CN114901604A - 高cte、高uv透射率和高杨氏模量玻璃 - Google Patents

高cte、高uv透射率和高杨氏模量玻璃 Download PDF

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Abstract

玻璃组合物包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约20mol.％的Na2O和约2mol.％至约6mol.％的K2O，其中玻璃组合物的杨氏模量为至少65GPa，并且其中玻璃组合物的热膨胀系数为10.0‑13.0ppm/℃。玻璃组合物具有高CTE、高杨氏模量和高UV透射率，并且可用于形成用于制造半导体应用的载体基材的玻璃制品。

Description

高CTE、高UV透射率和高杨氏模量玻璃
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2019年11月12日提交的序列号为62/934471的美国临时申请的优先权权益，本案依赖其内容并通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及玻璃组合物，其表现出用作半导体封装中的载体基材的所期望的物理和化学性质。
背景技术
玻璃制品用于各种工业，包括半导体封装工业。在半导体工业中，扇出晶片或面板级封装(FO-WLP或FO-PLP)由于其异质集成能力、小的形状因数和降低的总系统成本而在集成电路封装技术领域中备受关注。除了如基带、功率管理和射频(RF)收发器的应用之外，扇出封装(例如，扇出晶片级封装、扇出面板级封装等)已经进入高密度扇出应用，如应用处理器引擎(APE)。
与标准晶片级封装(WLP)流程相反，在扇出封装中，首先切割硅晶片。然后，将芯片(die)精确地重新定位在由玻璃或金属制成的载体晶片或面板上，其中在每个芯片周围保持用于I/O和布线的空间(名称扇出的由来)。然后用环氧模制化合物模制具有芯片的载体，接着进行十二个或更多个复杂的步骤，例如再分布层(RDL)的沉积、凸起、脱胶等。详细的步骤根据所使用的技术而变化，但是毫无疑问，载体在扇出工艺中起重要作用，因为每个后续步骤的进行情况取决于工艺期间载体的性能如何。工艺中翘曲和芯片偏移是如今扇出封装面临的首要挑战。为了将工艺中的翘曲保持在规格内，需要优化的载体CTE(热膨胀系数)，其取决于许多因素，包括芯片设计、重构晶片/面板的布局以及RDL/凸起工艺。此外，为了控制翘曲，总是期望具有高刚度(杨氏模量)的玻璃，因为由CTE失配引起的翘曲与杨氏模量成反比。模量越高，翘曲越低。尽管可以设计具有高CTE或高杨氏模量的玻璃，但难以获得具有这两种特性的玻璃组合物。此外，为了使封装从载体上脱胶，通常使用两种方法，即通过使用双面热剥离带或通过应用具有UV激光脱胶的光-热转换(LTHC)剥离涂层。对于具有激光脱胶的LTHC涂层的工艺，载体需要良好的UV透射率(例如>50％或>60％)。对于某些应用例如硅打薄，也需要具有深UV透明度的玻璃组合物。
因此，需要在半导体制造工艺中用作载体的具有改进的CTE、杨氏模量和高UV透明度的玻璃组合物。
发明内容
根据第一方面，玻璃组合物包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约20mol.％的Na2O和约2mol.％至约6mol.％的K2O。在某些实施方案中，玻璃组合物的杨氏模量为至少65GPa。在某些实施方案中，玻璃组合物的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。
在某些实施方案中，对于约1.0mm厚度的玻璃组合物，玻璃组合物在约250nm至约260nm的波长范围内具有大于约20％的光透射率。在某些实施方案中，玻璃组合物包含约0mol.％至约2mol.％的B2O3，约0mol.％至约3mol.％的P2O5，约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O，约0mol.％至约6mol.％的MgO，约0mol.％至约3mol.％的CaO，约0mol.％至约3mol.％的SrO，约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2，约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3，约0mol.％至约2mol.％的BaO，和约0mol.％至约10mol.％的ZnO。在某些实施方案中，玻璃组合物包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％的BaO。
在某些实施方案中，玻璃组合物包含R2O和Al2O3，并且R2O和Al2O3之差，即R2O-Al2O3为约9mol.％至约15mol.％，其中R是碱金属。在某些实施方案中，R选自Li、Na、K或其组合。在某些实施方案中，R选自Na、K或其组合。
在某些实施方案中，玻璃组合物包含R1O和ZnO，并且R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，其中R1是碱土金属。在某些实施方案中，R1选自Mg、Ca、Sr、Ba或其组合。
在某些实施方案中，玻璃组合物的杨氏模量小于75GPa。在某些实施方案中，玻璃组合物还包含以摩尔百分比计0-0.005％的Fe2O3。在某些实施方案中，玻璃组合物还包含以摩尔百分比计0-0.002％的Fe2O3。在某些实施方案中，总碱含量为约12mol.％至约26mol.％。
根据第二方面，玻璃制品包含含有约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约20mol.％的Na2O，和约2mol.％至约6mol.％的K2O的玻璃组合物。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃组合物具有至少65GPa的杨氏模量。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃组合物的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，对于约1.0mm厚度的玻璃组合物，玻璃组合物在约250nm至约260nm的波长范围内具有大于约20％的光透射率。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃组合物包含约0mol.％至约2mol.％的B2O3，约0mol.％至约3mol.％的P2O5，约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O，约0mol.％至约6mol.％的MgO，约0mol.％至约3mol.％的CaO，约0mol.％至约3mol.％的SrO，约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2，约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3，约0mol.％至约2mol.％的BaO，和约0mol.％至约10mol.％的ZnO。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃组合物包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％的BaO。
在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃组合物通过离子交换法进行化学强化。在第二方面的玻璃制品的某些实施方案中，玻璃制品通过浮法工艺、浇铸工艺、狭缝牵拉工艺或熔融牵拉工艺中的至少一种来生产。
根据第三方面，用于制造玻璃制品的方法包括：熔融配合料并形成前体熔融玻璃，所述前体熔融玻璃包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约20mol.％的Na2O，和约2mol.％至约6mol.％的K2O；将所述熔融玻璃递送至具有主体的成形设备，所述主体具有接收所述熔融玻璃的入口，所述熔融玻璃流入形成于所述主体中的槽中，并且然后溢出所述槽的两个顶面和沿着所述主体的两侧流下，然后熔合在一起，其中所述两侧合在一起以形成玻璃片；和使用牵拉辊组件牵拉玻璃片以产生所述玻璃基材。在某些实施方案中，可以将玻璃在耐火熔炉中熔融，通过铂精炼炉(finer)，并递送到耐火等压管。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品的杨氏模量为至少65GPa。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。在某些实施方案中，第三方面的方法包括在含碱金属离子的盐浴中对玻璃制品进行离子交换。在第三方面的方法的某些实施方案中，含碱金属离子的盐浴包含KNO3、NaNO3或其混合物。在第三方面的方法的某些实施方案中，递送步骤包括控制在成形设备中的槽的两个末端部处流过预定长度的熔融玻璃的质量流率。
在第三方面的方法的某些实施方案中，对于约1.0mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内具有大于约20％的光透射率。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品包含约0mol.％至约2mol.％的B2O3，约0mol.％至约3mol.％的P2O5，约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O，约0mol.％至约6mol.％的MgO，约0mol.％至约3mol.％的CaO，约0mol.％至约3mol.％的SrO，约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2，约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3，约0mol.％至约2mol.％的BaO，和约0mol.％至约10mol.％的ZnO。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品包含0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％的BaO。
在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品包含R2O和Al2O3，并且R2O和Al2O3之差，即R2O-Al2O3，为约9mol.％至约15mol.％，其中R是碱金属。在第三方面的方法的某些实施方案中，R选自Li、Na、K或其组合。在第三方面的方法的某些实施方案中，R选自Na、K或其组合。
在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品包含R1O和ZnO，并且R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，其中R1是碱土金属。在第三方面的方法的某些实施方案中，R1选自Mg、Ca、Sr、Ba或其组合。
在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品的杨氏模量小于75GPa。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品通过离子交换法进行化学强化。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃制品通过浮法工艺、浇铸工艺、狭缝牵拉工艺或熔融牵拉工艺中的至少一种来生产。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃组合物还包含以摩尔百分比计0-0.005％的Fe2O3。在第三方面的方法的某些实施方案中，玻璃组合物还包含以摩尔百分比计0-0.002％的Fe2O3。在第三方面的方法的某些实施方案中，总碱含量为约12mol.％至约26mol.％。
根据第四方面，装置包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约20mol.％的Na2O，和约2mol.％至约6mol.％的K2O的玻璃制品。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品的杨氏模量至少为65GPa。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。
在第四方面的装置的某些实施方案中，对于约1.0mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内具有大于约20％的光透射率。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品包含约0mol.％至约2mol.％的B2O3，约0mol.％至约3mol.％的P2O5，约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O，约0mol.％至约6mol.％的MgO，约0mol.％至约3mol.％的CaO，约0mol.％至约3mol.％的SrO，约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2，约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3，约0mol.％至约2mol.％的BaO，和约0mol.％至约10mol.％的ZnO。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品包含0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％的BaO。
在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品包含R2O和Al2O3，并且R2O和Al2O3之差，即R2O-Al2O3为约9mol.％至约15mol.％，其中R是碱金属。在第四方面的装置的某些实施方案中，R选自Li、Na、K或其组合。在第四方面的装置的某些实施方案中，R选自Na、K或其组合。
在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品包含R1O和ZnO，并且R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，其中R1是碱土金属。在某些实施方案中，R1选自Mg、Ca、Sr、Ba或其组合。
在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品的杨氏模量小于75GPa。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品通过离子交换法进行化学强化。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品通过浮法工艺、浇铸工艺、狭缝牵拉工艺或熔融牵拉工艺中的至少一种来生产。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品还包含以摩尔百分比计0-0.005％的Fe2O3。在第四方面的装置的某些实施方案中，玻璃制品还包含以摩尔百分比计0-0.002％的Fe2O3。在第四方面的装置的某些实施方案中，总碱含量为约12mol.％至约26mol.％。在第四方面的装置的某些实施方案中，所述装置是电子装置、汽车装置、建筑装置或电器装置。
附图说明
在附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节。通过说明书、附图和权利要求书，本主题的其它特征、方面和优点将变得显而易见。
图1示出了根据本文所示和所描述的一个或多个实施方案的玻璃制品的一部分的横截面示意图；
图2示出了根据本文所示和所描述的一个或多个实施方案的扇出晶片级封装工艺的示意性流程图；
图3示出了根据本文所示和所描述的一个或多个实施方案的示例性玻璃制品的光透射率(以％表示；Y轴)作为波长(以nm表示；X轴)的函数的图。
图4示出了根据本文所示和所描述的一个或多个实施方案的示例性玻璃制品的254nm光透射率(以％表示；Y轴)作为Fe2O3浓度(以mol.％表示；X轴)的函数的图。
在各个附图中相似的附图标记和符号表示相似的元件。
具体实施方式
现在将详细参考在附图中示出的各种实施方案。只要可能，在整个附图中使用相同的附图标记是指相同或相似的部件。附图中的组件不必按比例绘制，而是将重点放在示出示例性实施方案的原理上。
如上所述，本公开涉及具有高CTE和高杨氏模量的改进的玻璃组合物，由其形成的玻璃制品，及其制备和使用方法。许多半导体应用需要无锂玻璃，因为Li的扩散性可能非常强并且可能潜在污染其它组分。已知钡具有环境问题，并且与其它碱土金属材料相比是昂贵的。本文所述的玻璃组合物是无锂和/或无钡的，并且具有高CTE和高杨氏模量，并且可用于形成用于制造半导体应用的载体基材的玻璃制品。由于高的平均热膨胀系数和高杨氏模量，玻璃组合物特别适合用作玻璃制品，例如用于扇出晶片/面板级封装(FO-WLP或FO-PLP)的载体玻璃。具体地，本文所述的一些实施方案涉及CTE为10.0-13.0ppm/℃并且杨氏模量为65GPa-75GPa的玻璃组合物和制品，及其制备和使用方法。本文所述的一些实施方案涉及玻璃组合物和制品及其制备和使用方法，对于约1.0mm厚度的玻璃组合物，所述玻璃组合物和制品在250nm至260nm的波长范围内具有大于20％的光透射率。
组合物
玻璃组合物可包括基本上为碱金属铝硅酸盐的基础组合物。因此，玻璃的基础组合物通常可包括SiO2、Al2O3、Na2O和K2O的组合。玻璃组合物还可包含至少一种碱土金属氧化物如MgO、CaO、SrO和任选的BaO。在某些实施方案中，玻璃组合物不含BaO。玻璃组合物可包括另外的碱金属氧化物如Li2O。在一些实施方案中，玻璃组合物还可包含一种或多种另外的氧化物，例如但不限于B2O3、P2O5、SnO2、Fe2O3、ZnO等。可以添加SnO2作为澄清剂和/或进一步改变玻璃组合物的CTE。P2O5可有助于稳定碱金属氧化物并改进耐火材料(例如锆石)的相容性。
在各种实施方案中，玻璃组合物通常以约50mol.％至约70mol.％的量包含SiO2。当SiO2的含量太小时，玻璃可能具有差的化学和机械耐久性。另一方面，当SiO2的含量太大时，玻璃的熔融能力降低并且粘度增加，因此玻璃的形成变得困难。在一些实施方案中，SiO2以约50mol.％至约70mol.％，例如约50mol.％至约65mol.％，约50mol.％至约60mol.％，约50mol.％至约55mol.％，约55mol.％至约70mol.％，约55mol.％至约65mol.％，约55mol.％至约60mol.％，约60mol.％至约70mol.％，约60mol.％至约65mol.％，或约65mol.％至约70mol.％，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围的量存在于玻璃组合物中。
玻璃组合物还可包含Al2O3。Al2O3与玻璃组合物中存在的碱金属氧化物如Na2O、K2O等结合改进玻璃对离子交换增强的敏感性。此外，增加Al2O3的量也可提高玻璃的软化点，从而降低玻璃的成形性。本文所述的玻璃组合物可以约5mol.％至约10mol.％，如约5mol.％至约9mol.％，约5mol.％至约8mol.％，约5mol.％至约7mol.％，约5mol.％至约6mol.％，约6mol.％至约10mol.％，约6mol.％至约9mol.％，约6mol.％至约8mol.％，约6mol.％至约7mol.％，约7mol.％至约10mol.％，约7mol.％至约9mol.％，约7mol.％至约8mol.％，约8mol.％至约10mol.％，约8mol.％至约9mol.％，或约9mol.％至约10mol.％，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围的量包含Al2O3。
玻璃组合物的实施方案可以进一步包括一种或多种碱金属氧化物(例如，Na2O、K2O、Li2O等)。碱金属氧化物促进玻璃组合物的熔融并降低玻璃的软化点，从而抵消由于玻璃组合物中SiO2和/或Al2O3的较高浓度引起的软化点的增加。碱金属氧化物还有助于改进玻璃组合物的化学耐久性并将CTE调节至期望值。在本文所述的所有玻璃组合物中，碱金属氧化物包括至少Na2O和K2O。在一些实施方案中，碱金属氧化物还包括Li2O。
在各种实施方案中，玻璃组合物中的总碱含量为约12mol.％至约26mol.％。总碱含量可包括玻璃组合物中碱金属的总mol.％。例如，总碱含量可以包括玻璃组合物中Li、Na、K中的任一种或其任何两种或更多种的组合的总mol.％。在一些实施方案中，总碱含量为约12mol.％至约26mol.％，如约12mol.％至约23mol.％，约12mol.％至约20mol.％，约12mol.％至约15mol.％，约15mol.％至约26mol.％，约15mol.％至约23mol.％，约15mol.％至约20mol.％，约20mol.％至约26mol.％，约20mol.％至约23mol.％，或约23mol.％至约26mol.％，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围的量。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约10mol.％的Na2O至约25mol.％的Na2O，如约10mol.％的Na2O至约22mol.％的Na2O，约10mol.％的Na2O至约20mol.％的Na2O，约10mol.％的Na2O至约14mol.％的Na2O，约14mol.％的Na2O至约25mol.％的Na2O，约14mol.％的Na2O至约22mol.％的Na2O，约14mol.％的Na2O至约20mol.％的Na2O，约18mol.％的Na2O至约20mol.％的Na2O，约18mol.％的Na2O至约22mol.％的Na2O，或约22mol.％的Na2O至约25mol.％的Na2O，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约2mol.％的K2O至约6mol.％的K2O，如约2mol.％的K2O至约5mol.％的K2O，约2mol.％的K2O至约4mol.％的K2O，约2mol.％的K2O至约3mol.％的K2O，约3mol.％的K2O至约6mol.％的K2O，约3mol.％的K2O至约5mol.％的K2O，约3mol.％的K2O至约4mol.％的K2O，约4mol.％的K2O至约6mol.％的K2O，约4mol.％的K2O至约5mol.％的K2O，或约5mol.％的K2O至约6mol.％的K2O，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的Li2O至约0.5mol.％的Li2O，如约0mol.％的Li2O至约0.4mol.％的Li2O，约0mol.％的Li2O至约0.4mol.％的Li2O，约0mol.％的Li2O至约0.3mol.％的Li2O，约0mol.％的Li2O至约0.2mol.％的Li2O，约0mol.％的Li2O至约0.1mol.％的Li2O，约0.1mol.％的Li2O至约0.5mol.％的Li2O，约0.1mol.％的Li2O至约0.4mol.％的Li2O，约0.1mol.％的Li2O至约0.3mol.％的Li2O，约0.1mol.％的Li2O至约0.2mol.％的Li2O，约0.2mol.％的Li2O至约0.5mol.％的Li2O，约0.2mol.％的Li2O至约0.4mol.％的Li2O，约0.2mol.％的Li2O至约0.3mol.％的Li2O，约0.3mol.％的Li2O至约0.5mol.％的Li2O，约0.3mol.％的Li2O至约0.4mol.％的Li2O，或约0.4mol.％的Li2O至约0.5mol.％的Li2O，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有锂和含锂化合物。
在一些实施方案中，玻璃组合物包含一种或多种如本文所述的碱金属氧化物(R2O)。在各种实施方案中，玻璃组合物包含R2O和Al2O3，并且R2O和Al2O3之差，即R2O减去Al2O3，为约9mol.％至约15mol.％，其中R是碱金属。例如，R可以选自Li、Na、K或其任何两种或更多种的组合。在第四方面的装置的某些实施方案中，R选自Na、K或其组合。在一些实施方案中，R2O和Al2O3之差(即R2O-Al2O3)为约9mol.％至约15mol.％，如约10mol.％至约15mol.％，约11mol.％至约15mol.％，约12mol.％至约15mol.％，约13mol.％至约15mol.％，约14mol.％至约15mol.％，约9mol.％至约14mol.％，约10mol.％至约14mol.％，约11mol.％至约14mol.％，约12mol.％至约14mol.％，约13mol.％至约14mol.％，约9mol.％至约13mol.％，约10mol.％至约13mol.％，约11mol.％至约13mol.％，约12mol.％至约13mol.％，约9mol.％至约12mol.％，约10mol.％至约12mol.％，约11mol.％至约12mol.％，约9mol.％至约11mol.％，约10mol.％至约11mol.％，或约9mol.％至约10mol.％的量，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
玻璃组合物的实施方案可以进一步包括一种或多种碱土金属氧化物。碱土金属氧化物可以包括例如MgO、CaO、SrO、BaO或其组合。在某些实施方案中，玻璃组合物不含BaO。除了影响CTE之外，碱土金属氧化物还改进玻璃配合料氧化物的可熔性并增加玻璃组合物的化学耐久性。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的MgO至约6mol.％的MgO，如约0mol.％的MgO至约5mol.％的MgO，约0mol.％的MgO至约4mol.％的MgO，约0mol.％的MgO至约3mol.％的MgO，约0mol.％的MgO至约2mol.％的MgO，约0mol.％的MgO至约1mol.％的MgO，约1mol.％的MgO至约6mol.％的MgO，约1mol.％的MgO至约5mol.％的MgO，约1mol.％的MgO至约4mol.％的MgO，约1mol.％的MgO至约3mol.％的MgO，约1mol.％的MgO至约2mol.％的MgO，约2mol.％的MgO至约6mol.％的MgO，约2mol.％的MgO至约5mol.％的MgO，约2mol.％的MgO至约4mol.％的MgO，约2mol.％的MgO至约3mol.％的MgO，约3mol.％的MgO至约6mol.％的MgO，约3mol.％的MgO至约5mol.％的MgO，约3mol.％的MgO至约4mol.％的MgO，约4mol.％的MgO至约6mol.％的MgO，约4mol.％的MgO至约5mol.％的MgO，或约5mol.％的MgO至约6mol.％的MgO，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有镁和含镁化合物。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的CaO至约3mol.％的CaO，如约0mol.％的CaO至约2mol.％的CaO，约0mol.％的CaO至约1mol.％的CaO，约1mol.％的CaO至约3mol.％的CaO，约1mol.％的CaO至约2mol.％的CaO，或约2mol.％的CaO至约3mol.％的CaO，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有钙和含钙化合物。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的SrO至约3mol.％的SrO，如约0mol.％的SrO至约2mol.％的SrO，约0mol.％的SrO至约1mol.％的SrO，约1mol.％的SrO至约3mol.％的SrO，约1mol.％的SrO至约2mol.％的SrO，或约2mol.％的SrO至约3mol.％的SrO，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有锶和含锶化合物。
在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的BaO至约2mol.％的BaO，如约0mol.％的BaO至约1.5mol.％的BaO，约0mol.％的BaO至约1mol.％的BaO，约0mol.％的BaO至约0.5mol.％的BaO，约0.5mol.％的BaO至约2mol.％的BaO，约0.5mol.％的BaO至约1.5mol.％的BaO，约0.5mol.％的BaO至约1mol.％的BaO，约1mol.％的BaO至约2mol.％的BaO，约1mol.％的BaO至约1.5mol.％的BaO，或约1.5mol.％的BaO至约2mol.％的BaO，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％的BaO。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有钡和含钡化合物。
在一些实施方案的玻璃组合物中还可包含其它金属氧化物。例如，玻璃组合物可以进一步包括改进玻璃组合物对化学侵蚀的耐受性的ZnO。例如，在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的ZnO至约10mol.％的ZnO，如约0mol.％的ZnO至约8mol.％的ZnO，约0mol.％的ZnO至约6mol.％的ZnO，约0mol.％的ZnO至约4mol.％的ZnO，约0mol.％的ZnO至约2mol.％的ZnO，约2mol.％的ZnO至约10mol.％的ZnO，约2mol.％的ZnO至约8mol.％的ZnO，约2mol.％的ZnO至约6mol.％的ZnO，约2mol.％的ZnO至约4mol.％的ZnO，约4mol.％的ZnO至约10mol.％的ZnO，约4mol.％的ZnO至约8mol.％的ZnO，约4mol.％的ZnO至约6mol.％的ZnO，约6mol.％的ZnO至约10mol.％的ZnO，约6mol.％的ZnO至约8mol.％的ZnO，或约8mol.％的ZnO至约10mol.％的ZnO，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有锌和含锌化合物。
在一些实施方案中，玻璃组合物包含一种或多种如本文所述的碱土金属氧化物(R1O)。在各种实施方案中，玻璃组合物包含R1O和ZnO，并且R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，其中R1是碱土金属。例如，R1可选自Mg、Ca、Sr、Ba或其任何两种或更多种的组合。在一些实施方案中，R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，如约4mol.％至约7mol.％，约4mol.％至约6mol.％，约4mol.％至约5mol.％，约5mol.％至约8mol.％，约5mol.％至约7mol.％，约5mol.％至约6mol.％，约6mol.％至约8mol.％，约6mol.％至约7mol.％，或约7mol.％至约8mol.％，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围的量。
在本文所述的一些实施方案中，由其形成玻璃组合物的玻璃组合物中的硼浓度是助熔剂(flux)，其可以添加到玻璃组合物中以使粘度-温度曲线不那么陡峭以及降低整个曲线，从而改进玻璃的成形性并软化玻璃。在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的B2O3至约3mol.％的B2O3，如约0mol.％的B2O3至约2.5mol.％的B2O3，约0mol.％的B2O3至约2mol.％的B2O3，约0mol.％的B2O3至约1.5mol.％的B2％的B2O3，约0mol.％的B2％的B2O3至约0.5mol.％的B2O3,0.5mol.％的B2O3至约3mol.％的B2O3，约0.5mol.％的B2O3至约2.5mol.％的B2O3，约0.5mol.％的B2O3至约2mol.％的B2O3，约0.5mol.％的B2O3至约1.5mol.％的B2O3,1.5mol.％的B2O3至约3mol.％的B2O3，约1.5mol.％的B2O3至约2.5mol.％的B2O3，约1.5mol.％的B2O3至约2mol.％的B2O3,2mol.％的B2O3至约3mol.％的B2O3，约2mol.％的B2O3至约2.5mol.％的B2O3，或2.5mol.％的B2O3至约3mol.％的B2O3，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有硼和含硼化合物。
在一些实施方案中，玻璃组合物可包括稳定碱金属氧化物并改进耐火材料(例如锆石)相容性的试剂。在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的P2O5至约3mol.％的P2O5，如约0mol.％的P2O5至约2mol.％的P2O5，约0mol.％的P2O5至约1mol.％的P2O5，约1mol.％的P2O5至约3mol.％的P2O5，约1mol.％的P2O5至约2mol.％的P2O5，约2mol.％的P2O5至约3mol.％的P2O5，或约0.1mol.％的P2O5至约3mol.％的P2O5，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
在各种实施方案中，玻璃组合物可包括澄清剂(例如SnO2、Sb2O3、As2O3和/或卤素如F-和/或Cl-)。当澄清剂存在于玻璃组合物中时，澄清剂可以以小于或等于1wt.％或甚至小于或等于0.5wt.％的量存在。当澄清剂的含量太大时，澄清剂可进入玻璃结构并影响各种玻璃性能。然而，当澄清剂的含量太低时，玻璃可由于高气泡水平而具有差的质量。
例如，在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的SnO2至约0.5mol.％的SnO2，如约0mol.％的SnO2至约0.4mol.％的SnO2，约0mol.％的SnO2至约0.3mol.％的SnO2，约0mol.％的SnO2至约0.2mol.％的SnO2，约0mol.％的SnO2至约0.1mol.％的SnO2，约0.1mol.％的SnO2至约0.5mol.％的SnO2，约0.1mol.％的SnO2至约0.4mol.％的SnO2，约0.1mol.％的SnO2至约0.3mol.％的SnO2，约0.1mol.％的SnO2至约0.2mol.％的SnO2，约0.2mol.％的SnO2至约0.5mol.％的SnO2，约0.2mol.％的SnO2至约0.4mol.％的SnO2，约0.2mol.％的SnO2至约0.3mol.％的SnO2，约0.3mol.％的SnO2至约0.5mol.％的SnO2，约0.3mol.％的SnO2至约0.4mol.％的SnO2，或约0.4mol.％的SnO2至约0.5mol.％的SnO2，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有锡和含锡化合物。
在各种实施方案中，玻璃组合物可基本上不含过渡金属，例如铁和镧系元素如铈。不受理论的约束，据信通过避免在玻璃组合物中使用这些元素，可以增加玻璃在近UV波长上的光透射率。增加的UV透射率能够实现或改进UV脱胶的使用，例如位于玻璃载体和半导体芯片组件之间的UV脱胶层的使用。
在一些实施方案中，玻璃组合物可不含有铁和含铁化合物。在一些实施方案中，玻璃组合物可以包含少量的铁或含铁化合物如氧化铁。例如，在各种实施方案中，玻璃组合物包括约0mol.％的Fe2O3至约0.005mol.％的Fe2O3，如约0mol.％的Fe2O3至约0.004mol.％的Fe2O3，约0mol.％的Fe2O3至约0.003mol.％的Fe2O3，约0mol.％的Fe2O3至约0.002mol.％的Fe2O3，约0mol.％的Fe2O3至约0.001mol.％的Fe2O3，约0.001mol.％的Fe2O3至约0.005mol.％的Fe2O3，约0.001mol.％的Fe2O3至约0.004mol.％的Fe2O3，约0.001mol.％的Fe2O3至约0.003mol.％的Fe2O3，约0.001mol.％的Fe2O3至约0.002mol.％的Fe2O3，约0.002mol.％的Fe2O3至约0.005mol.％的Fe2O3，约0.002mol.％的Fe2O3至约0.004mol.％的Fe2O3，约0.002mol.％的Fe2O3至约0.003mol.％的Fe2O3，约0.003mol.％的Fe2O3至约0.005mol.％的Fe2O3，约0.003mol.％的Fe2O3至约0.004mol.％的Fe2O3，或约0.004mol.％的Fe2O3至约0.005mol.％的Fe2O3，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
在一些实施方案中，玻璃组合物包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2；约5mol.％至约10mol.％的Al2O3；约10mol.％至约25mol.％的Na2O；和约2mol.％至约6mol.％的K2O。在一些实施方案中，玻璃组合物还包含约0mol.％至约2mol.％的B2O3；约0mol.％至约3mol.％的P2O5；约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O；约0mol.％至约6mol.％的MgO；约0mol.％至约3mol.％的CaO；约0mol.％至约3mol.％的SrO；约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2；约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3；约0mol.％至约2mol.％的BaO；和约0mol.％至约8mol.％的ZnO。在一些实施方案中，玻璃组合物包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。在一些实施方案中，权利要求3所述的玻璃组合物还包含约0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。在某些实施方案中，玻璃组合物包含0mol.％的BaO。
在各种实施方案中，玻璃组合物的杨氏模量大于65GPa，这可以使加工期间玻璃的挠曲最小化并防止对附接到玻璃上的装置的损害，例如当玻璃用作电子装置的载体基材时。在一些实施方案中，玻璃组合物的杨氏模量大于65GPa，大于66GPa，大于67GPa，大于68GPa，大于69GPa或大于70GPa。在一些实施方案中，玻璃组合物的杨氏模量为小于75GPa，小于74GPa，小于73GPa，小于72GPa或小于71GPa。在一些特定实施方案中，玻璃组合物的杨氏模量为约65GPa至约75GPa，例如约65GPa至约70GPa，约70GPa至75GPa，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。然而，预期所期望的性能(包括杨氏模量)可根据玻璃组合物的具体实施方案、最终用途和加工要求而变化。在组合物中不使用任何稀土氧化物的情况下，可以获得高于68GPa的杨氏模量。或者，可通过加入少量的稀土氧化物，例如约0mol.％至约3mol.％的Y2O3、La2O3、ZrO2、TiO2、BeO或Ta2O5中的一种或多种，来进一步增加玻璃组合物的杨氏模量。
在各种实施方案中，玻璃组合物的热膨胀系数(CTE)大于10ppm/℃，这可以减少芯片的加工中翘曲。在一些实施方案中，玻璃组合物的CTE为10ppm/℃至13ppm/℃，10ppm/℃至12ppm/℃，10ppm/℃至11ppm/℃，11ppm/℃至13ppm/℃，11ppm/℃至12ppm/℃或12ppm/℃至13ppm/℃，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
在一些实施方案中，玻璃组合物具有适用于使用本文所述的熔融牵拉工艺形成高质量玻璃片的液相线粘度。较高的液相线粘度允许在玻璃制造期间较大的成形操作窗口。例如，各玻璃组合物的液相线粘度可以为至少约70kP，至少约100kP，至少约200kP或至少约300kP。附加地或替代性地，各玻璃组合物包含小于约3000kP，小于约2500kP，小于约1000kP或小于约800kP的液相线粘度。在一些实施方案中，玻璃组合物的液相线粘度可以为约70kP至约3000kP，例如约70kP至约3000kP，约100kP至约2500kP，约200kP至约2000kP或约200kP至约800kP，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围。
在一些实施方案中，可以控制玻璃组合物中使用的原材料的纯度，使得对于1mm厚度的玻璃制品，在约250nm至约260nm的波长范围内的光透射率大于20％，其中所述玻璃制品包括本文所述的玻璃组合物。
本公开的玻璃组合物有利地具有高CTE、高杨氏模量、深UV透射率和改进的化学耐久性，同时保持玻璃的熔融和成形性能。本公开的玻璃组合物是软的并且可以是3-D成形的和用于需要复杂形状的应用中。本公开的玻璃组合物也可用作扇出封装的玻璃载体。此外，玻璃组合物无污染、环境友好且有成本效益。玻璃组合物由于其高杨氏模量而具有较小的翘曲且较不易于屈曲。玻璃组合物可任选包含可用于改变玻璃的物理和化学性质(例如折射率、玻璃稳定性、化学耐久性等)的附加组分。例如，在各种实施方案中，在玻璃组合物中包含一种或多种碱金属氧化物可使得玻璃组合物能够根据本领域已知和使用的方法进行离子交换。在一些实施方案中，玻璃组合物通过离子交换法进行化学强化。离子交换可进一步强化玻璃组合物并改变由玻璃组合物形成的玻璃制品中的应力。然而，在一些实施方案中，由玻璃组合物形成的玻璃制品不进行离子交换，因为离子交换可能导致玻璃制品的尺寸变化或翘曲。
根据一些实施方案，玻璃制品可由本文所述的玻璃组合物形成。例如现在参考图1，示意性地描绘了由高CTE、高杨氏模量的玻璃组合物形成的玻璃制品100的一部分的横截面。玻璃制品100的所示部分具有以玻璃制品100的厚度T隔开的第一表面110和第二表面112。
在一些实施方案中，玻璃制品的厚度为约0.3mm至约2.0mm厚。例如，玻璃制品的厚度可为约0.5mm，约0.6mm，约0.7mm，约0.8mm，约0.9mm，约1mm，约1.1mm，约1.2mm，约1.3mm，约1.4mm，约1.5mm，约1.6mm，约1.7mm，约1.8mm厚，约1.9mm或约2.0mm。在一些实施方案中，玻璃制品的厚度为约0.5至1.8mm。在一些实施方案中，玻璃制品的厚度大于约1.5mm。
可基于其在特定温度下的CTE或其在一定温度范围(例如，0℃-400℃、0℃-300℃、0℃-260℃、20℃-300℃或20℃-260℃)内的平均CTE、其UV透射率、其杨氏模量或对于玻璃制品的加工或使用可能期望的其它性质来选择玻璃制品。合适地，玻璃制品具有10.0-13.0ppm/℃的CTE和65GPa-75GPa的杨氏模量，例如本文对于玻璃组合物所述的那些。
在一些实施方案中，对于1mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内的平均光透射率大于20％。在一些实施方案中，对于1mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内的平均光透射率大于22％。在一些实施方案中，对于1mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内的平均光透射率大于25％。在一些实施方案中，对于1mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内的平均光透射率为约20％至约70％。在一些实施方案中，对于1mm厚度的玻璃制品，玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内的平均光透射率为约20％至约55％。
可以形成包含上述玻璃组合物的玻璃制品的装置。示例性装置可包括但不限于电子装置、汽车装置、建筑装置或电器装置。玻璃制品可形成用于扇出封装的玻璃载体。玻璃制品可3-D成形为复杂的形状。
方法
多种方法可用于生产本文所述的玻璃组合物和制品。例如，可以将玻璃组合物的氧化物混合物在合适的温度下在合适的时间内熔融，并且然后倒入模具中并退火。在一些实施方案中，可以使用各种方法制备玻璃制品，包括但不限于浮法牵拉工艺、浇铸、轧制、狭缝牵拉工艺或熔融牵拉工艺。用于制备玻璃组合物的合适方法是本领域已知的。液相线粘度和耐火材料相容性是用于确定合适的制造平台的一些因素。
在一些实施方案中，玻璃制品可通过包括以下的方法制备：熔融配合料并形成前体玻璃，所述前体玻璃包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约25mol.％的Na2O，和约2mol.％至约6mol.％的K2O；将前体玻璃漂浮在熔融的锡浴上；退火所述前体玻璃以形成所述玻璃制品；以及将所述玻璃制品冷却至室温；其中所述玻璃制品的杨氏模量为至少65GPa；并且其中所述玻璃制品的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。
在一些实施方案中，方法可包括在含碱金属离子的盐浴中对玻璃制品进行离子交换。在一些实施方案中，含碱金属离子的盐浴包含KNO3、NaNO3或其混合物。在某些实施方案中，可使用如溢流熔融工艺的方法来代替浮法。例如，可以将玻璃在耐火熔炉中熔融，通过精炼炉(例如铂精炼炉)，并递送到耐火等压管。这种方法和装置的实例公开于PCT公布WO2003/051783(Corning Inc.)中，其通过引用以其整体并入本文。在一些实施方案中，退火步骤在约450℃至约600℃，如约475℃至约600℃，约500℃至约600℃，约525℃至约600℃，约550℃至约600℃，约575℃至约600℃，约475℃至约575℃，约500℃至约575℃，约525℃至约575℃，约550℃至约575℃，约475℃至约550℃，约500℃至约550℃，约525℃至约550℃，约475℃至约525℃，约500℃至约525℃，或约475℃至约500℃，或包括这些值的任何两个和/或在这些值的任何两个之间的任何范围的温度下进行。
在一些实施方案中，提供了一种通过在罐中熔融本文所述的一批前体玻璃材料并形成前体玻璃熔体来生产具有超洁净、平坦和光滑表面的平板玻璃的方法。然后，将熔体以一定速率从罐流入浅槽，使得熔体满溢所述槽并流过每一侧，并在槽的正下方再结合以在其冷却时形成单片玻璃。通过牵拉设备牵拉所述片，并通过牵拉设备的牵拉速度控制玻璃片的厚度。适用于生产本技术的玻璃制品的示例性熔融牵拉方法和装置描述于例如美国专利号3,338,696和3,682,609，以及J.E.Shelby,“Introduction to Glass Science andTechnology,The Royal Society of Chemistry,2005and A.K.Varshneya,"Fundamentalsof Inorganic Glasses,Academic Press,Inc.,Boston,1994，其每一个通过引用以其整体并入本文。
在一些实施方案中，提供了一种方法，其包括熔融配合料材料以形成熔融玻璃；将所述熔融玻璃递送至具有主体的成形设备，所述主体具有接收所述熔融玻璃的入口，所述熔融玻璃流入形成于所述主体中的槽中，并且然后溢出所述槽的两个顶面，并且沿着所述主体的两侧流下，然后熔合在一起，其中所述两侧汇合在一起以形成玻璃片，以及使用牵拉辊组件牵拉玻璃片以生产所述玻璃基材。在一些实施方案中，所述递送步骤包括控制在成形装置中的槽的两个末端处流过预定长度的熔融玻璃的质量流率。这种方法和装置的实例公开于PCT公布WO2005121035(Corning Inc.)中，其通过引用以其整体并入本文。
或者，玻璃制品可选地通过包括以下的方法生产：熔融配合料并形成前体玻璃，所述前体玻璃包含约50mol.％至约70mol.％的SiO2，约5mol.％至约10mol.％的Al2O3，约10mol.％至约25mol.％的Na2O，和约2mol.％至约6mol.％的K2O；使前体玻璃从侧面附接至楔形结构的槽流动，所述楔形结构具有在所述楔形结构的底部会聚的向下倾斜的侧面，使得当所述前体玻璃流过所述槽的侧面，从所述楔形结构的向下倾斜的侧面流下，并在所述楔形结构的底部相遇时形成制品；以及将所述玻璃制品冷却至室温；其中所述玻璃制品的杨氏模量为至少65GPa；并且其中所述玻璃制品的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。在一些实施方案中，方法可包括在含碱金属离子的盐浴中对玻璃制品进行离子交换。在一些实施方案中，含碱金属离子的盐浴包含KNO3、NaNO3或其混合物。这种方法适用于制备单玻璃片制品并且例如描述于美国专利号6,748,765中，其通过引用以其整体并入本文。
本文所述的玻璃制品可用于各种装置，例如电子装置、汽车装置、建筑装置或电器装置。例如，玻璃制品可用作扇出封装工艺中的玻璃基材或玻璃载体。玻璃制品可用作本领域已知的扇出晶片级或面板级封装工艺的各种工艺流程中的玻璃基材或玻璃载体，例如，如描述于美国专利号6,727,576和9,000,584，以及T.Braun,等,“Large-area compressionmolding for fan-out panel-level packing,”Proc.of IEEE/ECTC,2015,第1077-1083页。其所有通过引用以其整体并入本文。
现在参考图2，提供了扇出晶片级封装工艺200的示例性示意流程图。工艺可包括用光-热转化(LTHC)层(例如涂层等)涂覆玻璃制品100。玻璃制品100可以是玻璃基材。工艺200可包括在LTHC层上放置硅芯片。工艺可包括将环氧模制化合物(EMC)施加到LTHC层和硅芯片上。工艺可包括背面研磨EMC以暴露接触垫。工艺可包括在接触垫上构建再分布层(RDL)。工艺可包括将焊球安置到RDL上。工艺可包括移除玻璃制品100。移除玻璃制品100可包括通过激光脱胶、双面热剥离带，或通过施加具有UV激光脱胶的光热转化剥离涂层来除去玻璃基材。工艺可以包括使扇出单元单个化。
在各种实施方案中，将重构的晶片级和/或面板级封装描述为包含玻璃制品，所述玻璃制品包含多个空腔和位于玻璃制品中的多个空腔的每一个中的微电子组件。应当注意，这种重构的晶片级和/或面板级封装可以具有附加的空腔，具有或不具有定位于其中的微电子组件。例如，在一些实施方案中，重构的晶片级和/或面板级封装包括微电子组件位于多个空腔的每一个中的多个空腔，以及一个或多个没有微电子组件位于其中的附加空腔。在其它实施方案中，重构的晶片级和/或面板级封装包括微电子组件位于多个空腔的每一个中的多个空腔，并且不含附加空腔。
权利要求中记载的主题不与并且不应被解释为与本文中描述或说明的任何实施方案、特征或特征的组合具有同等范围。即使本文中仅说明和描述了特征或特征的组合的单个实施方案，也是如此。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所要求保护的主题的精神或范围的情况下可以进行各种修改和变化。因此，除非根据所附权利要求及其等同物，否则所要求保护的主题不受限制。
实施例
各种实施方案将通过以下实施例进一步阐明，这些实施例决不旨在将本公开限制于此。
实施例1：玻璃组合物
表1提供了根据本技术的代表性组合物的实施例。本文所述的示例性玻璃表现出包含以摩尔百分比表示的表1中所列成分的基础组合物。玻璃的各种性能也列于表1中。根据玻璃领域中常规的技术测定这些玻璃性能。使用推杆膨胀计(ASTM E228)测量在0-300℃的温度范围内以ppm/℃表示的平均线性热膨胀系数(CTE)。应变点、退火点和软化点以℃表示。它们由纤维伸长技术(ASTM C336和C338)测定。通过阿基米德法(ASTM C693)测量以克/cm3表示的密度。使用ASTM C829-81的标准梯度舟液相线法测量以℃表示的玻璃的液相线温度。这包括将粉碎的玻璃颗粒置于铂舟中，将舟置于具有梯度温度区域的炉中，在合适的温度区域中将所述舟加热一段合适的时间(例如24小时、48小时、72小时等)，并通过显微镜检查确定在玻璃内部出现晶体的最高温度。由液相线温度和Fulcher方程的系数测定以泊表示的液相线粘度。使用ASTM C623所述的一般类型的共振超声光谱技术测定以Mpsi或GPa表示的杨氏模量值。使用本领域已知的标准程序测量其它性质。
表1：
Figure BDA0003694334010000231
Figure BDA0003694334010000241
实施例2：光透射率％vs.波长
使用表1提供的组合物(S、V、W和X)形成总厚度为1mm的玻璃制品，并测量波长为200nm至500nm的光的透射率。另外，测量标准
Figure BDA0003694334010000242
生产玻璃(玻璃A，其是总厚度为1mm的含锂的铝-磷硅酸盐玻璃)的200nm至500nm波长的光的透射率。结果如图3所示。
如图3所示，玻璃制品在300nm至400nm的波长范围(在各种UV脱胶技术所使用的波长范围)内实现大于60％的透射率。因此，该玻璃制品与各种半导体制造商采用的UV脱胶工艺相容。玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内实现大于20％的透射率。与标准
Figure BDA0003694334010000243
生产玻璃(玻璃A)相比，具有表1中提供的组合物(S、V、W和X)的制品在小于325nm的波长下实现较大的透射率。
实施例3：254nm下的光透射率％vs.Fe2O3浓度
使用表1提供的组合物形成总厚度为1mm的玻璃制品，并测量作为Fe2O3浓度(以摩尔％表示)的函数的波长254nm的光的透射率。结果如图4所示。如图4所示，254nm处的光透射率随着Fe2O3含量的增加而降低。
定义
术语“热膨胀系数”或“CTE”是在特定温度范围内的平均线性CTE。在各种实施方案中，玻璃组合物的热膨胀系数在约0℃至约300℃的温度范围内平均。在一些实施方案中，玻璃组合物的热膨胀系数在约20℃至约260℃的温度范围内平均。
在一些实施方案中，例如当玻璃可火焰加工时，可在0℃至300℃的温度范围内经由膨胀计测量CTE。将玻璃火焰加工成具有尖端的特定尺寸。首先将样品浸入零度冰浴中，并且然后浸入300℃浴中，每次测量样品的长度。然后基于两次测量计算CTE。
在其它实施方案中，例如当玻璃不可火焰加工时(例如，玻璃层压材料)，可在20℃至最大1000℃的温度范围内经由膨胀计测量CTE。将玻璃机械加工成具有非常平的端部的特定尺寸，并置于以预定速率(例如，4℃/min上升，5分钟保温，和4℃/min下降)加热和冷却的小炉中，并实时测量样品的温度和长度。可以获得加热和冷却期间的热膨胀曲线。可从加热和冷却曲线两者的测量获得在一定温度范围内的平均CTE值。
以吉帕斯卡(GPa)为单位提供基材的弹性模量(也称为杨氏模量)。通过在基材的本体样品上的共振超声光谱测定基材的弹性模量。
本文所用术语“软化点”是指玻璃组合物的粘度为1x107.6泊时的温度。
本文所用术语“退火点(annealing point)”和“退火温度(anneal point)”是指玻璃组合物的粘度为1x1013泊时的温度。
本文所用术语“应变点”是指玻璃组合物的粘度为3x1014泊时的温度。
如本文所用，“透射性”、“透射率”、“光透射率”和“总透射率”在本公开中可互换使用，并且是指考虑吸收、散射和反射的外部透射性或透射率。没有将菲涅耳反射从本文报道的透射性和透射率值中减去。此外，在特定波长范围内参考的任何总透射率值作为在指定波长范围内测量的总透射率值的平均值给出。此外，如本文所用，“平均吸光度”以下式给出：
Figure BDA0003694334010000261
通过电子探针显微分析(EPMA)测量玻璃中各种构成组分(例如碱金属构成组分)的浓度分布。例如，EPMA可用于区分玻璃中由于碱金属离子离子交换到玻璃中而产生的压缩应力。
术语“玻璃”和“玻璃组合物”涵盖玻璃材料和玻璃-陶瓷材料两者，因为这两类材料都被通常理解。同样，术语“玻璃结构”涵盖包含玻璃的结构。术语“重构晶片级和/或面板级封装”涵盖任何尺寸的重构基材封装，包括晶片级封装和面板级封装。
术语“由…形成”可意指包含、基本上由…组成或由…组成中的一个或多个。例如，由特定材料形成的组件可包含特定材料，基本上由特定材料组成，或由特定材料组成。
如本文所用，术语“经离子交换的”、“离子-交换的”或“可离子交换的”应理解为用包含离子的经加热的溶液处理玻璃，所述离子具有与存在于玻璃表面和/或主体中的离子不同的离子半径，因此用例如较小的离子替代那些离子。例如，钾可以进入玻璃中以替代钠离子。
除非另有明确说明，本文所用的方向术语-例如上、下、右、左、前、后、顶部、底部、垂直、水平-仅参照所绘制的图而言，并不意味着绝对方向。
除非另有明确说明，本文阐述的任何方法决不旨在被解释为要求其步骤以特定的顺序执行，也不要求需要任何设备的特定方向。因此，在方法权利要求并未实际记载其步骤所遵循的顺序，或者任何设备权利要求并未实际记录各个组件的顺序或方向，或者没有在权利要求或说明书中另行具体说明步骤要限于特定顺序，或者并未记载设备的组件的特定顺序或方向的情况下，决不意图在任何方面推断顺序或方向。这适用于为了说明的任何可能的非表达性基础，包括：对于步骤、操作流程、组件顺序或组件方向的安排的逻辑主题；衍生自语法组织或标点符号的普通含义，和；说明书中描述的实施方案的数量或类型。
如本文所用，单数形式“一个(a)”，“一种(an)”和“所述(the)”包含复数指示物，除非上下文另有明确说明。因此，例如，提及“一个”组件包含具有两个或多个这种组件的方面，除非上下文另有明确说明。此外，在先前没有“其中一个”(或表示“或”明确地表示排他的其它类似语言-例如，仅x或y中之一等)的情况下使用词语“或”应解释为包括性的(例如，“x或y”表示x或y中一者或两者)。
术语“和/或”也应解释为包括性的(例如，“x和/或y”是指x或y中一者或两者)。在“和/或”或“或”用作三个或更多个条目的群组的连词的情况下，该群组应被解释为包括单独的一个条目、所有条目一起或条目的任何组合或数量。此外，在说明书和权利要求书中使用的术语例如具有(have)、有(having)、包括(include)和包含(including)应被解释为与术语包括(comprise)和包含(comprising)同义。除了由“和/或”条款具体指明的元素之外，可以任选存在其他元素，无论与具体指明的那些元素相关或不相关。作为非限制性实例，在一个实施方案中，提及“X和/或Y”可以仅指X(任选地包括除了Y以外的元素)；在一些实施方案中，可以仅指Y(任选地包括除了X以外的元素)；在又一些实施方案中，指X和Y两者(任选地包括其它元素)。
所有公开的范围应理解为涵盖并提供支持用于记载每个范围所包含的任何及所有子范围或是任何及所有单个值的权利要求。例如，1至10的规定范围应被认为包含并且提供支持用于记载在最小值1与最大值10之间和/或包含最小值1及最大值10的任何和所有子范围或单个值的权利要求；即，所有子范围均以最小值1或更大的最小值开始，并以最大值10或更小的最大值结束(例如，5.5至10、2.34至3.56等)或从1至10的任何值(例如，3、5.8、9.9994等)。任何列出的范围可以容易地被认为是充分描述并且使得相同的范围能够被分为至少相等的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性实例，本文讨论的每个范围可以容易地被分为下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员还将理解，所有语言如“高达”、“至少”、“大于”、“小于”等包括所记载的数字并且是指随后可以分为如上所述的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3层的群组是指具有1、2或3层的组。类似地，具有1-5层的群组是指具有1、2、3、4或5层的群组，等等。
附图应被解释为说明按比例绘制的一个或多个实施方案和/或未按比例绘制的一个或多个实施方案。这是指附图可以被解释为例如显示：(a)所有特征都按比例绘制，(b)特征都不按比例绘制，或(c)一个或多个特征按比例绘制和一个或多个特征不按比例绘制。因此，附图可用于提供支持，以单独地或相对于彼此记载任何所阐明特征的大小、比例和/或其它尺寸。此外，所有这些大小、比例和/或其它尺寸应理解为在任一方向上可从0-100％变化，且因此提供对记载这些值或可由这些值形成的任何和所有范围或子范围的权利要求的支持。
在权利要求中记载的术语应被赋予它们的普通和惯常含义，如通过参考广泛使用的通用词典和/或相关技术词典中的相关条目，本领域技术人员通常理解的含义等所确定，同时理解，应当将由这些来源中的任何一个或组合赋予的最宽含义赋予权利要求术语(例如，应当组合两个或更多个相关词典条目以提供条目组合的最宽含义等)，仅受限于以下例外：(a)如果术语以比其普通和惯常含义更广泛的方式使用，则该术语应被赋予其普通和惯常含义加上附加的广泛含义，或者(b)如果通过在短语“如本文件所使用，应是指”或类似语言(例如，“该术语是指”、“该术语定义为”、“为了本公开的目的，该术语应是指”等)之后记载该术语而将该术语明确地定义为具有不同的含义。引用特定实例、使用“即”、使用词语“发明”等并不意味着引起例外(b)或以其他方式限制所记载的权利要求术语的范围。除例外(b)适用的情况外，本文件所包含的任何内容均不应被视为对权利要求范围的放弃或否认。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还应当理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在本申请和相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不应当被解释为理想化或过于正式的意义，除非本文明确如此定义。虽然下文未明确定义，但这些术语应根据其通常含义来解释。
此外，在根据马库什组描述本公开的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到本公开也由此根据马库什组的任何单个成员或成员的亚组来描述。
除非上下文另有说明，否则本文所述的本发明的各种特征可以任何组合使用。此外，本公开还预期在一些实施方案中，可以排除或省略本文阐述的任何特征或特征的组合。为了说明，如果说明书陈述复合物包括组分A、B和C，则具体地意图是A、B或C中的任一个或其组合可被单独或以任何组合省略和放弃。
除非另有明确说明，否则所有指定的实施方案、特征和术语旨在包括所记载的实施方案、特征或术语及其生物学等同物。
本文提及或引用的所有专利、专利申请、临时申请和出版物通过引用以其整体并入，包括所有附图和表格，只要它们与本说明书的明确教导不矛盾。
如本文所用，“约”将被本领域普通技术人员理解，并且将取决于其使用的上下文而在一定程度上变化。如果术语的使用对于本领域普通技术人员而言是不清楚的，则在其使用的上下文中，“约”将意指特定术语的至多加或减10％。
当本文的组合物给出0-Z wt.％的范围时，该范围是指添加到配合料中的材料的量并且排除相同材料的污染物水平。如本领域技术人员所理解，金属例如钠和铁经常以污染物水平存在于分批玻璃和玻璃产品中。因此，应理解在未将材料具体添加到配合料的情况下，添加的任何可能存在于最终玻璃材料的分析样品中的这种材料是污染物材料。除了铁氧化物，其中污染物水平通常为约0.03wt.％(300ppm)水平，污染物水平小于0.005wt.％(50ppm)。术语“基本上一致”应理解为不包括任何材料的污染物水平。

Claims (33)

1.一种玻璃组合物，包含：
约50mol.％至约70mol.％的SiO2；
约5mol.％至约10mol.％的Al2O3；
约10mol.％至约20mol.％的Na2O；和
约2mol.％至约6mol.％的K2O；
其中所述玻璃组合物的杨氏模量为至少65GPa；并且
其中所述玻璃组合物的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。
2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中对于约1.0mm厚度的玻璃制品，所述玻璃组合物在约250nm至约260nm的波长范围内具有大于约20％的光透射率。
3.如权利要求1所述的玻璃组合物，进一步包含：
约0mol.％至约2mol.％的B2O3；
约0mol.％至约3mol.％的P2O5；
约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O；
约0mol.％至约6mol.％的MgO；
约0mol.％至约3mol.％的CaO；
约0mol.％至约3mol.％的SrO；
约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2；
约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3；
约0mol.％至约2mol.％的BaO；和
约0mol.％至约10mol.％的ZnO。
4.如权利要求3所述的玻璃组合物，包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。
5.如权利要求3所述的玻璃组合物，进一步包含约0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。
6.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中所述玻璃组合物包含R2O和Al2O3，并且R2O和Al2O3之差为约9mol.％至约15mol.％，其中R是碱金属。
7.如权利要求6所述的玻璃组合物，其中R选自Na、K或其组合。
8.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中所述玻璃组合物包含R1O和ZnO，并且R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，其中R1是碱土金属。
9.如权利要求8所述的玻璃组合物，其中R1选自Mg、Ca、Sr、Ba或其组合。
10.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中所述玻璃组合物的杨氏模量小于75GPa。
11.如权利要求1所述的玻璃组合物，还包含约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3。
12.如权利要求1所述的玻璃组合物，还包含约0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。
13.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中总碱含量为约12mol.％至约26mol.％。
14.一种玻璃制品，其包含权利要求1-13中任一项所述的玻璃组合物。
15.如权利要求14所述的玻璃制品，其中所述玻璃制品通过浮法工艺、浇铸工艺、狭缝牵拉工艺或熔融牵拉工艺中的至少一种来生产。
16.如权利要求14所述的玻璃制品，其中所述玻璃组合物通过离子交换法进行化学强化。
17.一种用于制造玻璃制品的方法，包括：
(a)熔化配合料并形成前体熔融玻璃，所述前体熔融玻璃包含：
约50mol.％至约70mol.％的SiO2；
约5mol.％至约10mol.％的Al2O3；
约10mol.％至约25mol.％的Na2O；和
约2mol.％至约6mol.％的K2O；
(b)将所述熔融玻璃递送至具有主体的成形设备，所述主体具有接收所述熔融玻璃的入口，所述熔融玻璃流入形成于所述主体中的槽中，并且然后溢出所述槽的两个顶面，并且沿着所述主体的两侧流下，然后熔合在一起，其中所述两侧合在一起以形成玻璃片；和
(c)使用牵拉辊组件牵拉所述玻璃片以产生所述玻璃基材；
其中所述玻璃制品的杨氏模量为至少65GPa；和
其中所述玻璃制品的热膨胀系数为10.0-13.0ppm/℃。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括在含碱金属离子的盐浴中对所述玻璃制品进行离子交换。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述含碱金属离子的盐浴包含KNO3、NaNO3或其混合物。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述递送步骤包括控制在所述成形设备中的所述槽的两个末端部处流过预定长度的熔融玻璃的质量流率。
21.如权利要求17所述的方法，其中对于约1.0mm厚度的玻璃制品，所述玻璃制品在约250nm至约260nm的波长范围内具有大于约20％的光透射率。
22.如权利要求17所述的方法，其中所述玻璃制品包含：
约0mol.％至约2mol.％的B2O3；
约0mol.％至约3mol.％的P2O5；
约0mol.％至约0.5mol.％的Li2O；
约0mol.％至约6mol.％的MgO；
约0mol.％至约3mol.％的CaO；
约0mol.％至约3mol.％的SrO；
约0mol.％至约0.5mol.％的SnO2；
约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3；
约0mol.％至约2mol.％的BaO；和
约0mol.％至约10mol.％的ZnO。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述玻璃制品包含约0mol.％至约2mol.％的P2O5。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述玻璃制品包含约0mol.％至约0.002mol.％的Fe2O3。
25.如权利要求17所述的玻璃制品，其中所述玻璃制品包含R2O和Al2O3，并且R2O和Al2O3之差为约9mol.％至约15mol.％，其中R是碱金属。
26.如权利要求25所述的玻璃制品，其中R选自Na、K或其组合。
27.如权利要求17所述的玻璃制品，其中所述玻璃制品包含R1O和ZnO，并且R1O和ZnO之和为约4mol.％至约8mol.％，其中R1是碱土金属。
28.如权利要求27所述的玻璃制品，其中R1选自Mg、Ca、Sr、Ba或其组合。
29.如权利要求17所述的方法，其中所述玻璃制品的杨氏模量小于75GPa。
30.如权利要求17所述的方法，其中所述玻璃制品包含约0mol.％至约0.005mol.％的Fe2O3。
31.如权利要求17所述的方法，其中所述玻璃制品的总碱含量为约12mol.％至约26mol.％。
32.一种装置，其包含权利要求1-13中任一项所述的玻璃组合物或权利要求14-16中任一项所述的玻璃制品。
33.如权利要求32所述的装置，其是电子装置、汽车装置、建筑装置或电器装置。
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