CN114560634A - 一种异形玻璃通孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形玻璃通孔的加工方法，包括以下步骤：A、对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，令目标区域形成预设小孔；B、对玻璃晶圆进行表面前处理；C、调节超声设备的输出参数，将装有蚀刻液的容器放于超声设备加热至所需温度；D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻；E、对玻璃晶圆进行表面后处理，得到异形玻璃通孔。本技术方案提出的一种异形玻璃通孔的加工方法，利用激光结合超声导向湿刻蚀的方式对异形玻璃通孔进行加工，有利于解决现有玻璃通孔均为圆柱通孔而带来的无法满足信号传输全部功能的技术问题，能有效解决现有玻璃通孔的加工方法造成的精度低、成本低、过孔结构差和刻蚀速率低的技术问题。

Description

一种异形玻璃通孔的加工方法

技术领域

本发明涉及三维集成封装转接板技术领域，尤其涉及一种异形玻璃通孔的加工方法。

背景技术

转接板(Interposer)是三维集成微系统中高密度互联和集成无源元件的载体，是实现三维集成的核心材料。目前数字电路(如DRAM、逻辑芯片)的三维集成普遍应用的是以硅为转接板的通孔技术(Through-Silicon Via，TSV)。然而，对于高频应用，要求转接板材料必须具有低介电损耗和低介电常数，以减少基板的射频功率耗散、增加自谐振频率。但是，由于硅是一种半导体材料，TSV周围的载流子在电场或磁场作用下可以自由移动，对邻近的电路或信号产生影响，降低芯片高频性能。此外，也因为硅的半导体特性，TSV还需要在通孔内制作电隔离层、扩散阻挡层、种子层以及无空隙的铜填充，不仅工艺复杂，而且寄生电容明显，往往难以满足三维集成射频微系统的性能要求。

玻璃材料没有自由移动的电荷，介电性能优良，以玻璃替代硅材料的玻璃通孔技术(Through Glass Via，TGV)可以避免TSV的高频损耗问题。此外，TGV技术可以省去铜填充前的前阻挡层和氧化覆膜层制作；同时显著减小镀铜层与基板之间的过孔电容，降低过孔有源和无源电路之间的电磁干扰。这样不仅大幅提高射频微系统的性能、减小体积，而且可大幅降低工艺复杂度和加工成本。因此，对射频微系统而言，玻璃是最合适的转接板材料，而TGV则是理想的射频微系统三维集成解决方案。

TGV在三维集成微系统封装领域，具有传输损耗低、集成密度高、功耗低和能够实现异构集成等优点，展现出了极好的性能。然而，目前加工的TGV通常为圆柱通孔，填充时间较长，信号传输存在损耗和衰减，信号传输较单一，由于只有一种圆柱结构，无法满足信号传输的全部功能。另外，现有玻璃微加工TGV成孔的加工方法主要有超声波钻孔、喷砂法、湿法刻蚀、干法刻蚀、激光刻蚀和机械钻孔等，但上述这些方法都存在精度低、成本高、过孔结构差、刻蚀速率低等问题，极大地限制了TGV技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于提出一种异形玻璃通孔的加工方法，利用激光结合超声导向湿刻蚀的方式对异形玻璃通孔进行加工，一方面，有利于解决现有玻璃通孔均为圆柱通孔而带来的无法满足信号传输全部功能的技术问题，另一方面，能有效解决现有玻璃通孔的加工方法造成的精度低、成本高、过孔结构差和刻蚀速率低的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种异形玻璃通孔的加工方法，包括以下步骤：

A、对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，令目标区域形成预设小孔；

B、根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，对玻璃晶圆进行表面前处理；

C、开启超声设备，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求调节超声设备的输出参数，然后将装有蚀刻液的容器放于超声设备加热至所需温度；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻过程中根据待加工异形玻璃通孔的加工需求持续调节超声设备的输出参数；

E、对玻璃晶圆进行表面后处理，根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，确认是否重复步骤B～D，蚀刻完毕后，得到异形玻璃通孔。

优选的，步骤C中，蚀刻液的质量浓度为2～15％。

优选的，步骤C中，超声设备的加热温度为20～80℃。

优选的，步骤D中，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为5～100min。

优选的，步骤B中，所述表面前处理为掩膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合；

步骤C和步骤D中，超声设备的输出参数包括超声波振动施加的方向和频率中的任意一种或多种的组合，且所述超声波振动施加的方向包括超声水平方向和超声竖直方向中的任意一种或多种的结合，所述超声波振动频率包括40kHz和80kHz中的任意一种；

步骤E中，所述表面后处理为揭膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合。

优选的，步骤A中，根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小和/或精度要求，对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，所述激光处理包括激光诱导和激光旋切中的任意一种。

优选的，根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理的具体步骤为：

当待加工异形玻璃通孔的孔径≤100μm，对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导；

当待加工异形玻璃通孔的孔径＞100μm，对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，调节激光旋切的输出参数。

优选的，步骤C中，当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，超声设备的加热温度为30～80℃，超声设备的超声波振动频率为80kHz；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，超声设备的加热温度为20～60℃，超声设备的超声波振动频率为40kHz。

优选的，步骤C中，蚀刻液包括HF溶液和NaOH溶液中的任意一种；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，蚀刻液为HF溶液，且蚀刻液的质量浓度为6～15％；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，蚀刻液为NaOH溶液，且蚀刻液的质量浓度为2～10％。

优选的，步骤D中，当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为10～100min；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为5～60min。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、通过实现异形玻璃通孔的加工，来传输不同的信号，从而实现更多的性能，使三维集成微系统封装领域更加完善。具体地，异形玻璃通孔具备以下优点：1)提高封装密度。多层器件重叠结构可成倍提高芯片集成度。2)提高电路工作速度。重叠结构使单元连线缩短，并使并行信号处理成为可能，从而实现电路的高速操作。3)可实现新型多功能器件及电路系统。如把光电器件等功能器件和TGV集成电路集成在一起，形成新功能系统。

2、利用激光结合超声导向湿刻蚀的方式对异形玻璃通孔进行加工，通过对激光处理的相关输出参数进行调节、对超声设备的相关输出参数进行调节以及对蚀刻液的种类、浓度等参数进行调节，从而实现异形玻璃通孔的加工，并实现对不同的异形通孔锥度、角度等方面的调控，满足封装过程的多样性。通过本方案的加工方法加工获得的异形玻璃通孔，一方面，有利于解决现有玻璃通孔均为圆柱通孔而带来的无法满足信号传输全部功能的技术问题，另一方面，能有效解决现有玻璃通孔的加工方法造成的精度低、成本高、过孔结构差和刻蚀速率低的技术问题。

附图说明

图1是本发明一种异形玻璃通孔的加工方法中实施例1的工艺成型过程示意图。

图2是本发明一种异形玻璃通孔的加工方法中实施例2的工艺成型过程示意图。

图3是本发明一种异形玻璃通孔的加工方法中实施例3的工艺成型过程示意图。

图4是本发明一种异形玻璃通孔的加工方法中实施例4的工艺成型过程示意图。

图5是本发明一种异形玻璃通孔的加工方法中实施例5的工艺成型过程示意图。

具体实施方式

一种异形玻璃通孔的加工方法，包括以下步骤：

A、对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，令目标区域形成预设小孔；

B、根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，对玻璃晶圆进行表面前处理；

C、开启超声设备，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求调节超声设备的输出参数，然后将装有蚀刻液的容器放于超声设备加热至所需温度；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻过程中根据待加工异形玻璃通孔的加工需求持续调节超声设备的输出参数；

E、对玻璃晶圆进行表面后处理，根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，确认是否重复步骤B～D，蚀刻完毕后，得到异形玻璃通孔。

TGV在三维集成微系统封装领域，具有传输损耗低、集成密度高、功耗低和能够实现异构集成等优点，展现出了极好的性能。然而，目前加工的TGV通常为圆柱通孔，填充时间较长，信号传输存在损耗和衰减，信号传输较单一，由于只有一种圆柱结构，无法满足信号传输的全部功能。因此，本技术方案提出了一种异形玻璃通孔的加工方法，通过实现异形玻璃通孔的加工，来传输不同的信号，从而实现更多的性能，使三维集成微系统封装领域更加完善。具体地，异形玻璃通孔具备以下优点：1)提高封装密度。多层器件重叠结构可成倍提高芯片集成度。2)提高电路工作速度。重叠结构使单元连线缩短，并使并行信号处理成为可能，从而实现电路的高速操作。3)可实现新型多功能器件及电路系统。如把光电器件等功能器件和TGV集成电路集成在一起，形成新功能系统。

具体地，本技术方案一种异形玻璃通孔的加工方法，包括以下步骤：

A、对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，令目标区域形成预设小孔；效率高，且激光处理后的小孔内壁光滑，能有效避免信号传输的损耗和衰减。

B、根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，对玻璃晶圆进行表面前处理；便于根据实际加工需求实现不同形状的玻璃通孔的加工。

C、开启超声设备，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求调节超声设备的输出参数，然后将装有蚀刻液的容器放于超声设备加热至所需温度；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻过程中根据待加工异形玻璃通孔的加工需求持续调节超声设备的输出参数；

现有玻璃微加工TGV成孔的加工方法主要有超声波钻孔、喷砂法、湿法刻蚀、干法刻蚀、激光刻蚀和机械钻孔等，但上述这些方法都存在精度低、成本高、过孔结构差、刻蚀速率低等问题，极大地限制了TGV技术的发展。因此，本技术方案所提出的一种异形玻璃通孔的加工方法，利用激光结合超声导向湿刻蚀的方式对异形玻璃通孔进行加工，通过对激光处理的相关输出参数进行调节、对超声设备的相关输出参数进行调节以及对蚀刻液的种类、浓度等参数进行调节，从而实现异形玻璃通孔的加工，并实现对不同的异形通孔锥度、角度等方面的调控，满足封装过程的多样性。通过本方案的加工方法加工获得的异形玻璃通孔，一方面，有利于解决现有玻璃通孔均为圆柱通孔而带来的无法满足信号传输全部功能的技术问题，另一方面，能有效解决现有玻璃通孔的加工方法造成的精度低、成本高、过孔结构差和刻蚀速率低的技术问题。

E、对玻璃晶圆进行表面后处理，根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，确认是否重复步骤B～D，蚀刻完毕后，得到异形玻璃通孔。由不同形状的玻璃通孔的加工步骤各异，有一些形状的异性玻璃通孔可一次腐蚀成型，也有一些形状的异性玻璃通孔需要多次腐蚀才能成型，另外，同一形状的玻璃通孔根据不同的加工方法，也可以分为一次腐蚀成型和多次腐蚀成型。因此，本方案的加工方法可根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，确认是否重复步骤B～D，若玻璃通孔可一次腐蚀成型，则可直接得到所需异形玻璃通孔；若玻璃通孔需多次腐蚀成型，则需重复步骤B～D，直至得到所需的异形玻璃通孔。

更进一步说明，步骤C中，蚀刻液的质量浓度为2～15％。

在本技术方案的一个实施例中，蚀刻液的质量浓度为2～15％，能在兼顾腐蚀效率的同时确保通孔质量，有效避免信号传输的损耗和衰减。

更进一步说明，步骤C中，超声设备的加热温度为20～80℃。

提高超声设备的加热温度，有助于提升位于超声设备内部的蚀刻液的腐蚀速率，解决现有玻璃通孔的加工方法中刻蚀速率低的技术问题。

更进一步说明，步骤D中，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为5～100min。

由于本方案利用激光结合超声导向湿刻蚀的方式对异形玻璃通孔进行加工，激光处理对蚀刻液的腐蚀起到诱导作用，超声设备对蚀刻液的腐蚀起到导向作用，激光处理、超声设备和腐蚀处理三者共同提升了异形玻璃通孔的加工效率。因此，使得本方案能够在5～100min内完成对特定形状玻璃通孔的加工，极大地提升了TGV的加工速度。

更进一步说明，步骤B中，所述表面前处理为掩膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合；

步骤C和步骤D中，超声设备的输出参数包括超声波振动施加的方向和频率中的任意一种或多种的组合，且所述超声波振动施加的方向包括超声水平方向和超声竖直方向中的任意一种或多种的结合，所述超声波振动频率包括40kHz和80kHz中的任意一种；

步骤E中，所述表面后处理为揭膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合。

在本技术方案的一个实施例中，步骤B中的表面前处理为掩膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合；具体地，掩膜处理指的是加工过程中，技术人员可根据待加工异形玻璃通孔的加工需求对玻璃晶圆进行掩膜，被掩膜覆盖的区域可以防止蚀刻液的腐蚀，便于在玻璃晶圆上形成所需形状的玻璃通孔，步骤简单，操作性强。

步骤C和步骤D中的超声水平方向指的是超声波方向与玻璃通孔方向相互垂直，超声垂直方向指的是超声波方向与玻璃通孔方向相互平行。在加工过程中，技术人员可根据待加工异形玻璃通孔的加工需求施加不同方向的超声波，从而令蚀刻液在超声波的导向作用下往不同方向进行深度腐蚀，从而令玻璃晶圆上形成所需形状的玻璃通孔；另外，超声波的频率设置有利于使蚀刻液充分接触与扩散至玻璃通孔的内表面并加快反应速率，本方案对超声波的频率进行调节，便于解决现有玻璃通孔的加工方法造成的精度低和刻蚀速率低的技术问题。

优选的，步骤B和步骤E中的清洗步骤，利用去离子水对玻璃晶圆进行清洗；步骤B和步骤E中的干燥步骤，利用氮气对玻璃晶圆进行干燥。

更进一步说明，步骤A中，根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小和/或精度要求，对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，所述激光处理包括激光诱导和激光旋切中的任意一种。

在本技术方案的一个实施例中，可以根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小和/或精度要求，对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，且激光处理包括激光诱导和激光旋切中的任意一种。具体地，若加工的玻璃通孔孔径较小或所加工的异形TGV精度要求不高，可使用激光诱导，在玻璃晶圆上产生激光影响区；若加工的玻璃通孔孔径较大或所加工的异形TGV精度要求较高，则可使用激光旋切。由于激光旋切可根据最后所需异形玻璃通孔的不同，可旋切出不同大小的圆柱形、不同倾角不同大小的锥形、不同倾角不同大小的梯形等预设小孔，利用预设小孔在角度、大小和/或形状的差异，结合超声导向下的蚀刻，能够实现对不同的异形玻璃通孔在锥度和角度等方面的调控。

更进一步说明，根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理的具体步骤为：

当待加工异形玻璃通孔的孔径≤100μm，对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导；

当待加工异形玻璃通孔的孔径＞100μm，对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，调节激光旋切的输出参数。

在本技术方案的一个优选实施例中，根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理。

需要说明的是，激光旋切的输出参数包括但不仅限于旋切范围和旋切角度，使玻璃晶圆表面根据待加工异形玻璃通孔的加工需求的不同，旋切出不同大小的圆柱形、不同倾角不同大小的锥形和不同倾角不同大小的梯形等预设小孔。

更进一步说明，步骤C中，当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，超声设备的加热温度为30～80℃，超声设备的超声波振动频率为80kHz；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，超声设备的加热温度为20～60℃，超声设备的超声波振动频率为40kHz。

在本技术方案的一个更优实施例中，根据激光处理方式的不同对超声设备的加热温度和超声波振动频率进行优选，能够使普通分子变为活化分子所消耗的活化能较小，使动力学和热力学在应过程中较稳定，使腐蚀的过程能够以稳定的速率发生，有利于加快反应速度，提高转化率，节约用料，从而使通孔内壁更加光滑，通孔性能优良。

具体地，对于采用激光诱导的小孔，优先将超声设备的加热温度调节在一个较高的范围，且加工过程中优先采用80kHz的超声波振动频率，有利于加快异形玻璃通孔的反应速率，同时令蚀刻液更加充分地接触和扩散至玻璃通孔的内表面，更进一步地加快异形玻璃通孔的反应速率。

对于采用激光旋切的小孔，优先将超声设备的加热温度调节在一个较低的范围，可保证加工过程中的人员安全，且加工过程中优先采用40kHz的超声波振动频率，有利于使玻璃通孔的内壁更加光滑，从而更有效地避免信号传输的损耗和衰减。

更进一步说明，步骤C中，蚀刻液包括HF溶液和NaOH溶液中的任意一种；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，蚀刻液为HF溶液，且蚀刻液的质量浓度为6～15％；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，蚀刻液为NaOH溶液，且蚀刻液的质量浓度为2～10％。

在本技术方案的另一个更优实施例中，根据激光处理方式的不同对蚀刻液的种类和质量浓度进行优选。

具体地，对于采用激光诱导的小孔，使用质量浓度为6～15％的HF溶液进行蚀刻，对于采用激光旋切的小孔，使用质量浓度为2～10％的NaOH溶液进行蚀刻，能够更好地调控各类离子的运动方式来调控化学蚀刻过程，使蚀刻液在小孔内部的扩散速率更快，蚀刻液在小孔内部扩散更加均匀，从而使反应速率能够更加稳定。

更进一步说明，步骤D中，当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为10～100min；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为5～60min。

在本技术方案的一个再更优实施例中，根据激光处理方式的不同对蚀刻液的蚀刻时间进行优选。

具体地，对于采用激光诱导的小孔，蚀刻时间为10～100min，对于采用激光旋切的小孔，蚀刻时间为5～60min，可在实现不同异形玻璃通孔的前提下，降低加工成本，节约用料。

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1-一种蝶形玻璃通孔的加工方法

A、对玻璃晶圆的上下两面进行激光诱导，令玻璃晶圆的上下两面均形成预设小孔；

B、表面前处理：利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥；

C、开启超声设备，将超声设备的超声波振动频率设置为40kHz，超声波振动施加的方向设置为超声竖直方向，然后将装有质量浓度为6～15％的HF溶液的容器放于超声设备加热至30～80℃；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为10～100min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成蝶形玻璃通孔；

E、蚀刻完毕后，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥，得到蝶形玻璃通孔。

实施例1的工艺成型过程示意图如图1所示。

实施例2-一种蝶形玻璃通孔的加工方法

A、对玻璃晶圆的上下两面进行激光诱导，令玻璃晶圆的上下两面均形成预设小孔；

B、表面前处理：将玻璃晶圆的下面进行掩膜，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥；

C、开启超声设备，将超声设备的超声波振动频率设置为80kHz，超声波振动施加的方向设置为超声竖直方向，然后将装有质量浓度为6～15％的HF溶液的容器放于超声设备加热至30～80℃；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为10～100min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成锥形盲孔；

E、蚀刻完毕后，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，揭开玻璃晶圆下面的膜，重复步骤B～D，重复步骤与原始步骤中仅以下两点不同：(1)将玻璃晶圆的上面进行掩膜；(2)将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为10～100min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成蝶形玻璃通孔；蚀刻完毕后，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，揭开玻璃晶圆上面的膜，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥，得到蝶形玻璃通孔。

实施例2的工艺成型过程示意图如图2所示。

实施例3-一种梯形玻璃通孔的加工方法

A、对玻璃晶圆的上面进行激光诱导，令玻璃晶圆的上面形成预设小孔；

B、表面前处理：将玻璃晶圆的下面进行掩膜，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥；

C、开启超声设备，将超声设备的超声波振动频率设置为40kHz，超声波振动施加的方向设置为超声竖直方向，然后将装有质量浓度为6～15％的HF溶液的容器放于超声设备加热至30～80℃；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为10～100min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成梯形通孔；

E、蚀刻完毕后，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，揭开玻璃晶圆下面的膜，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥，得到梯形玻璃通孔。

实施例3的工艺成型过程示意图如图3所示。

实施例4-一种梯形玻璃通孔的加工方法

A、对玻璃晶圆的上面进行激光旋切，令玻璃晶圆的上面形成预设锥形小孔；

B、表面前处理：利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥；

C、开启超声设备，将超声设备的超声波振动频率设置为80kHz，超声波振动施加的方向设置为超声竖直方向，然后将装有质量浓度为2～10％的NaOH溶液的容器放于超声设备加热至20～60℃；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为5～60min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成梯形通孔；

E、蚀刻完毕后，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥，得到梯形玻璃通孔。

实施例4的工艺成型过程示意图如图4所示。

实施例5-一种桶状玻璃通孔的加工方法

A、对玻璃晶圆的上面进行激光旋切，令玻璃晶圆的上面形成预设圆柱形小孔；

B、表面前处理：利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥；

C、开启超声设备，将超声设备的超声波振动频率设置为40kHz，超声波振动施加的方向设置为超声竖直方向，然后将装有质量浓度为2～10％的NaOH溶液的容器放于超声设备加热至20～60℃；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为5～60min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成矩形通孔；

E、蚀刻完毕后，重复步骤B～D，重复步骤与原始步骤中仅以下两点不同：(1)超声波振动施加的方向设置为超声水平方向；(2)将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻时间为5～60min，直至玻璃晶圆上的小孔被腐蚀至形成桶形通孔；蚀刻完毕后，利用去离子水对玻璃晶圆进行表面清洗，利用氮气对表面清洗后的玻璃晶圆进行干燥，得到桶状玻璃通孔。

实施例5的工艺成型过程示意图如图5所示。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，令目标区域形成预设小孔；

B、根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，对玻璃晶圆进行表面前处理；

C、开启超声设备，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求调节超声设备的输出参数，然后将装有蚀刻液的容器放于超声设备加热至所需温度；

D、将表面前处理后的玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻，且蚀刻过程中根据待加工异形玻璃通孔的加工需求持续调节超声设备的输出参数；

E、对玻璃晶圆进行表面后处理，根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，确认是否重复步骤B～D，蚀刻完毕后，得到异形玻璃通孔。

2.根据权利要求1所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤C中，蚀刻液的质量浓度为2～15％。

3.根据权利要求2所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤C中，超声设备的加热温度为20～80℃。

4.根据权利要求3所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤D中，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为5～100min。

5.根据权利要求4所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤B中，所述表面前处理为掩膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合；

步骤C和步骤D中，超声设备的输出参数包括超声波振动施加的方向和频率中的任意一种或多种的组合，且所述超声波振动施加的方向包括超声水平方向和超声竖直方向中的任意一种或多种的结合，所述超声波振动频率包括40kHz和80kHz中的任意一种；

步骤E中，所述表面后处理为揭膜、清洗和干燥步骤中的任意一种或多种的组合。

6.根据权利要求4所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤A中，根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小和/或精度要求，对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理，所述激光处理包括激光诱导和激光旋切中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

根据待加工异形玻璃通孔的孔径大小对玻璃晶圆的目标区域进行激光处理的具体步骤为：

当待加工异形玻璃通孔的孔径≤100μm，对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导；

当待加工异形玻璃通孔的孔径＞100μm，对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切，并根据待加工异形玻璃通孔的加工需求，调节激光旋切的输出参数。

8.根据权利要求7所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤C中，当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，超声设备的加热温度为30～80℃，超声设备的超声波振动频率为80kHz；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，超声设备的加热温度为20～60℃，超声设备的超声波振动频率为40kHz。

9.根据权利要求7所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤C中，蚀刻液包括HF溶液和NaOH溶液中的任意一种；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，蚀刻液为HF溶液，且蚀刻液的质量浓度为6～15％；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，蚀刻液为NaOH溶液，且蚀刻液的质量浓度为2～10％。

10.根据权利要求7所述的一种异形玻璃通孔的加工方法，其特征在于，

步骤D中，当对玻璃晶圆的目标区域进行激光诱导时，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为10～100min；

当对玻璃晶圆的目标区域进行激光旋切时，玻璃晶圆浸泡至蚀刻液进行蚀刻的蚀刻时间为5～60min。

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