻璃基材在蚀刻液中运动,以使玻璃基材的各个位置均能处于较为均匀的超声波场内,即解决了仅仅使用一个底置的超声波整列沿传播距离的衰减导致超声波场均匀性较差的问题,且成本较低。
1.一种用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述用于玻璃湿法蚀刻的装置包括集成有加热功能的超声波组件、设置于所述超声波组件内的超声波水槽、可拆卸设置于所述超声波水槽内的蚀刻槽体、环绕所述蚀刻槽体设置并固定于所述蚀刻槽体的周侧的冷却盘管、固定于所述超声波水槽的开口位置的搅动组件以及可拆卸固定于所述搅动组件并延伸至所述蚀刻槽体内的夹具;所述超声波组件用于释放超声波,所述蚀刻槽体用于储存蚀刻液,所述冷却盘管用于接入冷却水,所述搅动组件用于带动所述夹具运动,所述夹具用于夹设玻璃基材并使夹设的玻璃基材竖直固定。
2.如权利要求1所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述搅动组件包括固定于所述超声波水槽的开口位置的相对两侧的两个线性滑轨、与两个所述线性滑轨滑动连接的滑台、固定于所述滑台的相对两侧的肘夹、滑动固定于所述滑台的另外相对两侧的其中一侧的旋转电机、与所述旋转电机的输出端连接的主动轮、分别固定于所述滑台且位于所述旋转电机的前端两侧和后端两侧的两组磁铁以及输出端通过联轴器与所述曲柄滑台机构连接的搅动电机,所述搅动电机通过所述曲柄滑台机构带动所述滑台往复运动;所述夹具通过所述肘夹可拆卸固定于所述滑台并与所述主动轮连接。
3.如权利要求2所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述滑台的每侧设置有两个肘夹,所述滑台的相对两侧的肘夹对称设置。
4.如权利要求2所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,每组所述磁铁包括两个,两个所述磁铁分别与所述旋转电机间隔设置。
5.如权利要求2至4任意一项所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述夹具包括可拆卸固定于肘夹上的支撑架、固定于所述支撑架上的两个从动轮、固定于两个所述从动轮之间且具有多个凹槽的夹紧条以及固定于所述支撑架且分别与两个所述从动轮啮合的惰轮,所述惰轮位于所述从动轮的上方,其中一个所述惰轮与所述主动轮啮合。
6.如权利要求1所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述用于玻璃湿法蚀刻的装置还包括盖设于所述超声波组件顶端的外罩。
7.如权利要求6所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述外罩的其中一侧设有透明的观察窗门。
8.如权利要求6所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述外罩内设有温度传感器;所述外罩的顶端设有通风系统。
9.如权利要求1所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述用于玻璃湿法蚀刻的装置还包括设置于所述蚀刻槽体内的循环过滤系统。
10.如权利要求9所述的用于玻璃湿法蚀刻的装置,其特征在于,所述循环过滤系统包括具有耐酸碱的风囊泵以及二级过滤系统。