專利名稱：玻璃內(nèi)插嵌板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于電子封裝組件的內(nèi)插嵌板，更具體涉及用于電子組件的由強(qiáng)化玻璃形成的玻璃內(nèi)插嵌板。
背景技術(shù)：
目前在電子裝置小型化方面的趨勢(shì)是，將電子部件(例如3D集成電路)3D集成到單個(gè)基板上，從而將電子部件堆疊形成更緊湊的封裝。這種趨勢(shì)的推動(dòng)力是，消費(fèi)者對(duì)移動(dòng)手持電子裝置的需求，以及隨著芯片變得越來(lái)越復(fù)雜，I/O密度變得更高。目前，由于有機(jī)內(nèi)插嵌板成本低且容易制造，通常將有機(jī)內(nèi)插嵌板集成到3D電子組件中。但是，有機(jī)內(nèi)插嵌板表現(xiàn)出差的尺寸穩(wěn)定性，以及與常用集成電路材料如硅的高熱失配，進(jìn)而限制了輸入/輸出密度以及可實(shí)現(xiàn)的電子組件小型化。此外，有機(jī)內(nèi)插嵌板表現(xiàn)出差的導(dǎo)熱性，還限制了可實(shí)現(xiàn)的電子組件功率密度。有機(jī)內(nèi)插嵌板的替代品包括娃內(nèi)插嵌板。娃內(nèi)插嵌板表現(xiàn)出相對(duì)于有機(jī)內(nèi)插嵌板改進(jìn)的熱性質(zhì)和尺寸性質(zhì)。但是，硅內(nèi)插嵌板的制造比較昂貴，并且在尺寸上存在限制。因此，需要具有改進(jìn)的強(qiáng)度、耐久性和合適的熱性質(zhì)的替代內(nèi)插嵌板。發(fā)明概述根據(jù)一種實(shí)施方式，用于電子組件的內(nèi)插嵌板包含由可離子交換玻璃形成的玻璃基板芯。玻璃基板芯包含第一表面，與第一表面相對(duì)的第二表面，厚度為T。第一壓縮應(yīng)力層可以從玻璃基板芯的第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中，到達(dá)第一層深度Dp第二壓縮應(yīng)力層可以與第一壓縮應(yīng)力層間隔開，并從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中，到達(dá)第二層深度D2?？梢杂卸鄠€(gè)通孔延伸通過(guò)玻璃基板芯的厚度T。多個(gè)通孔中的各通孔包圍有從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與各通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層的中間壓縮應(yīng)力區(qū)。在另一種實(shí)施方式中，制造用于電子組件的內(nèi)插嵌板的方法包括在玻璃基板芯中形成多個(gè)通孔。然后在玻璃基板芯中引入第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層、和多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)。第一壓縮應(yīng)力層可以從玻璃基板芯的第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中，到達(dá)第一層深度D115第二壓縮應(yīng)力層可以從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中，到達(dá)第二層深度D2。第一壓縮應(yīng)力層可以與第二壓縮應(yīng)力層間隔開。多個(gè)通孔中各通孔的側(cè)壁包圍有多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的一個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)。多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的各中間壓縮應(yīng)力區(qū)從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與各通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層。在另一種實(shí)施方式 中，制造用于電子組件的內(nèi)插嵌板的方法包括在包含可離子交換玻璃的玻璃基板芯中形成多個(gè)通孔。隨后對(duì)玻璃基板芯進(jìn)行蝕刻，從玻璃基板芯除去缺陷，使得玻璃基板芯的強(qiáng)度大于蝕刻之前的強(qiáng)度。然后可通過(guò)離子交換對(duì)玻璃基板芯進(jìn)行強(qiáng)化，形成從玻璃基板芯的第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中的第一壓縮應(yīng)力層。第一壓縮應(yīng)力層可具有第一層深度D115第二壓縮應(yīng)力層可以從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中。第二壓縮應(yīng)力層具有第二層深度D2，并且與第一壓縮應(yīng)力層間隔開。多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)一般可對(duì)應(yīng)于對(duì)個(gè)通孔，使得多個(gè)通孔中的各通孔被多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)包圍。以下詳述中將提出本發(fā)明的其他性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，部分性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于閱讀了本說(shuō)明書的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的，或可通過(guò)實(shí)施如本文所述包括以下詳述、權(quán)利要求以及附圖的實(shí)施方式而了解。應(yīng)該理解，以上簡(jiǎn)述和以下詳述描述了各種實(shí)施方式，目的是提供用于理解提出權(quán)利要求的主題內(nèi)容的性質(zhì)和特性的概況或框架。包括附圖以提供對(duì)各種實(shí)施方式的進(jìn)一步理解，附圖結(jié)合在本說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分。


了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，與說(shuō)明書一起用于解釋提出權(quán)利要求的主題內(nèi)容的原理和操作。附圖簡(jiǎn)要描述圖1是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的玻璃內(nèi)插嵌板示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有通孔結(jié)構(gòu)的玻璃內(nèi)插嵌板的截面示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有另一種通孔結(jié)構(gòu)的玻璃內(nèi)插嵌板的截面不意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的玻璃內(nèi)插嵌板的截面示意圖，顯示了在該玻璃內(nèi)插嵌板中引入的壓縮應(yīng)力層的深度；圖5是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有阻擋層的玻璃內(nèi)插嵌板的截面示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有阻擋層和粘合層的玻璃內(nèi)插嵌板的截面不意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有阻擋層、粘合層、和金屬化通孔的玻璃內(nèi)插嵌板的截面示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有金屬化通孔的玻璃內(nèi)插嵌板示意圖；圖9是玻璃基板芯的破壞應(yīng)力(X軸)與可靠性(y軸)的關(guān)系圖，所述玻璃基板芯具有以下情況的單個(gè)機(jī)械鉆孔通孔:i)剛鉆孔的情況；ii)化學(xué)蝕刻之后；以及iii)化學(xué)蝕刻之后進(jìn)行離子交換強(qiáng)化；圖10所示是玻璃基板芯的破壞應(yīng)力(X軸)與可靠性(y軸)的關(guān)系圖，所述玻璃基板芯具有以下情況的多個(gè)機(jī)械鉆孔通孔:i)剛鉆孔的情況；ii)化學(xué)蝕刻之后；以及iii)化學(xué)蝕刻之后進(jìn)行離子交換強(qiáng)化；圖11所示是玻璃基板芯的 破壞應(yīng)力(X軸)與可靠性(y軸)的關(guān)系圖，所述玻璃基板芯具有以下情況的單個(gè)激光鉆孔通孔:i)剛鉆孔的情況；ii)化學(xué)蝕刻之后；和iii)化學(xué)蝕刻之后進(jìn)行離子交換強(qiáng)化；圖12是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有圓齒形邊緣的玻璃內(nèi)插嵌板的示意圖；以及圖13是根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的具有金屬化的圓齒形邊緣的玻璃內(nèi)插嵌板示意圖。發(fā)明詳述下面具體參考玻璃內(nèi)插嵌板及其制造方法的各種實(shí)施方式，其例子如附圖所示。玻璃內(nèi)插嵌板的一種實(shí)施方式如不意圖1所不。玻璃內(nèi)插嵌板一般包含由可離子交換玻璃形成的玻璃基板芯。延伸通過(guò)玻璃基板芯的厚度的多個(gè)通孔。第一壓縮應(yīng)力層從玻璃基板芯的第一表面延伸到層深度Dp第二壓縮應(yīng)力層從玻璃基板芯的第二表面延伸到層深度D20多個(gè)通孔中的各通孔包圍有從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與各通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層的中間壓縮應(yīng)力區(qū)。以下參考附圖更具體地描述玻璃內(nèi)插嵌板及其形成方法?，F(xiàn)參見(jiàn)圖1，示意性示出根據(jù)本發(fā)明所述和所示的一種或多種實(shí)施方式的玻璃內(nèi)插嵌板100。玻璃內(nèi)插嵌板100 —般包含其中形成有多個(gè)通孔104的玻璃基板芯102。在本文所述的實(shí)施方式中，玻璃基板芯102由可通過(guò)化學(xué)方式強(qiáng)化(例如通過(guò)離子交換工藝)的玻璃組合物形成。例如，玻璃基板芯102可由鈉鈣玻璃批料組合物、堿金屬鋁硅酸鹽玻璃批料組合物、堿金屬鋁硼硅酸鹽玻璃批料組合物、或其他玻璃批料組合物形成，這些組合物在形成之后可通過(guò)離子交換進(jìn)行強(qiáng)化。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，玻璃基板芯102由康寧公司(Corning, Inc)生產(chǎn)的Gorilla 玻璃形成。在一種實(shí)施方式中，玻璃基板芯由具有高熱膨脹系數(shù)(CTE)的玻璃組合物形成。例如，玻璃基板芯的CTE可類似于可施加于玻璃基板芯的電路材料的CTE，所述材料包括但并不限于半導(dǎo)體材料和金屬材料等。在一種實(shí)施方式中，玻璃基板芯的CTE可約為45X10_V°C至100X10_7/°C。但是應(yīng)該理解，在另一些實(shí)施方式中，玻璃基板芯的CTE可小于約 45 X IO-V0C o玻璃基板芯 102 —般為平面狀,具有彼此相對(duì)且平行的第一表面106和第二表面108。玻璃基板芯102 —般具有在第一表面106和第二表面108之間延伸的厚度T (圖2)。在本文所述的實(shí)施方式中，玻璃基板芯102的厚度T約為50微米至I毫米。例如在一種實(shí)施方式中，玻璃基板芯102的厚度約為100-150微米。在另一種實(shí)施方式中，玻璃基板芯102的厚度約為150-500微米。在另一種實(shí)施方式中，玻璃基板芯102的厚度約為300-700微米。首先提供剛拉制條件(即通過(guò)離子交換進(jìn)行強(qiáng)化之前)的玻璃基板芯102，然后形成通過(guò)玻璃基板芯102的厚度T的通孔104。隨后在未強(qiáng)化的玻璃基板芯102中形成通孔104，形成玻璃內(nèi)插嵌板100。如上所述在未強(qiáng)化的玻璃基板芯102中形成通孔104，使得玻璃基板芯的裂紋或碎屑減少，尤其是在與通孔104相鄰的區(qū)域中，這些區(qū)域的玻璃基板芯102在離子交換強(qiáng)化之后在機(jī)加工過(guò)程中容易損壞。在一種實(shí)施方式中，可以先對(duì)玻璃基板芯102進(jìn)行退火，然后形成通孔104。對(duì)玻璃基板芯102進(jìn)行退火，能減小或消除玻璃基板芯102中存在的殘余應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致在通孔104形成過(guò)程中當(dāng)玻璃基板芯中存在殘余應(yīng)力時(shí)玻璃基板芯中的裂紋或碎屑。在對(duì)玻璃基板芯102進(jìn)行退火的一些實(shí)施方式中，退火過(guò)程可包括將玻璃基板芯加熱到玻璃的退火點(diǎn)(即，加熱到玻璃的動(dòng)態(tài)粘度約為IXlO13泊的溫度)。但是應(yīng)該理解，退火步驟是任選的，在一些實(shí)施方式中，可以在不首先進(jìn)行退火步驟的情況下在玻璃基板芯中形成通孔。
可采用多種成形技術(shù)中的任意技術(shù)在未強(qiáng)化的玻璃基板芯102中形成通孔104。例如，可通過(guò)機(jī)械鉆孔、蝕刻、激光燒蝕、激光輔助工藝、噴砂、水射流磨削加工、聚焦電熱能量或任何其他合適的形成技術(shù)來(lái)形成通孔104。在一種具體的實(shí)施方式中，采用授予康寧公司的題為“在透明體中制造至少一個(gè)孔的方法以及由這種方法制造的裝置(Method ofmaking at least one hole in a transparent body and devices made by this method)”的美國(guó)專利第6990285號(hào)中描述的激光燒蝕技術(shù)形成通孔104，該專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此?，F(xiàn)參見(jiàn)圖1和2，在一種實(shí)施方式中，通孔104在玻璃基板芯102的平面上具有基本圓形的截面，直徑ID約為10微米至I毫米的范圍內(nèi)。在圖2所示的實(shí)施方式中，通孔104具有基本圓柱形的側(cè)壁122，使得各通孔104在玻璃基板芯102的第一表面106和玻璃基板芯102的第二表面108上具有相同的直徑ID。在圖2所示的實(shí)施方式中，各通孔104具有大致相等的直徑ID。但是在另一些實(shí)施方式中(未示出)，形成的通孔可具有不同的直徑。例如形成的第一組多個(gè)通孔可具有第一直徑，而形成的第二組多個(gè)通孔可具有第二直徑?，F(xiàn)參見(jiàn)圖1和3，在另一種實(shí)施方式中，形成的通孔104可以是基本圓錐形的，如圖3所示。例如形成的通孔104可以是，通孔104的側(cè)壁122在玻璃基板芯102的第一表面106和玻璃基板芯102的第二表面108之間逐漸減小。在該實(shí)施方式中，通孔104在玻璃基板芯102的第一表面106上具有第一直徑ID1，在玻璃基板芯102的第二表面表面上具有不同的第二直徑ID2。在另一種實(shí)施方式中(未示出)，形成的通孔104可以是，通孔的側(cè)壁從玻璃基板芯的第一表面到玻璃基板芯的中間平面(即，在玻璃基板芯的第一表面和玻璃基板芯的第二表面之間的通過(guò)玻璃基板芯的平面)逐漸減小，并且從玻璃基板芯的中間平面到玻璃基板芯的第二表面逐漸增大(即，通孔在玻璃基板芯102的厚度T上具有普通的砂漏形狀)。在該實(shí)施方式中，通孔104在玻璃基 板芯的第一表面上具有第一直徑，在玻璃基板芯的第二表面上具有第二直徑，在玻璃基板芯的中間平面上具有第三直徑，其中第一直徑和第二直徑大于第三直徑。在一種實(shí)施方式中，第一直徑可以等于第二直徑。雖然本文具體參考了在玻璃基板芯的厚度上具有不同截面幾何形狀的通孔，但是應(yīng)該理解，通孔可采取多種其他的截面幾何形狀，因此，本文所述的實(shí)施方式不限于任何特定的通孔截面幾何形狀。雖然圖2和3描繪了具有基本圓柱形側(cè)壁的通孔的實(shí)施方式以及具有基本圓錐形側(cè)壁的通孔的實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解，這兩種通孔都可以在單個(gè)玻璃內(nèi)插嵌板100中形成。此外，在圖1所示玻璃內(nèi)插嵌板100的實(shí)施方式中，在未強(qiáng)化玻璃基板芯中以規(guī)則圖案形成通孔104。但是應(yīng)該理解，在另一些實(shí)施方式中，可以以不規(guī)則圖案形成通孔104。除此之外，雖然圖1所描繪的玻璃內(nèi)插嵌板100的實(shí)施方式中顯示通孔104在玻璃基板芯102的平面上具有圓形的截面，但是應(yīng)該理解，通孔可具有其他的平面截面幾何形狀。例如，通孔在玻璃基板芯平面上可具有各種其他截面幾何形狀，包括但并不限于，橢圓形截面、正方形截面、矩形截面和三角形截面等。此外還應(yīng)理解，可以在單個(gè)內(nèi)插嵌板中形成具有不同截面幾何形狀的通孔104。在本文所示和所述的玻璃內(nèi)插嵌板100的一些實(shí)施方式中，所形成的玻璃內(nèi)插嵌板100具有多個(gè)通孔104。但是在另一些實(shí)施方式中(未出),玻璃內(nèi)插嵌板100還可包含一個(gè)或多個(gè)暗孔(blind-vias)，例如并不延伸通過(guò)玻璃基板芯102的厚度T的孔。在這些實(shí)施方式中，可采用與通孔相同的技術(shù)形成暗孔，暗孔可以具有與通孔類似的尺寸和平面截面幾何形狀。在一種實(shí)施方式中，可以在形成通孔104之后對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行退火。在該實(shí)施方式中，可利用退火步驟來(lái)減小在通孔104的形成過(guò)程中在玻璃內(nèi)插嵌板100中產(chǎn)生的應(yīng)力。例如，當(dāng)利用激光輔助工藝形成通孔104時(shí)，在形成通孔之后，會(huì)在玻璃基板芯中留有熱應(yīng)力?？衫猛嘶鸩襟E減小這種殘余應(yīng)力，使得玻璃內(nèi)插嵌板100為基本無(wú)應(yīng)力的。但是應(yīng)理解，在形成通孔之后進(jìn)行的退火步驟是任選的，在一些實(shí)施方式中，在形成通孔之后沒(méi)有對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行退火。在另一種實(shí)施方式中，可以在形成通孔之后對(duì)玻璃基板芯102進(jìn)行化學(xué)蝕刻。例如，可以通過(guò)以下方式對(duì)玻璃基板芯進(jìn)行化學(xué)蝕刻:將玻璃基板芯浸入酸溶液中，這從玻璃基板芯表面和通孔內(nèi)部去除了缺陷。通過(guò)蝕刻除去這些缺陷減少內(nèi)插嵌板中的裂紋引發(fā)位置的數(shù)量，從而提高玻璃內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)玻璃內(nèi)插嵌板是由Gori I la 玻·璃形成時(shí)，可以在HF: HCl: 20H20的溶液中對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕刻，從玻璃內(nèi)插嵌板表面和通孔除去缺陷。但是應(yīng)該理解，在形成通孔之后進(jìn)行的化學(xué)蝕刻步驟是任選的，因此在一些實(shí)施方式中，在形成通孔之后沒(méi)有對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行化學(xué)蝕刻。在玻璃基板芯102中形成通孔104之后,采用離子交換工藝對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，在離子交換工藝中，在靠近玻璃外表面的玻璃層中，玻璃中較小金屬離子被相同價(jià)態(tài)的較大金屬離子替換或“交換”。用較大離子替換較小離子使得在延伸到一定層深度(DOL)的玻璃表面中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。在一種實(shí)施方式中，金屬離子是單價(jià)堿金屬離子(例如Na+、K+和Rb+等)，離子交換通過(guò)以下方式進(jìn)行:將基板浸入包含至少一種較大金屬離子的熔融鹽(例如KNO3、K2SO4或者KCl等)的浴中，以替換玻璃中的較小金屬離子?；蛘?，可以用其他單價(jià)陽(yáng)離子如Ag+、Tl+和Cu+等交換玻璃中的堿金屬陽(yáng)離子。可用來(lái)強(qiáng)化玻璃內(nèi)插嵌板的離子交換工藝包括但并不限于:將玻璃浸入單種浴中，或者將玻璃浸入多種浴中等，或者將玻璃浸入不同的組合物中；其中，在浸入步驟之間存在清洗和/或退火步驟。例如在本文所述的玻璃內(nèi)插嵌板100由包含Gorilla 玻璃的玻璃基板芯102形成的一些實(shí)施方式中，可通過(guò)以下方式對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行離子交換強(qiáng)化:將玻璃基板芯浸入溫度為410°C的KNO3熔融鹽浴中。將玻璃基板芯浸入鹽浴中時(shí)，未強(qiáng)化玻璃基板芯中的Na+尚子被K+尚子交換,從而在玻璃基板芯中引入壓縮應(yīng)力。玻璃基板芯102中引入的壓縮應(yīng)力的大小和層深度(DOL) —般取決于將玻璃基板芯浸入鹽浴中的時(shí)間長(zhǎng)度。例如，將由厚度為0.7mm的Gorilla 玻璃形成的玻璃基板芯浸入溫度為410°C的KNO3鹽浴中保持7小時(shí)會(huì)產(chǎn)生約720MPa的壓縮應(yīng)力和50微米的層深度。雖然參考了與特定玻璃組合物聯(lián)用的特定離子交換強(qiáng)化工藝，但是應(yīng)該理解，還可采用其他離子交換工藝。而且還應(yīng)該理解，用來(lái)強(qiáng)化玻璃內(nèi)插嵌板的離子交換工藝可以根據(jù)形成玻璃內(nèi)插嵌板的玻璃基板芯的具體組合物而變化?，F(xiàn)參見(jiàn)圖4，對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化導(dǎo)致產(chǎn)生從玻璃基板芯102的第一表面106延伸到玻璃基板芯的厚度中到達(dá)層深度D1的第一壓縮應(yīng)力層110。類似地，對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化導(dǎo)致產(chǎn)生從玻璃基板芯102的第二表面108延伸到玻璃基板芯102的厚度中到達(dá)層深度D2的第二壓縮應(yīng)力層112。第一壓縮應(yīng)力層110和第二壓縮應(yīng)力層112通過(guò)中間張力層113互相間隔開。在本文所述的一種實(shí)施方式中，壓縮應(yīng)力可約為200-1000MPa。在另一種實(shí)施方式中，壓縮應(yīng)力可約為500_800MPa。在另一種實(shí)施方式中，壓縮應(yīng)力可約為650-900MPa。在本文所述的一些實(shí)施方式中，第一層深度D1基本等于第二層深度D2。在一種實(shí)施方式中，第一層深度和第二層深度可各自約為5-100微米。在另一種實(shí)施方式中，第一層深度和第二層深度可各自約為30-60微米。在另一種實(shí)施方式中，第一層深度和第二層深度可各自約為40-60微米。此外，在玻璃基板芯102中形成通孔之后對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化產(chǎn)生多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)114，這些區(qū)包圍各通孔104并從通孔104的側(cè)壁122延伸到玻璃基板芯中。例如，各中間壓縮應(yīng)力區(qū)114包圍對(duì)應(yīng)通孔104形成并與其側(cè)壁直接相鄰，使得通孔104被從玻璃基板芯102的第一表面106延伸到玻璃基板芯的第二表面108的圓柱形壓縮應(yīng)力包圍。在本文所述的一些實(shí)施方式中，各中間壓縮應(yīng)力區(qū)114從第一壓縮應(yīng)力層110延伸到第二壓縮應(yīng)力層112，使得包圍通孔的圓柱形玻璃在玻璃基板芯102的厚度中處于壓縮條件下。各中間壓縮應(yīng)力區(qū)114具有徑向厚度R。在本文所述的一種實(shí)施方式中，徑向厚度R基本等于第一層深度D1和第二層深度D2。因此應(yīng)該理解，在一些實(shí)施方式中，包圍各通孔104的中間壓縮應(yīng)力區(qū)114可具有約5-100微米的徑向厚度，而在另一些實(shí)施方式中，徑向厚度可約為30-60微米。在另一些實(shí)施方式中，徑向厚度R約為40-60微米。在本文所述的一些實(shí)施方式中，各壓縮應(yīng)力區(qū)中的壓縮應(yīng)力可約為200-1000MPa。例如在一種實(shí)施方式中，各中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的壓縮應(yīng)力可約為500-800MPa。在另一種實(shí)施方式中，各中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的壓縮應(yīng)力可約為650-900MPa。在各通孔104周圍產(chǎn)生的中間壓縮應(yīng)力區(qū)114減小了玻璃內(nèi)插嵌板因?yàn)閺耐?04側(cè)壁開始產(chǎn)生裂紋而遭破壞的可能性。因此，在通孔104周圍產(chǎn)生的中間壓縮應(yīng)力區(qū)114能提高玻璃內(nèi)插嵌板100的總體強(qiáng)度。而且，在通孔周圍產(chǎn)生的中間壓縮應(yīng)力區(qū)114事實(shí)上可以將玻璃內(nèi)插嵌板100的強(qiáng)度提高到超過(guò)玻璃基板芯在形成通孔之前的強(qiáng)度的水平，以下參考具體實(shí)施例更具體地說(shuō)明?，F(xiàn)參見(jiàn)圖1以及圖12-13，在一些實(shí)施方式中，在形成通孔104并對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行了化學(xué)強(qiáng)化之后，可以將玻璃內(nèi)插嵌板100分離成子板，然后進(jìn)行額外的加工。在一種實(shí)施方式中，如圖1所示，沿著延伸通過(guò)一排通孔104的至少一根分離線131對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行分離。當(dāng)采用這種技術(shù)分離玻璃內(nèi)插嵌板100時(shí)，可形成具有至少一個(gè)圓齒形邊緣142的子板140 (圖12)。圓齒形邊緣142的圓齒形部分144可具有由于進(jìn)行離子交換強(qiáng)化而產(chǎn)生的延伸通過(guò)子板140厚度的壓縮層。因此，圓齒形邊緣142可具有額外的邊緣強(qiáng)度和改善的耐斷裂性。在該實(shí)施方式中，圓齒形邊緣142的圓齒形部分144可填充有填料。例如在圖13所示的實(shí)施方式中，圓齒形部分144可進(jìn)行金屬化或填充有傳導(dǎo)性材料(例如金屬材料120)，從而沿著圓齒形邊緣142提供一系列金屬墊。所述金屬墊可用作與子板140的電連接。用于金屬化圓齒形部分144的合適材料包括但并不限于，銅和銅合金，金和金合金，銀和銀合金，鉬和鉬合金，或者招和招合金。在另一種實(shí)施方式中，圓齒形部分144可填充有其他填料，包括但并不限于，聚合材料以及玻璃料等，用于提供其他功能，例如使嵌板絕緣或者為 嵌板邊緣提供保護(hù)。
在另一些實(shí)施方式中，在形成通孔104并對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行了化學(xué)強(qiáng)化之后，可以將其他材料層和/或部件增加到玻璃內(nèi)插嵌板100上，以制造用于電子組件的玻璃內(nèi)插嵌板100。例如參見(jiàn)圖5，可以在通過(guò)離子交換對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板100進(jìn)行強(qiáng)化之后，將阻擋層116施加于玻璃基板芯102上。在本文所述的一些實(shí)施方式中，將阻擋層116施加于玻璃基板芯102上，使得阻擋層116涂覆玻璃基板芯102的第一表面106、玻璃基板芯102的第二表面108、以及通孔104的側(cè)壁122,如圖5所不。在另一些實(shí)施方式中(未不出),可以將阻擋層116施加于第一表面106和/或第二表面108。阻擋層116防止堿金屬離子從玻璃基板芯102擴(kuò)散到設(shè)置在玻璃基板芯102上的材料和/或部件中。因此應(yīng)該理解，阻擋層116可以由適合于防止堿金屬離子從玻璃基板芯102擴(kuò)散的任何組合物形成。例如在一種實(shí)施方式中，阻擋層由氮化硅形成，將該阻擋層施加于基板上，厚度為數(shù)納米至數(shù)微米的范圍。在另一種實(shí)施方式中，阻擋層可以由除了氮化硅以外的材料形成，包括但并不限于氧化硅、二氧化硅、或碳化硅?，F(xiàn)參見(jiàn)圖6，在另一種實(shí)施方式中，將粘合層118施加于玻璃內(nèi)插嵌板100，施加在阻擋層116上。在本文所述的一些實(shí)施方式中,將粘合層118施加于玻璃內(nèi)插嵌板100,從而將粘合層118施加于阻擋層116上。在本文所述的一些實(shí)施方式中，粘合層118涂覆了玻璃基板芯102的第一表面106、玻璃基板芯102的第二表面108、以及通孔104的側(cè)壁，如圖5所示。但是在另一些實(shí)施方式中(未示出)，可以將粘合層118施加于通孔104的側(cè)壁以及施加到第一表面106和/或第二表面108上通孔104周圍的環(huán)中。粘合層118通常由能促進(jìn)隨后施加于玻璃內(nèi)插嵌板100的其他材料發(fā)生粘合的材料形成，包括但并不限于，金屬、介電材料以及半導(dǎo)體材料等。在本文所述的一些實(shí)施方式中，粘合層118可以由各種材料形成，包括但并不限于，鈦、鈦合金、鉻、鉻合金、銅或銅合金。例如在一種實(shí)施方式中，粘合層由銅形成，施加于基板的厚度小于I納米。例如在一種實(shí)施方式中，粘合層的厚度約為數(shù)個(gè)原子層(即，厚度為粘合層材料的數(shù)個(gè)原子的層)。在另一種實(shí)施方式中，粘合層可以由其他材料形成，包括但并不限于硅烷。雖然將粘合層118施加于阻擋層116上，但是應(yīng)該理解，在另一些實(shí)施方式中，可以將粘合層118直接施加于玻璃基板芯的第一表面、玻璃基板芯的第二表面、各通孔的側(cè)壁、或其組合?，F(xiàn)參見(jiàn)圖7，將粘合層118施加于玻璃內(nèi)插嵌板100之后，可以通過(guò)用傳導(dǎo)性材料120如傳導(dǎo)性金屬材料填充通孔104，對(duì)通孔104進(jìn)行金屬化。例如在一種實(shí)施方式中，可以通過(guò)在通孔中沉積傳導(dǎo)性材料如銅或銅合金，對(duì)通孔104進(jìn)行金屬化，從而提供通過(guò)玻璃內(nèi)插嵌板100厚度的傳導(dǎo)性通路。適用于對(duì)通孔進(jìn)行金屬化的材料可包括但并不限于，銅和銅合金、金和金合金、銀和銀合金、鉬和鉬合金、或者招和招合金。對(duì)通孔進(jìn)行了金屬化之后，可以在玻璃內(nèi)插嵌板100上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)介電層(未示出)和/或電氣部件(未示出)，例如集成電路部件、模擬電路部件或者半導(dǎo)體材料等，以形成三維電子組件?，F(xiàn)參見(jiàn)圖8，在一些實(shí)施方式中，在向玻璃內(nèi)插嵌板100增加介電層和/或電氣部件之前，可以沿著分離線130將玻璃內(nèi)插嵌板100分離成多個(gè)較小的嵌板150?？刹捎酶鞣N分離技術(shù)沿著分離線130分離 玻璃內(nèi)插嵌板100，這些技術(shù)包括但并不限于，激光刻線和折斷技術(shù)、機(jī)械刻線和折斷技術(shù)以及激光貫穿切割等。在玻璃內(nèi)插嵌板100中的中間張力小于約20MPa的一些實(shí)施方式中，可利用激光刻線和折斷技術(shù)(采用CO2激光器)或甚至機(jī)械刻線和折斷技術(shù)來(lái)進(jìn)行分離。但是在玻璃內(nèi)插嵌板具有高水平中間張力的一些實(shí)施方式中，可利用激光貫穿切割技術(shù)來(lái)進(jìn)行分離。
實(shí)施例以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明實(shí)施方式。在以下各實(shí)施例中，采用ASTM C1499-09:在環(huán)境溫度對(duì)先進(jìn)陶瓷進(jìn)行單調(diào)等二軸接曲強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(Standard Test Method for Monotonic EquibiaxialFlexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature)中所述的環(huán)上環(huán)(ring-on-ring)測(cè)試技術(shù)對(duì)玻璃基板和玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行測(cè)試直至破壞。各組樣品由10個(gè)樣品組成，對(duì)組中各單獨(dú)樣品的破壞應(yīng)力取平均值，確定10個(gè)樣品的樣品組的平均破壞應(yīng)力。為了對(duì)以下各實(shí)施例建立基線參考，采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)沒(méi)有通孔也未進(jìn)行離子交換強(qiáng)化的50mmX50mmX0.7mm厚度的Gorilla 玻璃基板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。根據(jù)測(cè)試測(cè)得的破壞應(yīng)力約為450MPa。另外，將沒(méi)有通孔的50mmX50mmX0.7mm厚度的Gorilla 玻璃基板在410°C的熔融KNO3中進(jìn)行7小時(shí)的離子交換強(qiáng)化，產(chǎn)生延伸到50微米層深度的720MPa的壓縮應(yīng)力。采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)玻璃基板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。測(cè)得破壞應(yīng)力約為 615MPa。實(shí)施例1用Gorilla 堿金屬招娃酸鹽玻璃形成3組50mmX 50mm的玻璃內(nèi)插嵌板。各玻璃內(nèi)插嵌板的厚度為0.7mmο在該實(shí)施例中，在各玻璃內(nèi)插嵌板的中心機(jī)械鉆孔直徑Imm的單個(gè)通孔，如圖9所示。然后采用環(huán)上環(huán)測(cè)試以剛鉆孔條件(即，沒(méi)有進(jìn)一步加工)對(duì)第一組玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄破壞時(shí)施加的應(yīng)力(即破壞應(yīng)力)。將第二組玻 璃內(nèi)插嵌板在HF:HC1:20H20溶液中進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕刻，從玻璃內(nèi)插嵌板表面和通孔除去缺陷。然后采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)第二組玻璃內(nèi)插嵌板中的各玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄各玻璃內(nèi)插嵌板破壞時(shí)施加的應(yīng)力。將具有單個(gè)Imm直徑通孔的第三組玻璃內(nèi)插嵌板在HF:HC1:20H20溶液中進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕刻，從玻璃內(nèi)插嵌板表面和通孔除去缺陷。然后將各玻璃內(nèi)插嵌板在410°C的熔融KNO3中進(jìn)行7小時(shí)的離子交換強(qiáng)化。得到的壓縮應(yīng)力層從各玻璃內(nèi)插嵌板表面延伸到約50微米的層深度。離子交換強(qiáng)化還形成了包圍通孔側(cè)壁并從通孔側(cè)壁延伸到玻璃內(nèi)插嵌板中的中間壓縮應(yīng)力區(qū)，該中間壓縮應(yīng)力區(qū)的徑向厚度約為50微米。第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層、和中間壓縮區(qū)的壓縮應(yīng)力約為720MPa。然后采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)第三組玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄各玻璃內(nèi)插嵌板的破壞應(yīng)力?，F(xiàn)參見(jiàn)圖9，實(shí)施例1的玻璃內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度以破壞應(yīng)力(X軸)和可靠性(y軸)的Weibull圖形式顯示。如圖9所示，剛鉆孔的玻璃內(nèi)插嵌板的平均破壞應(yīng)力約為lOOMPa，表明相對(duì)于未鉆孔的玻璃基板，玻璃在形成通孔之后明顯弱化。但是經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻處理的樣品的平均破壞應(yīng)力約為400MPa，表明強(qiáng)度相對(duì)于剛鉆孔的未經(jīng)化學(xué)蝕刻的玻璃內(nèi)插嵌板提高4倍，還表明化學(xué)蝕刻工藝使得剛鉆孔的內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度恢復(fù)到無(wú)通孔的可比玻璃基板強(qiáng)度的約90%。而且，經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻處理、隨后進(jìn)行了離子交換強(qiáng)化的樣品的平均破壞應(yīng)力約為2000MPa,表明強(qiáng)度相對(duì)于剛鉆孔的未經(jīng)化學(xué)蝕刻的玻璃內(nèi)插嵌板提高20倍而且相對(duì)于剛鉆孔的經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻的玻璃內(nèi)插嵌板提高5倍。實(shí)施例2用Gorilla 堿金屬招娃酸鹽玻璃形成3組50mmX 50mm的玻璃內(nèi)插嵌板。各玻璃內(nèi)插嵌板的厚度為0.7_。在該實(shí)施例中,在玻璃內(nèi)插嵌板中機(jī)械鉆孔形成5個(gè)通孔,截面構(gòu)造如圖10所示。各通孔直徑為Imm,邊到邊(edge-to-edge)間距為300微米。采用環(huán)上環(huán)測(cè)試以剛鉆孔條件(即，沒(méi)有進(jìn)一步加工)對(duì)第一組玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄破壞時(shí)施加的應(yīng)力(即破壞應(yīng)力)。如上所述將第二組玻璃內(nèi)插嵌板在HF:HC1:20H20溶液中進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕亥IJ，從玻璃內(nèi)插嵌板表面和通孔除去缺陷。采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)第二組玻璃內(nèi)插嵌板中的各玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄各玻璃內(nèi)插嵌板破壞時(shí)施加的應(yīng)力。如上所述將具有5個(gè)通孔的第三組玻璃內(nèi)插嵌板在HF:HC1:20H20溶液中進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕刻，然后將各玻璃內(nèi)插嵌板在410°C的熔融KNO3中進(jìn)行7小時(shí)的離子交換強(qiáng)化，得到延伸到約50微米層深度的約720MPa的壓縮應(yīng)力。離子交換強(qiáng)化形成包圍通孔側(cè)壁并從通孔側(cè)壁延伸到玻璃內(nèi)插嵌板中的中間壓縮應(yīng)力區(qū)，該中間壓縮應(yīng)力區(qū)的徑向厚度約為50微米。然后采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)第三組玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄各玻璃內(nèi)插嵌板的破壞應(yīng)力。現(xiàn)參見(jiàn)圖10，實(shí)施例2的玻璃內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度以破壞應(yīng)力(X軸)和可靠性(y軸)的Weibull圖形式顯示。如圖10所示，剛鉆孔的玻璃內(nèi)插嵌板的平均破壞應(yīng)力小于lOOMPa，表明玻璃在形成通孔之后明顯弱化。但是經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻處理的樣品的平均破壞應(yīng)力約為300MPa，比剛鉆孔的未經(jīng)化學(xué)蝕刻的玻璃內(nèi)插嵌板高約3倍。而且，經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻處理、隨后進(jìn)行了離子交換強(qiáng)化的樣品的平均破壞應(yīng)力約為lOOOMPa，表明強(qiáng)度相對(duì)于剛鉆孔的未經(jīng)化學(xué)蝕刻的玻璃內(nèi)插嵌板提高10倍。

實(shí)施例3用Gorilla 堿金屬招娃酸鹽玻璃形成3組50mmX 50mm的玻璃內(nèi)插嵌板。各玻璃內(nèi)插嵌板的厚度為0.7mm。在該實(shí)施例中，采用飛秒激光穿孔技術(shù)在各玻璃內(nèi)插嵌板的中心激光鉆孔形成直徑Imm的單個(gè)通孔。然后采用環(huán)上環(huán)測(cè)試以剛鉆孔條件(即，沒(méi)有進(jìn)一步加工)對(duì)第一組玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄破壞時(shí)施加的應(yīng)力(即破壞應(yīng)力)。將第二組玻璃內(nèi)插嵌板在HF:HC1:20H20溶液中進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕刻，從玻璃內(nèi)插嵌板表面和通孔除去缺陷。采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)第二組玻璃內(nèi)插嵌板中的各玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄各玻璃內(nèi)插嵌板破壞時(shí)施加的應(yīng)力。將具有單個(gè)Imm直徑通孔的第三組玻璃內(nèi)插嵌板在HF:HC1:20H20溶液中進(jìn)行15分鐘的化學(xué)蝕刻，從玻璃內(nèi)插嵌板表面和通孔除去缺陷。然后將各玻璃內(nèi)插嵌板在410°C的熔融KNO3中進(jìn)行7小時(shí)的離子交換強(qiáng)化。得到的壓縮應(yīng)力層從各玻璃內(nèi)插嵌板表面延伸到約50mm的層深度。離子交換強(qiáng)化還形成包圍通孔側(cè)壁并從通孔側(cè)壁延伸到玻璃內(nèi)插嵌板中的中間壓縮應(yīng)力區(qū)，該中間壓縮應(yīng)力區(qū)的徑向厚度約為50_。第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層、和中間壓縮區(qū)的壓縮應(yīng)力約為720MPa。然后采用環(huán)上環(huán)測(cè)試對(duì)第三組玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行機(jī)械測(cè)試直至破壞。記錄各玻璃內(nèi)插嵌板的破壞應(yīng)力。現(xiàn)參見(jiàn)圖11，實(shí)施例3的玻璃內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度以破壞應(yīng)力(X軸)和可靠性(y軸)的Weibull圖形式顯示。如圖11所示，實(shí)施例3的內(nèi)插嵌板強(qiáng)度遵循與實(shí)施例1和2中具有機(jī)械鉆孔的通孔的內(nèi)插嵌板類似的趨勢(shì)。具體來(lái)說(shuō)，相對(duì)于剛鉆孔條件的內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻之后的內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度的發(fā)生提高。而且，相對(duì)于僅經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻的內(nèi)插嵌板強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻和離子交換強(qiáng)化之后的內(nèi)插嵌板的強(qiáng)度的發(fā)生提高。雖然實(shí)施例1-3描述了先進(jìn)行化學(xué)蝕刻、然后進(jìn)行離子交換強(qiáng)化的玻璃內(nèi)插嵌板，但是應(yīng)該理解，在另一些實(shí)施方式中，可以在未經(jīng)化學(xué)蝕刻前對(duì)玻璃內(nèi)插嵌板進(jìn)行離子交換強(qiáng)化。根據(jù)以上內(nèi)容，應(yīng)該理解，本發(fā)明方法可用于形成強(qiáng)度提高的玻璃內(nèi)插嵌板。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的玻璃內(nèi)插嵌板不太容易從在玻璃內(nèi)插嵌板中形成的通孔擴(kuò)展的裂紋發(fā)生破壞，因此可容易結(jié)合到三維電子組件中，不會(huì)使因裂紋而使得遭破壞的風(fēng)險(xiǎn)增大。而且，本發(fā)明的玻璃內(nèi)插嵌板的熱性質(zhì)與常用于制造集成電路的材料相容。此外，本發(fā)明的玻璃內(nèi)插嵌板在寬范圍的工作溫度內(nèi)是尺寸穩(wěn)定的。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在不偏離要求權(quán)利的主題內(nèi)容的精神和范圍的情況下對(duì)本文所述的實(shí)施方式進(jìn)行各種修改和變化。因此本說(shuō)明書涵蓋本文所述的各種實(shí)施方式的修改和變化·，前提是這些修改和變化落在所附權(quán)利要求及其等同項(xiàng)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電子組件的內(nèi)插嵌板，該內(nèi)插嵌板包含:由可離子交換玻璃形成的玻璃基板芯，其包含:第一表面，與第一表面相對(duì)的第二表面，所述玻璃基板芯厚度為T ；第一壓縮應(yīng)力層，所述第一壓縮應(yīng)力層從玻璃基板芯的第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中到達(dá)第一層深度D1 ；與第一壓縮應(yīng)力層間隔開的第二壓縮應(yīng)力層，所述第二壓縮應(yīng)力層從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中到達(dá)第二層深度D2 ;以及多個(gè)延伸通過(guò)玻璃基板芯的厚度T的通孔，其中所述多個(gè)通孔中的各通孔包圍有從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與各通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層的中間壓縮應(yīng)力區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于，所述玻璃基板芯是堿金屬鋁硅酸鹽玻璃或堿金屬鋁硼硅酸鹽玻璃。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于:所述第一層深度D1等于第二層深度D2 ;以及中間壓縮應(yīng)力區(qū)具有從通孔側(cè)壁開始的徑向厚度R，其中所述徑向厚度R等于第一層深度D1和第二層深度D2。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于，所述第一層深度D1、第二層深度D2和徑向厚度R約為5-100微米。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于，第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層和中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的壓縮應(yīng)力約為200-1000MPa。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于，所述玻璃基板芯的厚度T約為50微米至I毫米。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于，所述內(nèi)插嵌板包含至少一個(gè)圓齒形邊緣。
8.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)插嵌板，其特征在于，所述至少一個(gè)圓齒形邊緣的圓齒形部分填充有金屬化材料、聚合物材料或玻璃料材料。
9.一種制造用于電子組件的內(nèi)插嵌板的方法，該方法包括:在玻璃基板芯中形成多個(gè)通孔；以及在玻璃基板芯中形成第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層、和多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)，其中:第一壓縮應(yīng)力層從玻璃基板芯的第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中達(dá)到第一層深度D1 ；第二壓縮應(yīng)力層從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中達(dá)到第二層深度D2，并與第一壓縮應(yīng)力層間隔開；以及多個(gè)通孔中的各通孔的側(cè)壁包圍有多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的一個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)，其中多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的各中間壓縮應(yīng)力區(qū)從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與各通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述玻璃基板芯是可離子交換的 ；以及通過(guò)對(duì)玻璃基板芯進(jìn)行離子交換強(qiáng)化產(chǎn)生第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層和多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括對(duì)玻璃基板芯進(jìn)行蝕刻，其中玻璃基板芯在蝕刻之后的強(qiáng)度大于玻璃基板芯在蝕刻之前的強(qiáng)度。
12.如權(quán)利要求9所述的方法,該方法還包括在玻璃基板芯的第一表面、玻璃基板芯的第二表面、各通孔側(cè)壁、或其組合上沉積阻擋層，其中所述阻擋層防止堿金屬離子從玻璃基板芯擴(kuò)散。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括對(duì)多個(gè)通孔進(jìn)行金屬化。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過(guò)激光燒蝕、機(jī)械鉆孔、化學(xué)蝕刻、激光輔助工藝、噴砂、水射流加工、電熱聚焦或其組合在玻璃基板芯中形成多個(gè)通孔。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括在形成第一壓縮應(yīng)力層、第二壓縮應(yīng)力層和多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)之后分離玻璃基板芯。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，沿著延伸通過(guò)至少一個(gè)通孔的分離線分離玻璃基板芯。
17.—種制造用于電子組件的內(nèi)插嵌板的方法，該方法包括: 在包含可離子交換玻璃的玻璃基板芯中形成多個(gè)通孔； 蝕刻玻璃基板芯，從玻璃基板芯除去缺陷，其中蝕刻后的玻璃基板芯的強(qiáng)度大于蝕刻前的玻璃基板芯的強(qiáng)度；以及 通過(guò)離子交換強(qiáng)化玻璃基板芯，從而: 形成從玻璃基板芯的 第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中的第一壓縮應(yīng)力層,其中所述第一壓縮應(yīng)力層具有第一層深度D1 ； 形成從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中的第二壓縮應(yīng)力層，其中所述第二壓縮應(yīng)力層具有第二層深度D2,并與第一壓縮應(yīng)力層間隔開；以及 形成對(duì)應(yīng)于多個(gè)通孔的多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)，其中多個(gè)通孔中的各通孔被多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的一個(gè)對(duì)應(yīng)中間壓縮應(yīng)力區(qū)包圍。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，多個(gè)中間壓縮應(yīng)力區(qū)中的各中間壓縮應(yīng)力區(qū)包含徑向厚度R并從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與對(duì)應(yīng)通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層。
19.如權(quán)利要求17所述的方法,該方法還包括在玻璃基板芯的第一表面、玻璃基板芯的第二表面、各通孔的側(cè)壁、或其組合上沉積阻擋層，其中所述阻擋層防止堿金屬離子從玻璃基板芯擴(kuò)散。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，該方法還包括在玻璃基板芯上沉積粘合層，其中所述粘合層促進(jìn)隨后施加于玻璃基板芯的其他材料粘合。
全文摘要
本文描述了玻璃內(nèi)插嵌板及其形成方法。內(nèi)插嵌板包括由可離子交換玻璃形成的玻璃基板芯。第一壓縮應(yīng)力層可以從玻璃基板的第一表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中，到達(dá)第一層深度D1。第二壓縮應(yīng)力層可以與第一壓縮應(yīng)力層間隔開，從玻璃基板芯的第二表面延伸到玻璃基板芯的厚度T中，到達(dá)第二層深度D2?？梢杂卸鄠€(gè)通孔延伸通過(guò)玻璃基板芯的厚度T。各通孔被中間壓縮應(yīng)力區(qū)包圍，所述中間壓縮應(yīng)力區(qū)從第一壓縮應(yīng)力層延伸到與各通孔側(cè)壁相鄰的第二壓縮應(yīng)力層。
文檔編號(hào)C03C21/00GK103080034SQ201180041106
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者I·A·科爾內(nèi)霍, S·戈麥斯, J·M·哈里斯, L·A·穆?tīng)? S·楚達(dá) 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司