KR20210136053A - 표적 열팽창계수를 갖는 팬-아웃 패키징용 유리 캐리어 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 표적 유효 CTE_Teff 초과의 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 갖는 유리 코어 조성물 및 상기 표적 유효 CTE_Teff 미만인 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 갖는 유리 클래드 조성물을 선택하는 단계; 및 상기 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 유리 라미네이트를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 비가 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.5 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff을 갖는 유리 라미네이트를 제조하기 위하여 선택되도록 상기 유리 클래드 조성물로부터 형성된다.

Description

표적 열팽창계수를 갖는 팬-아웃 패키징용 유리 캐리어 및 그 제조방법

본 출원은 35 U.S.C. § 119 하에 2019년 3월 7일자로 출원된 미국 가출원번호 제62/815129호의 우선권을 청구하며, 그 내용은 전체가 참고로서 본원에서 인용되며 혼입된다.

본 기재는 표적 열팽창계수를 갖는 팬-아웃 패키징으로서 사용하기 위한 유리 캐리어 및 그 제조방법에 관한 것이다.

유리 물품은 반도체 패키징 산업을 포함하여 다양한 산업에서 사용되고 있다. 상기 반도체 패키징 산업에서, 칩은 열-기계적 그리고 리소그라피 단계를 포함할 수 있는 공정을 위하여 캐리어 기판(예를 들어, 유리 플레이트) 상에 위치된다. 그러나, 공정 기술은 제조자들 사이에서 달라질 수 있으며, 다른 제조 기술에 대한 다른 캐리어 요구를 발생시키며, 차례로 다른 제조자에 대한 모든 요구를 충족시키는 단일 캐리어 기판 디자인을 제조하는데 어려움을 일으킨다.

종래에, 금속 캐리어 기판이 유리에 비해서 금속의 증가된 기계적 신뢰성에 기인하여 사용되어 왔다. 그러나, 적합한 금속은 유리에 비해 전형적으로 무겁고, UV 투과도가 부족하며, 총 두께 변화 요구 강화를 만족시켜야 하며, 유리를 사용하여 달성할 수 있는 팬 아웃 공정에 의해 요구되는 열팽창계수 (CTEs)의 범위가 부족하다.

따라서, 반도체 제조에 사용하기 위한 대안적인 유리 캐리어 및 그 제조방법에 대한 요구가 존재한다.

제1의 관점에 따르면, 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 표적 유효 CTE_Teff 초과의 온도 범위에 걸친 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 갖는 유리 코어 조성물 및 상기 표적 유효 CTE_Teff 미만인 온도 범위에 걸친 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 갖는 유리 클래드 조성물을 선택하는 단계; 및 상기 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 유리 라미네이트를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 비가 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.5 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff을 갖는 유리 라미네이트를 제조하기 위하여 선택되도록 상기 유리 클래드 조성물로부터 형성된다.

제2의 관점에 따르면, 상기 제1의 관점의 방법을 포함하며, 상기 각각의 유리 코어층 및 2 이상의 유리 클래드층은 50 GPa 초과의 영률을 포함한다.

제3의 관점에 따르면, 상기 제1 또는 제2의 관점의 방법을 포함하며, 상기 2 이상의 유리 클래드층은 각각 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는다.

제4의 관점에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 광 투과율을 갖는다.

제5의 관점에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 250 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 걸쳐 20% 초과의 광 투과율을 갖는다.

제6의 관점에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.2 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는다.

제7의 관점에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.1 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는다.

제8의 관점에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 유리 라미네이트는 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

제9의 관점에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 유리 라미네이트는 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

제10의 관점에 따르면, 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 초기 유리 라미네이트를 제조하는 단계, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 제1의 비를 갖는 유리 클래드 조성물로부터 형성되며, 여기서 상기 유리 코어 조성물은 온도 범위에 걸쳐 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 가지며, 상기 유리 클래드 조성물은 온도 범위에 걸쳐 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 가지며, 상기 초기 유리 라미네이트는 초기 유효 열팽창계수 CTE_Ieff를 가짐; 상기 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 결정하는 단계, 여기서 상기 표적 유효 CTE_Teff은 상기 초기 유효 CTE_Ieff의 ± 1 ppm/℃ 이내임; 및 상기 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 개질된 유리 라미네이트를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 개질된 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께의 비가 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.5 ppm/℃이내인 상기 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff을 갖는 개질된 유리 라미네이트를 제조하기 위하여 선택되도록 상기 유리 클래드 조성물로부터 형성된다.

제11의 관점에 따르면, 제10의 관점의 방법을 포함하며, 상기 초기 유리 라미네이트 및 개질된 유리 라미네이트 내의 각각의 유리 코어층 및 2 이상의 유리 클래드층은 50 GPa 초과의 영률을 포함한다.

제12의 관점에 따르면, 제10 또는 제11의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 초기 유리 라미네이트 및 개질된 유리 라미네이트 내의 상기 2 이상의 유리 클래드층은 각각 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는다.

제13의 관점에 따르면, 제10 내지 제12의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 개질된 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 광 투과율을 갖는다.

제14의 관점에 따르면, 제10 내지 제13의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 개질된 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 250 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 걸쳐 20% 초과의 광 투과율을 갖는다.

제15의 관점에 따르면, 제10 내지 제14의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 개질된 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.2 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는다.

제16의 관점에 따르면, 제10 내지 제15의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 개질된 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.1 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는다.

제17의 관점에 따르면, 제10 내지 제16의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 개질된 유리 라미네이트는 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

제18의 관점에 따르면, 제10 내지 제17의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 개질된 유리 라미네이트는 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

제19의 관점에 따르면, 제10 내지 제18의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 초기 유효 CTE_Ieff는 상기 표적 CTE_Teff를 초과하며, 상기 유리 코어층의 개질된 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께의 비는 상기 제1의 비 미만이다.

제20의 관점에 따르면, 제10 내지 제18의 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 상기 초기 유효 CTE_Ieff는 상기 표적 CTE_Teff 미만이며, 상기 유리 코어층의 개질된 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께의 비는 상기 제1의 비를 초과한다.

제21의 관점에 따르면, 유리 물품으로서, 유리 코어층에 용융된 유리 클래드층을 포함하며, 여기서 상기 유리 코어층은 평균 코어 열팽창계수 (CTE_core)를 갖는 코어 유리 조성물을 포함하며; 상기 유리 클래드층은 상기 CTE_core 미만인 평균 클래드 열팽창계수 (CTE_clad)를 갖는 클래드 유리 조성물을 포함하며; 상기 유리 물품의 유효 열팽창계수 CTE_eff는 3 ppm/℃ 이상 및 12 ppm/℃ 이하이며; 그리고 상기 유리 물품은 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 광 투과율을 갖는다.

제22의 관점에 따르면, 제21의 관점의 유리 물품을 포함하며, 상기 유리 물품은 450 mm 이상 및 1500 mm 이하의 폭에 걸쳐 10 ㎛ 미만의 총 두께 변화를 갖는다.

제23의 관점에 따르면, 제21 또는 제22의 관점의 유리 물품을 포함하며, 상기 유리 물품은 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 250 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 걸쳐 20% 초과의 광 투과율을 갖는다.

제24의 관점에 따르면, 제21 내지 제23 중 어느 하나의 관점의 유리 물품을 포함하며, 상기 각각의 유리 코어층 및 2 이상의 유리 클래드층은 50 GPa 초과의 영률을 포함한다.

제25의 관점에 따르면, 제21 내지 제24 중 어느 하나의 관점의 유리 물품을 포함하며, 상기 유리 클래드층은 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는다.

제26의 관점에 따르면, 제21 내지 제25 중 어느 하나의 관점의 유리 물품을 포함하며, 상기 유리 물품은 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

제27의 관점에 따르면, 제21 내지 제26 중 어느 하나의 관점의 유리 물품을 포함하며, 상기 유리 물품은 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시적인 것으로서, 청구된 주제의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개관 또는 틀을 제공하고자 의도된 것임이 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 추가적인 이해를 위하여 제공되도록 포함되며 본 명세서에 혼입되어 그 일부를 구성한다. 본 도면은 하나 이상의 구현예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 다양한 구현예의 원리 및 작동을 설명하는 기능을 한다.

도 1은 본원에 기재되고 나타낸 하나 이상의 구현예에 따른 유리 기판의 개략적인 단면도이며;
도 2는 취성 시험 후 비-취성 샘플을 나타내는 도면이며;
도 3은 취성 시험 후 취성 샘플을 나타내는 도면이며;
도 4는 본원에 기재되고 나타낸 하나 이상의 구현예에 따른 유리 기판을 형성하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며; 그리고
도 5는 본원에 기재되고 나타낸 하나 이상의 구현예에 따른 예시적인 유리 기판에 대한 파장(nm로; X-축)의 함수로서 광 투과율(%로; Y-축)을 나타낸 그래프이다.

첨부된 도면에 예시된 다양한 구현예에 대하여 참조가 상세히 이루어질 것이다. 가능한, 전 도면을 통해서 동일하거나 또는 유사한 부분에 대해서 동일한 참조 부호가 사용될 것이다. 구성 성분들은 크기대로일 필요는 없으며, 예시적인 구현예의 원리를 예시하는 경우 강조가 이루어진다.

다양한 구현예에서, 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법은 상기 표적 유효 CTE_Teff 초과의 온도 범위에 걸친 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 갖는 유리 코어 조성물 및 상기 표적 유효 CTE_Teff 미만인 온도 범위에 걸친 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 갖는 유리 클래드 조성물을 선택하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 유리 코어층의 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 비가 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.5 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff을 갖는 유리 라미네이트를 제조하기 위하여 선택되도록 상기 유리 클래드 조성물로부터 형성된 2 이상의 유리 클래드층 및 상기 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층을 포함하는 유리 라미네이트를 제조하는 단계를 더욱 포함한다.

용어 "열팽창계수" 또는 CTE는 온도의 특정 범위에 걸친 평균 CTE이다. 다양한 구현예에서, 상기 유리 조성물의 열팽창계수는 약 20 ℃ 내지 약 300 ℃의 온도 범위에 걸쳐 평균된다. 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물의 열팽창계수는 약 20 ℃ 내지 약 260 ℃의 온도 범위에 걸쳐 평균된다.

일부 구현예에서, 유리가 화염작업가능한(flameworkable) 경우와 같이, 상기 CTE는 팽창계를 통해서 0 ℃ 내지 300 ℃의 온도 범위에 걸쳐 측정될 수 있다. 상기 유리는 뾰족한 팁(pointed tip)을 갖는 특정 크기로 화염작업된다. 상기 샘플은 0-도 얼음 욕에 먼저 침지된 다음, 300 ℃ 욕에 침지되며, 각 시간에서 샘플의 길이가 측정된다. 다음으로 2개의 측정에 기반하여 CTE가 계산된다.

다른 구현예에서, 유리가 화염작업가능하지 않은 경우와 같이(예를 들어, 유리 라미네이트), 상기 CTE는 팽창계를 통해서 20 ℃ 내지 최대 1000 ℃의 온도 범위에 걸쳐 측정될 수 있다. 상기 유리는 다양한 편평한 단부를 갖는 특정 크기로 가공되며, 작은 로에 위치되어 미리 결정된 속도로 가열되고 냉각된 다음(예를 들어, 4 ℃/min 승온, 5분 동안 유지, 및 4 ℃/min 하향), 샘플의 온도 및 길이가 실시간 측정된다. 가열 및 냉각 모두 동안 열팽창곡선이 얻어질 수 있다. 　소정의 온도 범위에 걸친 평균 CTE 수는 상기 가열 및 냉각 곡선 모두로부터 상기 측정으로부터 얻어질 수 있다.

상기 기판의 탄성 계수(또한 영률로서 언급됨)는 기가파스칼(GPa)의 단위로 제공된다. 상기 기판의 탄성 계수는 상기 기판의 벌크 샘플 상에서 공명 초음파법에 의해 결정된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "연화 온도"는 유리 조성물의 점도가 1x10^7.6 poise인 온도를 나타낸다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "어닐점"은 상기 유리 조성물의 점도가 1x10¹³ poise인 온도를 나타낸다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "변형점" 및 "T_strain"은 유리 조성물의 점도가 3x10¹⁴ poise인 온도를 나타낸다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "투과율", "투과도", "광투과율" 및 "총 투과율"은 본 기재에서 상호 교호로 사용되며, 흡수, 산란 및 반사가 고려되는, 외부 투과율 또는 투과도를 나타낸다. 프레넬 반사는 본원에서 보고된 투과율 및 투과도에서 감해지지 않는다. 부가적으로, 특정 파장 범위에 걸쳐 언급된 어느 총 투과도 값은 특정된 파장 범위에 걸쳐 측정된 총 투과도 값의 평균으로서 주어진다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, "평균 흡광도"는 (2 - log(평균 투과도, %))/경로 길이로서 주어진다.

압축 응력(표면 압축 응력을 포함하여)은 굴절된 근거리장(RNF) 기술을 사용하여 측정된다. 표면 응력 측정은 응력 광학 계수(SOC)의 정확한 측정에 좌우되며, 이는 유리의 복굴절에 관련된다. SOC는 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"의 명칭으로, ASTM 표준 C770-16에 기재된 과정 C(유리 디스크 방법)에 따라 측정되며, 그 내용은 전체가 참고로서 본원에 혼입된다. 압축의 깊이(DOC)는 당업계에 공지된 RNF 기술 또는 산란광 편광기(SCALP) 기술로 측정될 수 있다. 최대 중심 인장(CT) 값은 당업계에 공지된 산란 광 편광기 (SCALP) 기술을 사용하여 측정된다.

알칼리 구성 성분과 같은 유리 내의 다양한 구성 성분의 농도 프로파일이 전자 프로브 미량분석(EPMA)에 의해 측정되었다.　 EPMA는 예를 들어, 라미네이션에 기인하여 압축 응력으로부터 유리 내로 알칼리 이온의 이온 교환에 기인하여 유리 내로 압축 응력을 알아보는데 이용될 수 있다.

용어 "압축의 깊이" 및 "DOC"는 압축 응력이 인장 응력으로 전이하는 유리 내의 위치를 나타낸다.

용어 "유리" 및 "유리 조성물"은 둘 모두의 물질의 분류가 공통적으로 이해되는 바와 같이, 유리 물질 및 유리-세라믹 물질 모두를 포괄한다. 유사하게, 용어 "유리 구조"는 유리를 포함하는 구조를 포괄한다. 용어 "재배선 웨이퍼- 및/또는 패널-레벨 패키지"는 웨이퍼 레벨 패키지 및 페널 레벨 패키지를 포함하는 재배선 기판 패키지의 어느 크기를 포괄한다.

용어 "으로부터 형성된"은 포함하는, 필수적으로 이루어진, 또는 이루어진 중 하나 이상을 의미할 수 있다. 예를 들어, 특정 물질로부터 형성된 성분은 특정 물질을 포함하거나, 특정 물질로 필수적으로 이루어지거나 또는 특정 물질로 이루어질 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 전면, 후면, 상부, 하부, 수직, 수평 - 는 도시된 도면을 참조하여 단지 이루어지며, 다르게 명시되지 않는 한 절대 배향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

다르게 명시되지 않는 한, 본원에 서술된 어느 방법이 특정 순서로 단계들이 수행되거나, 또는 특정 배향의 어느 장치를 요구하도록 고려되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 단계에 이어지도록 순서를 명시적으로 기재하지 않거나, 또는 어느 장치 청구항이 개별적인 성분의 배향 또는 순서를 명시적으로 기재하지 않거나, 또는 단계가 특정 순서로 한정되는 것으로 청구항 또는 설명에서 구체적으로 명시되지 않거나, 또는 장치의 구성에 대한 특정 순서 또는 배향이 기재되지 않은 경우, 순서 또는 배향이 어느 관점에서 고려되는 것으로 의도되지 않는다. 이는 다음을 포함하여 해석을 위한 어느 가능한 비-표현적 기초에 대해 유지된다: 단계, 작동 흐름, 구성성분의 순서 또는 구성성분의 배향의 배열과 관련한 논리상의 문제; 문법 조직 또는 구두법으로터 유래된 명백한 의미, 및; 명세서에 기재된 구현예의 수 또는 유형.

본원에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 맥락적으로 다르게 명시되지 않는 한, 복수의 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "하나의" 성분에 대한 참조는 맥락적으로 다르게 명시되지 않는 한, 2 이상의 이러한 성분들을 갖는 관점을 포함한다. 또한, 단어 "또한"은 선행사 "중 어느 하나"(또는 "또는"이 배제적으로 비균등한 것을 가리키는 다른 유사 용어 - 예를 들어, x 또는 y 중 단지 하나, 등) 없이 사용되는 경우, 포괄적으로 해석되어야 한다(예를 들어, "x 또는 y"는 x 또는 y 둘 모두 또는 하나를 의미한다).

용어 "및/또는"은 또한 포괄적으로 해석되어야 한다(예를 들어, "x 및/또는 y"는 x 또는 y 모두 또는 하나를 의미한다). "및/또는" 또는 "또는"이 3 이상의 항목의 군에 대해서 접속사로 사용되는 경우, 상기 군은 하나의 항목 단독, 이들 모두의 항목을 함께, 또는 어느 조합 또는 수의 이들 항목을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, "갖는다, 갖는, 포함한다 및 포함하는과 같은 명세서 및 청구항에서 사용된 용어들은 용어 포함하다 및 포함하는과 동의어로 고려되어야 한다.

모든 언급된 범위들은 어느 및 모든 범위 또는 각각의 범위에 의해 포함된 어느 및 모든 개별적인 값을 기재하는 청구항에 대한 뒷받침을 제공하며 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 1 내지 10의 언급된 범위는 최소값 1 및 최대값 10을 포함하거나 및/또는 그 사이의 어느 및 모든 서브범위 또는 개별 값을 기재하는 청구항에 대한 뒷받침을 제공하며 이를 포함하는 것으로 고려되어야 한다; 즉, 1 이상의 최소 값으로 시작하고 10 이하의 최대 값으로 끝나는 모든 서브 범위들(예를 들어, 5.5 내지 10, 2.34 내지 3.56, 및 등) 또는 1에서 10까지의 어느 값(예를 들어, 3, 5.8, 9.9994, 및 등).

도면은 크기 대로 도시되지 않은 하나 이상의 구현예 및/또는 크기 대로 도시된 하나 이상의 구현예를 예시하는 것으로 해석되어야 한다. 이는 예를 들어, 도면이 다음과 같이 나타내는 것으로 해석될 수 있다: (a) 모든 것이 크기대로 도시됨, (b) 어떤 것도 크기 대로 도시되지 않음, 또는 (c) 하나 이상의 피쳐가 크기 대로 도시되고 하나 이상의 피쳐가 크기 대로 도시되지 않음. 따라서, 도면은 서로에 대해서 또는 단독으로 중 어느 하나로 어느 도시된 피쳐의 크기, 비례 및/또는 기타 치수를 기재하는 뒷받침을 제공하도록 기능할 수 있다. 또한, 모든 이러한 크기, 비례 및/또는 기타 치수는 어느 하나의 방향으로 0-100% 가변적인 것으로 이해되어야 하므로, 이러한 값에 의해 형성될 수 있는 이러한 값 또는 어느 및 모든 범위 또는 서브 범위를 기재하는 청구항에 대한 뒷받침을 제공한다.

청구항에서 기재된 용어는 다음의 예외에만 속하는 청구항 용어(예를 들어, 조합된 항목의 가장 넓은 의미를 제공하도록 2 이상의 관련 사전 항목이 조합되어야 하는)에 이들 소스의 어느 하나 또는 조합에 의해 부여되는 가장 넓은 의미가 주어져야 하는 것으로 이해되어, 당업자에 의해 공통적으로 이해되는 의미, 관련 기술 사전 및/또는 일반 사전에서 널리 사용되는 관련 항목을 참조로 하여 결정되는 바에 따라 평범하고 관례적인 의미로 주어져야 한다: (a) 용어가 평범하고 관례적인 의미보다 더 광대한 방식으로 사용되는 경우, 상기 용어는 평범하고 관례적인 의미에 덧붙여 부가적인 광대한 의미로 주어져야 하거나, 또는 (b) 용어가 "본 문헌에서 좁은 의미로 사용되는 바와 같은" 어구 또는 유사한 언어(예를 들어, "이 용어는 의미한다", "이 용어는 바와 같이 정의된다, "본 기재의 목적을 위하여 본 용어는 의미되어야 한다", 등)에 의해 이어지는 기재에 의해 다른 의미를 갖도록 명시적으로 정의되는 경우. 구체적인 예의 참조, 단어 "발명"의 사용, "즉"의 사용 등은 예외 (b)를 일의키는 것을 의미하지 않거나 또는 기재된 청구항 용어들의 범위를 다르게 제한하지 않는다. 본 문헌에 함유되지 않은 어떤 것, 예외 (b)가 적용되는 기타 상황은 청구 범위의 부인 또는 부정으로 고려되어야 한다.

반도체 산업에서, 다른 제조업자들은 어느 정도 균일한 대단히 중요한(overarching) 캐리어 기판 요구(즉, 크기, 형상, 등)을 갖는다. 그러나, 성질 사양(즉, 열팽창계수, 탄성 계수 및 기타 같은 종류의 것)은 제조자마다 또는 시설마다 다를 수 있다. 예를 들어, 반도체 패키징 공정의 열 프로파일은 특정 제조자에게 독특할 수 있으며, 이는 열팽창계수(CTE) 또는 기타 같은 종류의 것과 같은 특정의 열 프로파일에 맞춘 열 특성을 갖는 캐리어 기판에 대한 요구를 일으킨다. 특정 CTE 요구에 덧붙여, 상기 유리 캐리어는 또한 특정 반도체 패키징 작업과 연결된 사용에 적합한 것으로 고려되는 탄성 계수, 점도, 표면 성질 및 에지 강도 요구와 같은 소정의 기타 성질을 갖도록 요구될 수 있다. 캐리어 기판용 성질 사양의 넓은 어레이는 다른 패키징 작업으로의 사용에 부합하는 캐리어 기판을 경제적이고 효율적으로 대량 생산하고자 하는 유리 기판 제조자들에게 고유의 도전을 선사한다.

본원에 기재된 방법은 다양한 제조자에 의해 이용된 공정과 부합하는 조성물을 갖는 캐리어 기판을 형성하는 단계를 용이하게 하는 한편, 개별적인 제조자의 사양을 만족시키기 위하여 CTE를 포함하는 캐리어 기판의 성질을 조절할 수 있도록 한다. 구체적으로, 본원에 기재된 일부 구현예는 유리 라미네이트 내의 유리 코어층의 두께 대 유리 클래드층의 총 두께의 비에 변화를 가함으로써 달성될 수 있는 표적 유효 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이론에 한정되는 것은 아니나, 유리 라미네이트의 유효 CTE_eff는 유리 코어층의 두께 대 유리 클래드층의 총 두께의 비로 달라지며, 이처럼, 상기 비를 조절하는 것은 결과적인 유리 라미네이트의 CTE를 변화시키기 위한 효과적인 구동자일 수 있으며, 이하에서 상세하게 기재될 것이다.

도 1을 참조하면, 유리 기판(100)의 일부 구현예의 개략적인 단면도가 제공된다. 유리 기판(100)은 제1 또는 상부 유리 클래드층(105) 및 제2 또는 하부 유리 클래드층(107)에 연결된 유리 코어층(110)을 포함한다. 상기 유리 기판(100)은 다중의 유리층을 포함하며, 유리 라미네이트로 고려될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 층들(105, 107, 110)은 이들 사이에 위치된 어느 접착제, 폴리머 층, 코팅 층 또는 기타 같은 종류의 것 없이 함께 용융된다. 다른 구현예에서, 상기 층들(105, 107, 110)은 접착제 또는 기타 같은 종류의 것을 사용하여 함께 연결(예를 들어, 접착)된다.

유리 기판(100)은 어느 적합한 조성물을 가질 수 있으며 어느 적합한 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 적합한 유리 조성물의 예는 알칼리-토 알루미노보로실리케이트 유리, 아연 보로실리케이트 유리, 및 소다-라임 유리 및 마그네슘 산화물, 이트리아, 알루미나 또는 지르코니아가 풍분한 것과 같은 유리 세라믹을 포함할 수 있다. 일반적으로, 유리 기판(100) 및 유리 기판 내의 어느 층들(105, 107, 110)은 2016년 5월 17일로 등록된, "Machining of Fusion-Drawn Glass Laminate Structures Containing a Photomachinable Layer" 명칭의 미국특허번호 제9,340,451호 및 2017년 3월 16일로 공개된, "Glass Article and Method for Forming the Same"의 명칭의 미국공개특허번호 제2017/0073266호에 기재된 어느 방법을 사용하여 이루어질 수 있거나 또는 어느 조성물을 가질 수 있으며, 상기 문헌 각각은 그 전체가 참고로서 본원에 혼입된다.

일부 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 마이크로전자 부품을 수용하도록 형상되고 크기를 가질 수 있는, 정확하게 치수된 캐비티(미도시)를 형성하기 위하여 유리 코어층(110)에 적어도 하나의 유리 클래드층(105, 107)의 선택적 제거를 가능하게 하는 적어도 하나의 유리 클래드층(105, 107) 및 유리 코어층(110)이 다른 물리적 치수 및/또는 물리적 성질을 갖도록 구성된다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 적어도 하나의 유리 클래드층( 105, 107) 및 유리 코어층(110)이 다른 열팽창계수 (CTE)를 갖도록 구성된다. 본원에 기재된 다양한 구현예에 따르면, 적어도 하나의 유리 클래드층(105, 107)은 유리 클래드 조성물로부터 형성되며, 평균 코어 열팽창계수 CTE_core 미만의 평균 클래드 열팽창계수 CTE_clad를 갖는다. 이러한 구현에에서, 거의 균일한 압축 응력이 상기 유리 코어층(110) 내에서 인장 응력의 균형을 맞추면서 유리 클래드층(105, 107)의 두께를 가로질러 형성된다. 이러한 유리 라미네이트는 기계적으로 강화되며, 후술될 바와 같이, 취급 동안 비-강화된 유리 물품보다 낫게 발생할 수 있는 손상과 같은, 손상을 견딜 수 있다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 클래드층(105, 107) 각각은 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는다. 예를 들어, 각각의 유리 클래드층(105, 107)은 80 MPa 초과, 85 MPa 초과, 90 MPa 초과, 또는 95 MPa 초과의 압축 응력을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 각각의 유리 클래드층(105, 107)은 120 MPa 미만, 115 MPa 미만, 110 MPa 미만, 105 MPa 미만, 100 MPa 미만, 또는 95 MPa 미만의 압축 응력을 가질 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 상기 유리 클래드층은 각각 80 MPa 초과 및 110 MPa 미만의 압축 응력을 갖는다.

전술한 바와 같이, 상기 CTE_core가 CTE_clad를 초과하는 경우, 상기 유리 코어층은 인장 응력 하에 있다. 다른 구현예에서, 상기 유리 코어층은 10 MPa 초과 및 45 MPa 미만의 인장 응력을 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 유리 코어층은 10 MPa 초과, 12 MPa 초과, 15 MPa 초과, 20 MPa 초과, 25 MPa 초과, 30 MPa 초과, 또는 35 MPa 초과의 인장 응력을 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 유리 코어층은 45 MPa 미만, 40 MPa 미만, 35 MPa 미만, 또는 30 MPa 미만의 인장 응력을 갖는다.

일부 구현예에서, 상기 유리 기판의 각 층에서의 잔류 응력은 다음의 식에 따라 계산될 수 있다:

여기서, σ는 압축이고, α는 CTE이며, E는 영률이고, v는 푸아송 비이며, t는 층 두께이고, R은 총 코어/클래드 두께 비이며, T는 온도이다. 상기 라미네이션 온도 (T_lamination)는 클래드 또는 코어의 변형점, -5도, 더욱 아래이다.

또한, CTE_core 및 CTE_clad에서의 차이는 유리 클래드층(105, 107) 및/또는 유리 코어층(110)의 두께를 조절함으로써 유리 물품의 유효 CTE_eff를 조절할 수 있다. 특히, 라미네이트된 유리 물품, 가령 유리 기판(100)의 유효 CTE_eff 는 다음의 식에 따라 계산될 수 있다:

여기서, α는 CTE이고, E는 영률이며, v는 푸아송 비이고, t는 층 두께이고, R은 총 코어/클래드 두께 비이다.

상기 유리 클래드층 및 유리 코어층의 영률 및 푸아송 비가 가까운(예를 들어, 유리 코어층 및 유리 클래드층에 대한 E/(1-v)의 값이 5% 이내인 경우) 구현예에서, 상기 식은 다음의 식으로 간략화될 수 있다:

여기서, β는 코어 및 총 두께 비 또는 코어%이다.

따라서, 다양한 구현예에서, 층(105, 107, 110)의 두께는 유리 기판(100) 내에서 넓게 달라질 수 있다. 예를 들어, 층들(105, 107, 110)은 모두 동일한 두께 또는 다른 두께를 가질 수 있거나 또는 층들 중 2개는 동일한 두께일 수 있는 한편 제3의 층은 다른 두께를 갖는다.

일부 구현예에서, 유리 클래드층들(105, 107) 중 하나 또는 둘 모두는 각각 5 microns 내지 300 microns 두께, 10 microns 내지 275 microns 두께, 또는 12 microns 내지 250 microns 두께이다. 다른 구현예에서, 상기 유리 클래드층(105, 107) 중 하나 또는 둘 모두는 5 microns 초과의 두께, 10 microns 초과의 두께, 12 microns 초과의 두께, 15 microns 초과의 두께, 20 microns 초과의 두께, 25 microns 초과의 두께, 30 microns 초과의 두께, 40 microns 초과의 두께, 50 microns 초과의 두께, 60 microns 초과의 두께, 70 microns 초과의 두께, 80 microns 초과의 두께, 90 microns 초과의 두께, 100 microns 초과의 두께, 125 microns 초과의 두께, 150 microns 초과의 두께, 175 microns 초과의 두께, 또는 200 microns 초과의 두께이다. 다른 구현예에서, 상기 유리 클래드층(105, 107) 중 하나 또는 둘 모두는 300 microns 미만의 두께, 275 microns 미만의 두께, 250 microns 미만의 두께, 225 microns 미만의 두께, 200 microns 미만의 두께, 175 microns 미만의 두께, 150 microns 미만의 두께, 125 microns 미만의 두께, 또는 100 microns 미만의 두께이다. 그러나, 상기 유리 클래드층(105, 107)은 다른 두께를 가질 수 있음이 주지되어야 한다.

본원에 기재된 일부 구현예에 따르면, 각각의 유리 클래드층(105, 107)의 두께는 유리 클래드층 내의 압축 응력이 60 ㎛ 이상의 압축의 깊이(DOC)까지 연장하도록 된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 유리 기판은 60 ㎛ 초과, 75 ㎛ 초과, 80 ㎛ 초과, 85 ㎛ 초과, 90 ㎛ 초과, 95 ㎛ 초과, 100 ㎛ 초과, 105 ㎛ 초과, 110 ㎛ 초과, 115 ㎛, 또는 120 ㎛ 초과의 DOC를 갖는다. 이러한 일부 구현예에서, 최소 DOC는 팬-아웃 공정 또는 다른 사용동안 가능한한 손상에 유리 기판이 놓인 후에 조차 유리 기판이 적합한 강도를 갖는 것을 보장하도록 선택된다.

일부 구현예에서, 상기 유리 코어층(110)은 300 microns 내지 1200 microns, 또는 600 microns 내지 1100 microns의 두께를 갖는다. 다른 구현예에서, 상기 유리 코어층(110)은 300 microns 초과, 500 microns 초과, 600 microns 초과, 700 microns 초과, 800 microns 초과, 또는 900 microns 초과의 두께를 갖는다. 다른 구현예에서, 상기 유리 코어층(110)은 1200 microns 미만, 1100 microns 미만, 1000 microns 미만, 900 microns 미만, 또는 800 microns 미만의 두께를 갖는다. 그러나, 상기 유리 코어층(110)은 다른 두께를 가질 수 있음이 주지되어야 한다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 코어층 대 유리 클래드층의 총 두께의 비는 1 초과 및 50 미만, 또는 1.75 초과 및 10 미만이다. 일부 구현예에서, 상기 비는 1 초과, 2 초과, 2.5 초과, 3 초과, 4 초과, 또는 5 초과이다. 구현예에서, 상기 비는 50 미만, 20 미만, 10 미만, 9 미만, 8 미만, 7 미만, 6 미만, 5 미만, 또는 4 미만이다. 그러나, 상기 유리 기판은 유리 코어층의 두께 대 상기 유리 클래드층의 총 두께의 또 다른 비를 가질 수 있음이 이해되어야 한다.

본원에 기재된 다양한 구현예에서, 유리 코어층의 두께 대 유리 클래드층의 총 두께의 비는 상기 유리 기판에 대한 표적 유효 CTE_Teff의 ±0.5 ppm/℃ 이내,±0.2 ppm/℃ 이내, 또는 ±0.1 ppm/℃ 이내인 유리 기판(100)의 유효 CTE_eff로 귀결된다. 상기 표적 유효 CTE_Teff는 예를 들어, 유리 클래드층 또는 유리 코어층 내에서 특정된 표적 유효 CTET_eff, 특정된 면적 당 인장 에너지, 특정된 유효 영률, 또는 특정된 응력과 같은 수용된 사양에 기반하여 결정될 수 있다. 따라서, 상기 표적 유효 CTE_Teff 는 전술하고 후술되는 바와 같이, 유리 기판에 대한 기타 사양에 기반하여 계산되거나 또는 제공될 수 있다.

구현예에서, 상기 유리 클래드층 및 유리 코어층의 두께는 적어도 부분적으로 유리 기판(100)의 저장된 인장 에너지에 기반하여 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 유리 클래드층 및 유리 코어층의 두께는 상기 유리 기판(100)이 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖도록 선택된다. 예를 들어, 상기 유리 기판(100)은 20 J/m² 미만, 18 J/m² 미만, 15 J/m² 미만, 12 J/m² 미만, 또는 10 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 1.5 J/m² 초과, 2 J/m² 초과, 2.5 J/m² 초과, 3 J/m² 초과, 4 J/m² 초과, 5 J/m² 초과, 7 J/m² 초과, 또는 10 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는다.

넓게 변할 수 있는 유리 기판(100)의 또 다른 관점은 층들(105, 107, 110)의 유리 조성물이다. 예를 들어, 층들(105, 107, 110)은 모두 다른 유리 조성물을 가질 수 있거나 또는 층들 중 2은 동일한 유리 조성물을 가질 수 있는 한편, 제3의 층은 다른 유리 조성물을 갖는다. 일반적으로, 상기 유리 클래드층들(105, 107)의 하나 또는 둘 모두는 유리 코어층(110)의 유리 조성물과 다른 유리 조성물을 갖는다. 이는 본원의 다양한 구현예에서 기술된 바와 같이, 유리 클래드층 및 유리 코어층을 형성하기 위하여 사용된 유리 조성물을 변화시키지 않고 조정될 수 있는 유효 CTE_eff를 갖는 유리 기판(100)을 제공한다.

상기 유리 클래드층(105, 107) 및 유리 코어층(110)을 형성하는데 사용된 유리 조성물은 다수의 적합한 유리 조성물 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 조성물은 알칼리 보로알루미노실리케이트 유리 조성물, 알칼리토 보로알루미노실리케이트 유리 조성물, 아연 보로알루미노실리케이트 유리 조성물, 또는 기타 같은 종류의 것일 수 있다. 상기 유리 조성물은 특정 온도에서의 CTE 또는 온도 범위 (예를 들어, 0 ℃ 내지 400 ℃, 0 ℃ 내지 300 ℃, 0 ℃ 내지 260 ℃, 20 ℃ 내지 300 ℃, 또는 20 ℃ 내지 260 ℃)에 걸친 평균 CTE, 밀도, 영률, 200 Poise 온도, 또는 유리 물품의 사용 또는 공정에 바람직할 수 있는 기타 성질에 기반하여 선택될 수 있다. 상기 200 Poise 온도는 잘-융해된 유리의 최소 온도를 나타내는, 유리가 200 Poise의 점도를 갖는 최소 온도이다.

일부 구현예에서, 상기 유리 조성물 각각은 본원에 기재된 바와 같은 용융 인발 공정을 사용하여 유리 물품(100)을 형성하는데 적합한 액체 점도를 갖는다. 예를 들어, 각각의 유리 조성물은 적어도 약 70 kP, 적어도 약 100 kP, 적어도 약 200 kP, 또는 적어도 약 300 kP의 액체 점도를 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 각각의 유리 조성물은 약 3000 kP 미만, 약 2500 kP 미만, 약 1000 kP 미만, 또는 약 800 kP 미만의 액체 점도를 포함한다.

상기 유리 조성물은 일반적으로 SiO₂, Al₂O₃, 적어도 하나의 알칼리토 산화물, 가령 BeO, MgO, CaO, SrO 및 BaO, 및/또는 알칼리 산화물, 가령 Li₂O, Na₂O, K₂O, Rb₂O 및 Cs₂O의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물은 무-알칼리이고, 다른 구현예에서, 상기 유리 조성물은 하나 이상의 알칼리 산화물을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물은 하나 이상의 부가적인 산화물의 미량, 가령, 예로서 이에 한정되는 것은 아니나, SnO₂, Sb₂O₃, ZrO₂, ZnO, 또는 기타 같은 종류의 것을 더욱 포함할 수 있다. 이들 성분들은 청징제로서 추가될 수 있거나 및/또는 상기 유리 조성물의 CTE를 더욱 개질할 수 있다.

구현예에서, 상기 유리 조성물은 35 wt% 이상 및 80 wt% 이하의 양으로 SiO₂를 일반적으로 포함한다. SiO₂의 함량이 너무 작으면, 상기 유리는 불량한 화학적 그리고 기계적 내구성을 가질 수 있다. 한편, SiO₂의 함량이 너무 크면, 유리의 융해 능력이 감소하고 점도가 증가하여 유리의 형성이 어려워진다. 일부 구현예에서, SiO₂는 상기 유리 조성물 내에 60 wt% 이상 및 80 wt% 이하, 70 wt% 이상 및 80 wt% 이하, 또는 35 wt% 이상 및 70 wt% 이하의 양으로 존재한다.

상기 유리 조성물은 또한 Al₂O₃를 포함할 수 있다. 유리 조성물 내에 존재하는 알칼리 산화물, 가령 Na₂O 또는 기타 같은 종류의 것과 조합하여 Al₂O₃는 이온 교환 강화에 대한 유리의 민감성을 개선한다. 나아가, Al₂O₃의 증가된 양은 또한 유리의 연화점을 증가시킬 수 있고, 따라서 유리의 형성성을 감소시킬 수 있다. 본원에 기재된 유리 조성물은 1.5 wt% 이상 및 27 wt% 이하, 1.5 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 8 wt% 이상 및 15 wt% 이하, 10 wt% 이상 및 15 wt% 이하, 9.5 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 17 wt% 이상 및 20 wt% 이하, 또는 22 wt% 이상 및 27 wt% 이하의 양으로 Al₂O₃를 포함할 수 있다.

본원에 기재된 일부 구현예에서, 유리 물품이 형성된 유리 조성물 내의 붕소 농도는 덜 가파른 점도-온도 곡선을 만들고 전체 곡선을 낮춤으로써 유리의 형성성을 개선하고 유리를 연화시키기 위하여 유리 조성물에 첨가될 수 있는 플럭스이다. 구현예에서, 상기 유리 조성물은 0 wt% 이상의 B₂O₃ 및 18 wt% 이하의 B₂O_{3 ,} 1 wt% 이상 및 15 wt% 이하의 B₂O_{3 ,} 2 wt% 이상 및 14 wt% 이하의 B₂O_{3 ,} 2 wt% 이상 및 5 wt% 이하의 B₂O₃, 또는 10 wt% 이상 및 18 wt% 이하의 B₂O₃를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물은 붕소 및 붕소를 함유하는 화합물을 함유하지 않을 수 있다.

상기 유리 조성물의 예는 하나 이상의 알칼리 산화물을 더욱 포함할 수 있다(예를 들어, Na₂O, K₂O, Li₂O, 또는 기타 같은 종류의 것). 상기 알칼리 산화물은 유리 조성물의 융해를 용이하게 하고, 200 Poise 온도를 낮추며, 유리의 연화점을 낮춤으로써, 상기 유리 조성물 내의 SiO₂ 및/또는 Al₂O₃의 높은 농도에 기인한 연화점에서의 증가를 상쇄한다. 상기 알칼리 산화물은 또한 상기 유리 조성물의 화학적 내구성을 개선하고 CTE를 바람직한 값으로 조정하는데 도움을 준다. 상기 알칼리 산화물은 0 wt% 이상 및 14 wt% 이하의 양으로 상기 유리 조성물 내에 일반적으로 존재한다. 일부 구현예에서, 상기 알칼리 산화물의 양은 0 wt% 이상 및 14 wt% 이하, 6 wt% 이상 및 13 wt% 이하, 8 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 9 wt% 이상 및 11 wt% 이하, 또는 1 wt% 이상 및 8 wt% 이하일 수 있다. 본원에 기재된 모든 유리 조성물에서, 상기 알칼리 산화물은 적어도 Na₂O 및 K₂O를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 알칼리 산화물은 Li₂O를 더욱 포함한다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 조성물 내의 하나 이상의 알칼리 산화물의 포함은 당해 기술 분야에서 사용되고 알려진 방법에 따라 유리 조성물이 이온 교환될 수 있도록 할 수 있다. 상기 유리 기판을 이온 교환하는 것은 상기 유리 기판을 더욱 강화시키고 유리 클래드층 및 유리 코어층 내의 응력을 변경할 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 이온 교환이 치수 차이로 귀결될 수 있거나 또는 유리 기판의 워피지로 귀결될 수 있으므로 이온 교환되지 않는다.

원하는 CTE를 달성하기 위하여, 상기 유리 조성물의 구현예는 0 wt% 이상 및 18 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 18 wt% 이하, 1 wt% 이상 및 18 wt% 이하, 6 wt% 이상 및 18 wt% 이하, 0 wt% 이상 및 8 wt% 이하, 0 wt% 이상 및 5 wt% 이하, 또는 1 wt% 이상 및 8 wt% 이하의 양으로 Na₂O를 포함한다.

상기 유리 내의 K₂O의 농도는 또한 유리 조성물의 CTE에 영향을 미친다. 따라서, 일부 구현예에서, K₂O의 양은 0 wt% 이상 및 14 wt% 이하, 0 wt% 이상 및 10 wt% 이하, 0 wt% 이상 및 7 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 14 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 10 wt% 이하, 또는 0 wt% 초과 및 7 wt% 이하이다. 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물은 K₂O를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다.

Li₂O를 포함하는 유리 조성물의 구현예에서, 상기 Li₂O는 0 wt% 이상 및 7.5 이하, 2 wt% 이상 및 5 wt% 이하, 또는 3 wt% 이상 및 7.5 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물은 리튬 및 리튬을 함유하는 화합물을 실질적으로 함유하지 않을 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 유리 조성물의 구현예는 하나 이상의 알칼리토 산화물을 더욱 포함할 수 있다. 상기 알칼리토 산화물은 예를 들어, MgO, CaO, SrO, BaO, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 알칼리토 산화물은 유리 배치 산화물의 융해성을 개선하며, 유리 조성물의 화학적 내구성을 증가시키며, 덧붙여 CTE의 영향을 증가시킨다. 본원에 기재된 유리 조성물에서, 상기 유리 조성물은 1 wt% 이상 및 22 wt% 이하, 2 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 1 wt% 이상 및 6 wt% 이하, 9 wt% 이상 및 22 wt% 이하, 12.5 wt% 이상 및 21 wt% 이하, 7 wt% 이상 및 20 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 12.5 wt% 이하, 또는 0 wt% 초과 및 10 wt% 이하의 양으로 적어도 하나의 알칼리토 산화물을 일반적으로 포함한다.

MgO는 0 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 1 wt% 이상 및 10 wt% 이하, 2 wt% 이상 및 10 wt% 이하, 1 wt% 이상 및 3 wt% 이하, 9 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 8 wt% 이하, 또는 0 wt% 초과 및 4 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, MgO는 상기 유리 조성물 내에 포함되지 않을 수 있는 것으로 고려된다.

또 다른 실시예로서, CaO는 상기 유리 조성물 내에 0 wt% 이상 및 12 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 구현예에서, CaO는 0 wt% 초과 및 8.5 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 8 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 3 wt% 이하, 0 wt% 초과 및 2 wt% 이하, 3 wt% 이상 및 6 wt% 이하, 7 wt% 이상 및 12 wt% 이하, 또는 8 wt% 이상 및 12 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, CaO는 상기 유리 조성물 내에 존재하지 않을 수 있다.

일부 구현예에서, SrO는 0.5 wt% 초과 및 3 wt% 이하의 양으로 상기 유리 조성물 내에 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, SrO는 상기 유리 조성물 내에 존재하지 않을 수 있다.

BaO를 포함하는 구현예에서, 상기 BaO는 약 0 wt % 초과 및 약 3 wt% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 이들 일부 구현예에서, BaO는 상기 유리 조성물 내에 약 2 wt% 이하 또는 약 1 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다.

SiO₂, 알칼리 산화물 및 알칼리토 산화물에 부가하여, 예시적인 기본 유리 조성물의 제1의 구현예는 선택적으로 하나 이상의 청징제, 가령, 예시적이며 비한정적으로, SnO₂, Sb₂O₃, As₂O₃, 및/또는 할로겐, 가령, F^-, 및/또는 Cl^- (NaCl 또는 기타 같은 종류의 것으로부터)을 포함할 수 있다. 청징제가 상기 유리 조성물 내에 존재하는 경우, 상기 청징제는 1 wt% 이하 또는 0.5 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 상기 청징제의 함량이 너무 큰 경우, 상기 청징제는 상기 유리 구조에 유입되어 다양한 유리 성질에 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 상기 청징제의 함량이 너무 낮은 경우, 상기 유리는 형성하기가 어려울 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, SnO₂는 0.25 wt% 이상 내지 0.50 wt% 이하의 양으로 청징제로서 포함된다.

다른 금속 산화물이 일부 구현예의 유리 조성물 내에 부가적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 조성물은 ZnO 또는 ZrO₂를 더욱 포함할 수 있으며, 이들 각각은 화학적 공격에 대해서 유리 조성물의 내성을 개선한다. 이러한 구현예에서, 부가적인 금속 산화물은 0 wt% 이상 및 6 wt% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 조성물은 6 wt% 이하의 양으로 ZrO₂를 포함할 수 있다. ZrO2의 함량이 너무 높은 경우, 이는 상기 유리 조성물 내에 용해되지 않을 수 있고, 상기 유리 조성물 내에 결점으로 귀결될 수 있고, 영률을 높일 수 있다. 구현예에서, ZnO는 6 wt% 이하, 또는 5 wt% 이하의 양으로 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, ZnO는 하나 이상의 알칼리토 산화물의 치환으로서, 가령 MgO에 대한 부분적인 치환으로서 또는 적어도 하나의 CaO, BaO, 또는 SrO의 위치에 또는 부가하여 포함될 수 있다. 따라서, 상기 유리 조성물 내의 ZnO의 함량은 너무 높거나 또는 너무 낮은 경우 상기 알칼리토 산화물과 관련하여 전술한 바와 같은 동일한 효과를 가질 수 있다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 조성물은 전이 금속, 가령, 철 및 란탄족, 가령 세륨을 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. 이론에 한정되는 것은 아니나, 상기 유리 조성물 내의 이러한 원소의 사용을 피함으로써, 근 UV 파장에 걸친 유리의 광 투과율이 증가될 수 있는 것으로 믿어진다. 따라서, 이러한 일부 구현예에서, 상기 유리 기판은 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 평균 광 투과율을 갖는다. 증가된 UV 투과율은 UV-분리(debonding), 가령, 유리 캐리어 및 반도체 칩 부품 사이에 위치된 UV-분리 층의 사용을 가능하게 하거나 개선할 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물 내에서 사용된 원료 물질의 순도는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 미만, 또는 250 nm 내지 300 nm의 파장에서 20% 이상의 광 투과율이 가능하도록 제어될 수 있다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 코어층(110) 및 유리 클래드층(105, 107)에 대해 선택된 유리 조성물은 상기 각각의 유리 클래드층(105, 107) 및 유리 코어층(110)이 50 GPa 초과의 영률을 갖도록 선택되며, 이는 유리에 부착된 소자, 가령 유리가 전자 소자용 캐리어 기판으로서 사용되는 경우에 대한 손상을 방지하고 공정 동안 유리의 휨을 최소화할 수 있다. 일부 구현예에서, 각 층은 50 GPa 초과, 55 GPa 초과, 60 GPa 초과, 65 GPa 초과, 또는 70 GPa 초과의 영률을 갖는다. 일부 구현예에서, 각 층은 100 GPa 미만, 95 GPa 미만, 90 GPa 미만, 85 GPa 미만, 80 GPa 미만, 또는 75 GPa 미만의 영률을 갖는다. 다양한 구현예에서, 상기 유리 조성물은 상기 유리 기판(100)이 50 GPa 초과, 55 GPa 초과, 60 GPa 초과, 65 GPa 초과, 또는 70 GPa 초과의 유효 영률을 갖도록 상기 유리 코어층 및 유리 클래드층에 대해서 선택된다. 일부 특정 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 65 GPa 내지 80 GPa, 또는 70 GPa 내지 75 GPa의 유효 영률을 갖는다. 그러나, 영률을 포함하는 바람직한 성질은 특정 구현예, 목적하는 사용 및 유리 기판에 대한 공정 요구에 따라 달라질 수 있음이 고려된다.

구현예에서, 각 유리 조성물은 1720 ℃ 미만, 1610 ℃ 미만, 또는 1500 ℃ 미만의 200 Poise (200 P) 온도를 가지며, 이는 유리가 다양한 공정 시설에서 융해될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 조성물은 1720 ℃ 이하, 1610 ℃ 미만, 1500 ℃ 미만 또는 1450 ℃ 이하의 200 P 온도를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 유리 조성물은 1000 ℃ 이상 내지 1720 ℃ 이하, 1050 ℃ 이상 내지 1610 ℃ 이하, 1100 ℃ 이상 내지 1500 ℃ 이하, 1150 ℃ 이상 내지 1500 ℃ 이하, 1200 ℃ 이상 내지 1500 ℃ 이하, 1250 ℃ 이상 내지 1500 ℃ 이하, 1300 ℃ 이상 내지 1500 ℃ 이하, 1000 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하, 1050 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하, 1100 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하, 1150 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하, 1200 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하, 1250 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하, 또는 1300 ℃ 이상 내지 1450 ℃ 이하의 200 P 온도를 갖는다.

다양한 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 비-취성이다. 취성 거동은 유리 제품에 충격 또는 공격(insult)이 주어지는 경우 특정 취성 거동을 나타낸다. 본원에서 사용되는 바에 따라, 유리는 취성 시험 결과로서 시험 면적에서 다음 중 적어도 하나를 나타내는 경우, 비-취성으로 고려된다: (1) 적어도 1 mm의 가장 큰 치수를 갖는 4 이하의 파편, 및/또는 (2) 분기(bifurcation)의 수가 균열 분지(crack branches)의 수 이하임. 상기 파편, 분기, 및 균열 분지는 충격 지점 상에 중심을 둔 어느 2인치 × 2인치의 정사각형에 기반하여 세어진다.　 따라서, 유리는 파손(breakage)이 후술되는 과정에 따라 생성되는 충격 지점 상에 중심을 둔 어느 2인치 × 2인치의 정사각형에 대해서 시험 (1) 및 (2) 중 하나 또는 둘 모두를 만족시키는 경우 비-취성으로 고려된다. 취성 시험에서, 충격 프로브는 충격 프로브가 연이은 접촉 반복이 증가하는 유리 내로 연장하는 깊이를 갖는 유리와 접촉된다. 상기 충격 프로브의 깊이에서의 단계적 증가는 충격 프로브에 의해 생산된 흠이 인장 영역에 이르는 것이 가능하게 하는 한편 유리의 취성 거동의 정확한 결정을 막을 수 있는 과잉의 외부 힘의 적용을 방지한다. 일 구현예에서, 상기 유리 내의 충격 프로브의 깊이는 각 반복 사이에 유리와의 접촉으로부터 제거되는 충격 프로브로, 각 반복에서 약 5 ㎛에 의해 증가될 수 있다. 상기 시험 영역은 상기 충격 지점에 중심을 둔 어느 2인치 × 2인치의 정사각형이다. 도 2는 비-취성 시험 결과를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 시험 영역은 충격 지점(130)에 중심을 둔 정사각형이며, 여기서 상기 정사각형 α의 변의 길이는 2 인치이다. 도 2에 나타낸 비-취성 샘플은 3개의 파편(142), 2개의 균열 분지(140) 및 단일 분기(150)를 포함한다. 따라서, 도 2에 나타낸 비-취성 샘플은 적어도 1 mm의 가장 큰 치수를 갖는 4 미만의 파편을 함유하며 분기 수는 균열 분지의 수 이하이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 균열 분지는 충격 지점에서 유래하며, 파편은 상기 파편의 어느 부분이 시험 영역 내로 연장하는 경우 시험 영역 내인 것으로 고려된다. 코팅, 접착 층 및 기타 같은 종류의 것이 본원에 기재된 강화된 유리 물품과 함께 사용될 수 있는 한편, 이러한 외부 제한(restraint)은 유리 물품의 취성 거동 또는 취성을 결정하는데 사용되지 않는다. 일부 구현예에서, 유리 물품의 파괴 거동에 영향을 주지 않는 필름은 유리 물품으로부터 파편의 분출을 막기 위하여 취성 시험 전에 유리 물품에 적용될 수 있으며, 시험을 수행하는 사람에 대한 안정성을 증가시킨다.

취성 샘플이 도 3에 도시된다. 상기 취성 샘플은 적어도 1 mm의 가장 큰 치수를 갖는 5개의 파편(142)을 포함한다. 도 3에 도시된 샘플은 2개의 균열 분지(140) 및 3개의 분기(150)를 포함하며, 균열 분지보다 좀 더 많은 분기를 생산한다. 따라서, 도 3에 도시된 샘플은 4 이하의 파편 또는 균열 분지의 수 이하인 분기의 수 중 어느 하나도 나타내지 않는다.

본원에 기재된 취성 시험에서, 충격이 강화된 유리 물품 내에 존재하는 내부에 저장된 에너지를 방출하기에 단지 충분한 힘으로 유리 물품의 표면에 전달된다.　 즉, 지점 충격 힘은 강화된 유리 시트의 표면에서 적어도 하나의 신규 균열을 생성시키고 중심 인장 CT 하에 있는 영역 내로 압축 응력 CS 영역(즉, 압축의 길이)을 통해서 균열을 연장시키기에 충분하다.　

따라서, 본원에 기재된 기계적으로 강화된 유리는 "비-취성" - 즉, 이들은 예리한 대상에 의해 충격이 주어지는 경우 상술한 취성 거동을 나타내지 않는다.

도 1에 나타낸 유리 기판(100)의 구현예에 여러가지 변화가 이루어질 수 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 단지 2개의 유리 층(105, 110)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 4 이상의 유리 층을 포함할 수 있다. 다수의 다른 변형이 또한 고려된다.

다양한 공정이 제한 없이, 라미네이션 슬롯 인발 공정, 라미네이션 플로우트 공정, 또는 용융 라미네이션 공정을 포함하여, 본원에 기재된 유리 기판(100)을 생산하는데 사용될 수 있다. 이들 각각의 라미네이션 공정은 일반적으로 제1의 융해된 유리 조성물을 유동시키는 단계, 제2의 융해된 유리 조성물을 유동시키는 단계, 및 둘 중 어느 하나의 유리 조성물의 유리 전이 온도보다 큰 온도에서 상기 제2의 유리 융해된 유리 조성물과 제1의 융해된 유리 조성물을 접촉시키는 단계를 포함하여 유리가 냉각되고 고화됨에 따라 상기 제1 및 제2의 융해된 유리 조성물이 계면에서 함께 용융되도록 2개의 조성물 사이의 계면을 형성한다.

하나의 특정 구현예에서, 본원에 기재된 유리 기판(100)은 미국 특허번호 제4,214,886호에 기재된 공정과 같은 용융 라미네이션 공정에 의해 형성될 수 있으며, 상기 문헌은 참고로서 혼입된다. 예로서, 도 4를 참조하면, 라미네이트된 유리 물품을 형성하기 위한 라미네이트 용융 인발 장치(200)는 하부 오버플로우 분배기 또는 이소파이프(204) 위에 위치하는 상부 오버플로우 분배기 또는 이소파이프(isopipe)(202)를 포함한다. 상기 상부 오버플로우 분배기(202)는 융해된 유리 클래드 조성물(206)이 융해장치(melter)(미도시)로부터 공급되는 트로프를 포함한다. 유사하게, 상기 하부 오버플로우 분배기(204)는 융해된 유리 코어 조성물(208)이 융해장치(미도시)로부터 공급되는 트로프(212)를 포함한다.

상기 융해된 유리 코어 조성물(208)이 트로프(212)를 흐름에 따라, 이는 상기 트로프(212)를 흘러넘치고 하부 오버플로우 분배기(204)의 외부 형성 표면(216, 218) 위로 흐른다. 상기 하부 오버플로우 분배기(204)의 외부 형성 표면(216, 218)은 루트(220)에서 수렴한다. 따라서, 상기 외부 형성 표면(216, 218) 위로 흐르는 융해된 유리 코어 조성물(208)은 상기 하부 오버플로우 분배기(204)의 루트(220)에서 다시 합류함으로써 유리 기판의 유리 코어층(110)을 형성한다.

동시에, 상기 융해된 유리 클래드 조성물(206)은 상기 상부 오버플로우 분배기(202) 내에서 형성된 트로프(210)를 흘러넘치고 상부 오버플로우 분배기(202)의 외부 형성 표면(222, 224) 위로 흐른다. 상기 융해된 유리 클래드 조성물(206)은 상기 융해된 유리 클래드 조성물(206)이 하부 오버플로우 분배기(204) 주위로 흐르고 상기 하부 오버플로우 분배기의 외부 형성 표면(216, 218) 위로 흐르는 융해된 유리 코어 조성물(208)을 접촉하여 상기 융해된 유리 코어 조성물을 용융시키고 상기 유리 코어층(110) 주위에 유리 클래드층(105, 107)을 형성하도록 상기 상부 오버플로우 분배기(202)에 의해 바깥방향으로 방향이 바뀌어진다.

상기 유리 코어층(110) 및 유리 클래드층(105, 107)의 두께, 따라서, 코어층의 두께 대 유리 클래드층의 총 두께의 비는 오버플로우 분배기(202, 204)로부터 상기 융해된 유리 코어 조성물(208) 및/또는 융해된 유리 클래드 조성물(206)의 흐름을 제어하거나, 또는 당업자에게 공지된 유리 시트의 두께를 제어하는 다른 방법에 의해 조절될 수 있다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 코어층의 두께 대 상기 유리 클래드층의 총 두께의 비는 에칭 또는 폴리싱에 의해 조절되거나 또는 제어될 수 있다.

도 4는 시트 또는 리본과 같은 평평한 라미네이트된 유리 물품을 형성하는 특정 장치를 개략적으로 나타내는 한편, 다른 기하학적 구성이 가능하다는 점이 인식되어야 한다. 예를 들어, 원통형 라미네이트된 유리 물품 및 유리 캔이 예를 들어 미국 특허번호 제4,023,953호에 기재된 장치 및 방법을 사용하여 형성될 수 있다.

본원에 기재된 구현예에서, 상기 융해된 유리 코어 조성물(208)은 일반적으로 상술한 바와 같이, 융해된 유리 클래드 조성물(206)의 평균 클래드 열팽창계수 CTE_clad를 초과하는 평균 코어 열팽창계수 CTE_core를 갖는다. 따라서, 상기 유리 코어층(110) 및 유리 클래드층(105, 107)이 냉각됨에 따라, 유리 코어층(110) 및 유리 클래드층(105, 107)의 열팽창계수에서의 차이는 압축 응력이 유리 클래드층(105, 107) 내로 전개하도록 야기한다. 상기 압축 응력은 결과적인 유리 기판(100)의 강도를 증가시킨다. 따라서, 본원에 기재된 유리 기판(100)은 라미네이션 공정을 통해서 기계적으로 강화된다.

다양한 구현예에서, 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 CTE_Teff를 갖는 유리 물품은 표적 유효 CTE_Teff보다 큰 온도 범위에 걸친 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core을 갖는 유리 코어 조성물 및 표적 유효 CTE_Teff 미만인 온도 범위에 걸친 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 갖는 유리 클래드 조성물을 선택하여 제조된다. 전술한 바와 같이, 상기 유리 코어 조성물 및 유리 클래드 조성물 모두에 대해 선택된 특정 조성물은 이에 한정되는 것은 아니나, 영률, 200 P 온도, 및 기타 같은 종류의 것을 포함하는, 유리 조성물의 다른 성질에 기반하여 선택될 수 있다.

상기 유리 조성물이 선택된 후, 상기 유리 라미네이트는 도 4에 나타내고 도시된 라미네이트 용융 인발 장치(200)를 사용하는 바와 같이, 제조된다. 상기 유리 라미네이트 형성 파라미터(예를 들어, 융해된 유리 조성물 유속 및 기타 같은 종류의 것)는 유리 코어층의 두께 대 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 비가 표적 유효 CTE_Teff의 0.5 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는 유리 라미네이트를 생산하기 위하여 선택되도록 선택된다. 일부 구현예에서, 상기 파라미터들은 상기 제조 공정 동안 유리 라미네이트의 결과적인 비를 조절하도록 조정될 수 있다.

다양한 구현예에서, 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 CTE_Teff를 갖는 유리 물품은 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 유리 클래드 조성물로부터 형성된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 초기 유리 라미네이트를 제조함으로써 제조된다. 상기 초기 유리 라미네이트는 유리 코어층의 두께 대 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 제1의 비를 갖는다. 상기 유리 코어 조성물은 온도 범위에 걸친 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 가지며, 상기 유리 클래드 조성물은 상기 온도 범위에 걸친 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 가지며, 상기 초기 유리 라미네이트는 초기 유효 열팽창계수 CTE_Ieff를 갖는다.

다음으로, 표적 유효 CTE_Teff가 결정된다. 상기 표적 유효 CTE_Teff는 예를 들어, 소비자 사양을 수용함으로써, 또는 유효 영률 또는 잔류 응력 값과 같은 유리 물품에서 원하는 다른 성질에 기반한 표적 유효 CTE_Teff를 계산함으로써 결정될 수 있다. 다양한 구현예에서, 상기 표적 유효 CTE_Teff는 상기 초기 유효 CTE_Ieff의 ±1 ppm/℃ 이내이다. 일부 구현예에서, 상기 표적 유효 CTE_Teff는 CTE_Teff에 대한 다른 값이 고려됨에도 3 ppm/℃ 이상 및 12 ppm/℃ 이하이다.

마지막으로, 개질된 유리 라미네이트, 또는 유리 기판은 도 4에 나타내고 기재된 라미네이트 용융 인발 장치(200)를 사용하는 것과 같이 제조된다. 상기 유리 라미네이트 형성의 파라미터(예를 들어, 상기 융해된 유리 조성물 유속 및 기타 같은 종류의 것)는 유리 코어층의 개질된 두께 대 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께가 표적 유효 CTE_Teff의 ±0.5 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는 개질된 유리 라미네이트를 생산하기 위하여 선택되도록 선택된다. 일부 구현예에서, 상기 파라미터들은 상기 제조 공정 동안 유리 라미네이트의 결과적인 비를 조절하도록 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 유효 CTE_eff는 CTE_eff에 대한 다른 값이 고려됨에도, 3 ppm/℃ 이상 및 12 ppm/℃ 이하이다.

일부 구현예에서, 상기 라미네이트 용융 인발 장치(200)는 상기 융해된 유리 조성물의 가열 및 냉각에 걸쳐 개선된 제어가 가능하도록 Doctari 및/또는 Lapinksy 튜브로 장착될 수 있으며, 이는 유리 기판(100)의 두께 변화의 개선된 제어를 이끈다. 일부 구현예에서, 상기 라미네이트 용융 인발 공정 동안 온도의 레이저 제어는 유리 기판(100)의 두께 변화의 개선된 제어를 추가적으로 가능하게 할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 상기 유리 기판(100)은 450 mm 이상 및 1500 mm 이하의 폭에 걸쳐 10 microns 미만, 450 mm 이상 및 1500 mm 이하의 폭에 걸쳐 5 microns 미만, 450 mm 이상 및 1500 mm 이하의 폭에 걸쳐 2 microns 미만, 또는 450 mm 이상 및 1500 mm 이하의 폭에 걸쳐 1 micron 미만의 총 두께 변화(TTV)를 갖는다. 예를 들어, 일부 구현예는 450 mm 초과 및 1500 mm 이하의 폭에 걸쳐 10 10 microns 미만의 TTV, 450 mm 초과 및 1000 mm 이하의 폭에 걸쳐 10 microns 미만의 TTV, 450 mm 초과 및 600 mm 이하의 폭에 걸쳐 10 microns 미만의 TTV, 2000 mm의 폭에 걸쳐 2 microns 미만의 TTV, 또는 2000 mm의 폭에 걸쳐 1 micron 미만의 TTV를 갖는다. 그러나, 상기 유리 기판(100)의 두께 변화를 제어하는 다른 방법이 유리 기판(100)의 후-형성 공정을 포함하여 이용될 수 있음이 고려된다.

실시예

다양한 구현예를 좀 더 이해하기 용이하도록, 다음의 실시예에 대한 참고가 이루어지며, 본 실시예는 다양한 구현예를 예시하고자 의도된다.

실시예 유리 기판이 표 1에 wt%로 서술된 유리 코어 조성물, 조성물 A, 및 유리 클래드 조성물, 조성물 B로부터 형성되었다. 조성물 A 및 B로부터 형성된 층의 다양한 설질을 또한 표 1에 나타낸다. 표 1에 보고된 평균 CTE 값은 팽창계를 사용하여 측정되었다.

각각 1.1 mm의 총 두께를 가지며, 코어/클래드 두께가 다른, 조성물 A 및 B로부터 형성된 유리 기판에 기반하여 성질이 계산되었다. 특히, 클래드 내의 압축 응력, 유효 CTE (CTE_eff), 유효 영률 (E_eff), 코어 내의 인장 응력, 및 면적 당 인장 에너지가 계산되었다. 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2의 데이터에 따르면, 1.8 내지 7.0의 코어/클래드 두께 비를 갖는 유리 기판은 클래드 층 내에서 80 MPa 초과의 압축 응력 및 60 ㎛ 초과의 압축의 깊이 (DOC)를 갖는 유리 기판을 제공할 수 있다. 이러한 유리 기판은 6.2 내지 6.8 ppm/℃의 유효 CTE_eff를 달성하기 위하여 사용될 수 있다.

다음으로, 0.7 mm의 총 두께 및 3의 두께 비(코어/클래드)를 갖는 유리 기판이 표 1에 제공된 조성물을 사용하여 형성되었으며, 200 내지 800의 파장을 갖는 광의 투과도가 측정되었다. 결과를 도 5에 나타낸다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 철과 같은 전이 원소를 함유하지 않는 유리 기판은 다양한 UV-분리 기술에 의해 사용된 파장 범위인, 300 nm 내지 400 nm의 파장에 걸쳐 60% 초과의 투과율을 달성한다. 따라서, 상기 유리 기판은 다양한 반도체 제조자에 의해 이용되는 UV-분리 공정에 부합한다.

다양한 구현예에서, 재배선 웨이퍼- 및/또는 패널-레벨 패키지는 복수의 캐비티 및 유리 기판 내의 복수의 캐비티의 각각의 하나에 위치된 마이크로전자 부품을 포함하는 유리 기판을 포함하는 것으로 기재된다. 이러한 재배선 웨이퍼- 및/또는 패널-레벨 패키지는 그 안에 위치된 마이크로전자 부품을 갖거나 갖지 않는 부가적인 캐비티를 가질 수 있음이 주지되어야 한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 재배선 웨이퍼- 및/또는 패널-레벨 패키지는 그 안에 위치된 마이크로전자 부품을 함유하지 않는 하나 이상의 부가적인 캐비티 및 복수의 캐비티 중 각 하나에 위치된 마이크로전자 부품을 갖는 복수의 캐비티를 포함한다. 다른 구현예에서, 재배선 웨이퍼- 및/또는 패널-레벨 패키지는 부가적인 캐비티를 함유하지 않으며 복수의 캐비티 중 각 하나에 위치된 마이크로전자 부품을 갖는 복수의 캐비티를 포함한다.

본 청구항에 기재된 주제는 어느 구현예, 피쳐, 또는 본 문헌에 기재되거나 또는 예시된 피쳐의 조합과 동연(coextensive)이 아니며, 동연인 것으로 해석되지 않아야 한다. 이는 설령 상기 피쳐의 단일 구현예 또는 피쳐의 조합이 본 문헌에서 예시되고 기재될지라도 사실이다.

당업자에게 다양한 변형 및 변화가 청구된 주제의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 청구된 주제는 첨부된 청구항 및 그 균등물의 관점을 제외하고 제한되지 않는다.

Claims (27)

1. 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
   상기 표적 유효 CTE_Teff 초과의 온도 범위에 걸친 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 갖는 유리 코어 조성물 및 상기 표적 유효 CTE_Teff 미만인 온도 범위에 걸친 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 갖는 유리 클래드 조성물을 선택하는 단계; 및
   상기 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 유리 라미네이트를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 비가 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.5 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff을 갖는 유리 라미네이트를 제조하기 위하여 선택되도록 상기 유리 클래드 조성물로부터 형성되는, 유리 물품의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각각의 유리 코어층 및 2 이상의 유리 클래드층은 50 GPa 초과의 영률을 포함하는, 유리 물품의 제조방법.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 2 이상의 유리 클래드층은 각각 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는, 유리 물품의 제조방법.
4. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 광 투과율을 갖는, 유리 물품의 제조방법.
5. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 250 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 걸쳐 20% 초과의 광 투과율을 갖는, 유리 물품의 제조방법.
6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.2 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.1 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 라미네이트는 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리 라미네이트는 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
10. 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 갖는 유리 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 초기 유리 라미네이트를 제조하는 단계, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 총 두께의 제1의 비를 갖는 유리 클래드 조성물로부터 형성되며, 여기서 상기 유리 코어 조성물은 온도 범위에 걸쳐 평균 코어 유리 열팽창계수 CTE_core를 가지며, 상기 유리 클래드 조성물은 온도 범위에 걸쳐 평균 클래드 유리 열팽창계수 CTE_clad를 가지며, 상기 초기 유리 라미네이트는 초기 유효 열팽창계수 CTE_Ieff를 가짐;
    상기 온도 범위에 걸쳐 평균된 표적 유효 열팽창계수 CTE_Teff를 결정하는 단계, 여기서 상기 표적 유효 CTE_Teff은 상기 초기 유효 CTE_Ieff의 ± 1 ppm/℃ 이내임; 및
    상기 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층 및 상기 유리 코어층에 용융된 2 이상의 유리 클래드층을 포함하는 개질된 유리 라미네이트를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 2 이상의 유리 클래드층 각각은 상기 유리 코어층의 개질된 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께의 비가 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.5 ppm/℃이내인 상기 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff을 갖는 개질된 유리 라미네이트를 제조하기 위하여 선택되도록 상기 유리 클래드 조성물로부터 형성되는, 유리 물품의 제조방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 초기 유리 라미네이트 및 개질된 유리 라미네이트 내의 각각의 유리 코어층 및 2 이상의 유리 클래드층은 50 GPa 초과의 영률을 포함하는, 유리 물품의 제조방법.
12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 초기 유리 라미네이트 및 개질된 유리 라미네이트 내의 상기 2 이상의 유리 클래드층은 각각 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는, 유리 물품의 제조방법.
13. 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 광 투과율을 갖는, 유리 물품의 제조방법.
14. 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 유리 라미네이트는 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 250 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 걸쳐 20% 초과의 광 투과율을 갖는, 유리 물품의 제조방법.
15. 청구항 10 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.2 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
16. 청구항 10 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 유리 라미네이트는 상기 표적 유효 CTE_Teff의 ± 0.1 ppm/℃ 이내인 온도 범위에 걸친 유효 열팽창계수 CTE_eff를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
17. 청구항 10 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 유리 라미네이트는 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
18. 청구항 10 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 유리 라미네이트는 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는, 유리 물품의 제조방법.
19. 청구항 10 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 유효 CTE_Ieff는 상기 표적 CTE_Teff를 초과하며, 상기 유리 코어층의 개질된 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께의 비는 상기 제1의 비 미만인, 유리 물품의 제조방법.
20. 청구항 10 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 유효 CTE_Ieff는 상기 표적 CTE_Teff 미만이며, 상기 유리 코어층의 개질된 두께 대 상기 2 이상의 유리 클래드층의 개질된 총 두께의 비는 상기 제1의 비를 초과하는, 유리 물품의 제조방법.
21. 유리 물품으로서,
    유리 코어층에 용융된 유리 클래드층을 포함하며, 여기서:
    상기 유리 코어층은 평균 코어 열팽창계수 (CTE_core)를 갖는 코어 유리 조성물을 포함하며;
    상기 유리 클래드층은 상기 CTE_core 미만인 평균 클래드 열팽창계수 (CTE_clad)를 갖는 클래드 유리 조성물을 포함하며;
    상기 유리 물품의 유효 열팽창계수 CTE_eff는 3 ppm/℃ 이상 및 12 ppm/℃ 이하이며; 그리고
    상기 유리 물품은 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 300 nm 내지 400 nm의 파장 범위에 걸쳐 60% 초과의 광 투과율을 갖는, 유리 물품.
22. 청구항 21에 있어서,
    상기 유리 물품은 450 mm 이상의 폭에 걸쳐 10 ㎛ 미만의 총 두께 변화를 갖는, 유리 물품.
23. 청구항 21 또는 22에 있어서,
    상기 유리 물품은 0.3 mm 내지 2 mm의 총 기판 두께에 대해서 250 nm 내지 300 nm의 파장 범위에 걸쳐 20% 초과의 광 투과율을 갖는, 유리 물품.
24. 청구항 21 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 유리 코어층 및 2 이상의 유리 클래드층은 50 GPa 초과의 영률을 포함하는, 유리 물품.
25. 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 클래드층은 80 MPa 초과의 압축잔류응력을 갖는, 유리 물품.
26. 청구항 21 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 물품은 20 J/m² 미만의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는, 유리 물품.
27. 청구항 21 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 물품은 15 J/m² 미만 및 2 J/m² 초과의 면적 당 저장된 인장 에너지를 갖는, 유리 물품.

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