TW202028146A - 具有玻璃穿孔之三維中介層-提高銅與玻璃表面間的黏著性之方法及其物件 - Google Patents
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Abstract
在一些實施例中，方法包含使用雷射形成貫穿積層玻璃結構之導孔或損傷痕跡。該積層玻璃結構包含第一層及鄰近於該第一層之第二層。該第一層係由第一玻璃組合物形成。該第二層係由不同於該第一玻璃組合物之第二玻璃組合物形成。在形成該導孔之後，使該積層玻璃結構曝露於以第一蝕刻速率蝕刻該第一玻璃組合物且以第二蝕刻速率蝕刻該第二玻璃組合物之蝕刻條件以形成蝕刻孔，其中該第一蝕刻速率不同於該第二蝕刻速率。
Description
本申請案主張2018年11月27日申請之美國臨時申請案第62/771,878號之優先權的權益，該申請案之內容為本案之基礎且以其全文引用之方式併入本文中。
本發明係關於具有具新幾何形狀之穿孔及/或至銅之改良黏附的玻璃表面及物件。
具有連接一側上之邏輯裝置及另一側上之記憶體的封裝穿孔(through package via；TPV)互連件之3D插入件係用於高頻寬裝置之重要技術。具有通孔之玻璃及玻璃陶瓷基板適合許多應用，包括用於用作電氣介面、RF濾波器及RF開關之插入件中。當前基板選擇係聚合物或矽。聚合物插入件遭受不良的尺寸穩定性，而矽晶圓昂貴且歸因於半導電性質而遭受高介電損失。因此，歸因於玻璃之低介電常數、熱穩定性及低成本，存在將玻璃用作優異基板材料之趨勢。製造玻璃穿孔之當前挑戰係通孔之長製程時間及受限縱橫比。玻璃穿孔可由諸如銅之導電金屬完全或保形填充以提供電路徑。然而，玻璃之化學惰性及低本征粗糙度引起與銅與通孔內部之玻璃壁的黏附相關的問題。銅與玻璃之間缺少黏附可引起可靠性問題，諸如破裂、分層及低脫出強度。
相應地，需要具有改良之可靠性的具導電金屬之TGV結構。亦需要以對通孔幾何形狀及縱橫比具有較高控制程度之高效方式製造具有穿孔之玻璃基板。
康寧(Corning)已開發出用於在玻璃基板中形成穿孔或盲孔之玻璃穿孔(TGV)處理技術。此技術可在由快蝕刻包層及慢蝕刻核心組成之積層玻璃及由慢蝕刻包層及快蝕刻核心組成之積層玻璃中產生TGV。本發明提供在與單一玻璃組合物相比縮短之時間中自積層玻璃基板形成玻璃穿孔的方法，其中該等玻璃通孔具有獨特且經改良之形狀。本發明提供形成具有將金屬填充物保持在穿孔內之幾何形狀之玻璃穿孔的方法。
在第一態樣中，一種方法包含使用一雷射形成貫穿一積層玻璃結構之一導孔或損傷痕跡。該積層玻璃結構包含一第一層及鄰近於該第一層之一第二層。該第一層係由一第一玻璃組合物形成。該第二層係由不同於該第一玻璃組合物之一第二玻璃組合物形成。在形成該導孔之後，使該積層玻璃結構曝露於以一第一蝕刻速率蝕刻該第一玻璃組合物且以一第二蝕刻速率蝕刻該第二玻璃組合物之蝕刻條件以形成一蝕刻孔，其中該第一蝕刻速率不同於該第二蝕刻速率。
在第二態樣中，對於第一態樣之方法，該玻璃積層結構進一步包含鄰近於該第二層、與該第一層對置之一第三層。該第三層係由不同於該第二玻璃組合物之一第三玻璃組合物形成。該第三玻璃組合物在曝露於該等蝕刻條件時具有一第三蝕刻速率。該第三蝕刻速率不同於該第二蝕刻速率。
在第三態樣中，對於第二態樣之方法，該第三玻璃組合物與該第一玻璃組合物相同，且該第一蝕刻速率與該第三蝕刻速率相同。
在第四態樣中，對於第二態樣之方法，該第三玻璃組合物不同於該第一玻璃組合物，且該第三蝕刻速率不同於該第一蝕刻速率。
在第五態樣中，對於第二態樣之方法，該玻璃積層結構進一步包含一第四層，該第四層鄰近於該第三層、與該第二層對置；該第四層係由不同於該第三玻璃組合物之一第四玻璃組合物形成；該第四玻璃組合物在曝露於該等蝕刻條件時具有一第四蝕刻速率；該第四蝕刻速率不同於該第三蝕刻速率。
在第六態樣中，對於第一態樣至第五態樣中任一者之方法，該蝕刻孔具有該第一層中之一第一橫向尺寸及該第二層中之一第二橫向尺寸，且其中該第一橫向尺寸不同於該第二橫向尺寸。
在第七態樣中，對於第六態樣之方法，使該積層玻璃結構曝露於該等蝕刻條件形成該蝕刻孔，該蝕刻孔進一步具有該第三層中之一第三橫向尺寸，其中該第三橫向尺寸不同於該第二橫向尺寸。
在第八態樣中，對於第七態樣之方法，該第三橫向尺寸與該第一橫向尺寸相同。
在第九態樣中，對於第七態樣之方法，該第三橫向尺寸不同於該第一橫向尺寸。
在第十態樣中，對於第七態樣之方法，使該積層玻璃結構曝露於該等蝕刻條件形成該蝕刻孔，該蝕刻孔進一步具有該第四層中之一第四橫向尺寸，其中該第四橫向尺寸不同於該第三橫向尺寸。
在第十一態樣中，對於第一態樣至第十態樣中任一者之方法，該第一蝕刻速率與該第二蝕刻速率之間的差係該第一蝕刻速率之5%或更大。
在第十二態樣中，對於第十一態樣之方法，該第一蝕刻速率與該第二蝕刻速率之間的該差係該第一蝕刻速率之10%或更大。
在第十三態樣中，對於第十二態樣之方法，該第一蝕刻速率與該第二蝕刻速率之間的該差係該第一蝕刻速率之30%或更大。
在第十四態樣中，對於第一態樣至第十三態樣中任一者之方法，該第一蝕刻速率大於該第二蝕刻速率。
在第十五態樣中，對於第十四態樣之方法，該蝕刻孔具有包含一沙漏形狀之一形態。
在第十六態樣中，對於第一態樣至第十三態樣中任一者之方法，該第一蝕刻速率小於該第二蝕刻速率。
在第十七態樣中，對於第十六態樣之方法，該蝕刻孔具有一形態，該形態包含一圓柱形狀或該第一層及該第三層之該橫向尺寸小於該第二層之該橫向尺寸的一形狀。
在第十八態樣中，對於第十六態樣之方法，該第一層具有一外表面且該第三層具有一外表面；且該第一蝕刻速率小於該第二蝕刻速率。
在第十九態樣中，對於第十八態樣之方法，在使該積層玻璃結構曝露於蝕刻條件之前，在該第一層之該外表面及/或該第三層之該外表面上形成一遮罩。
在第二十態樣中，對於第十九態樣之方法，該遮罩形成用一實體遮蔽物覆蓋該等外表面。
在第二十一態樣中，對於第二十態樣之方法，該實體遮蔽物係一抗酸材料。
在第二十二態樣中，對於第二十一態樣之方法，該抗酸材料係一抗酸積層塗層。
在第二十三態樣中，對於第二十二態樣之方法，該抗酸積層塗層係抗酸帶。
在第二十四態樣中，對於第二十一態樣之方法，該抗酸材料係一抗酸沉積塗層。
在第二十五態樣中，對於第二十四態樣之方法，該抗酸沉積塗層係氮氧化鉻。
在第二十六態樣中，對於第二十態樣之方法，該實體遮蔽物具有複數個孔。
在第二十七態樣中，對於第二十六態樣之方法，在該等外表面上方印刷或沉積遮罩材料。
在第二十八態樣中，對於第六態樣之方法，該第一橫向尺寸與該第二橫向尺寸之間的差係該第一橫向尺寸之5%或更大。
在第二十九態樣中，對於第二十八態樣之方法，該第一橫向尺寸與該第二橫向尺寸之間的該差係該第一橫向尺寸之10%或更大。
在第三十態樣中，對於第二十八態樣至第二十九態樣中任一者之方法，該第一橫向尺寸大於該第二橫向尺寸。
在第三十一態樣中，對於第二十八態樣至第二十九態樣中任一者之方法，該第一橫向尺寸小於該第二橫向尺寸。
在第三十二態樣中，對於第一態樣至第三十二態樣中任一者之方法，該方法進一步包含用一導電材料填充該蝕刻孔。
在第三十三態樣中，對於第一態樣至第三十二態樣中任一者之方法，該積層玻璃結構係熔合拉製的。
在第三十四態樣中，對於第一態樣至第三十三態樣中任一者之方法，該方法進一步包含使用該雷射形成貫穿該積層玻璃結構之該損傷痕跡。
在第三十五態樣中，對於第一態樣至第三十四態樣中任一者之方法，該積層玻璃結構中之至少一個層係由不能進行光加工之一玻璃組合物形成。
在第三十六態樣中，對於第三十五態樣之方法，該積層玻璃結構中之每一層係由不能進行光加工之一玻璃組合物形成。
在第三十七態樣中，一種裝置包含：一積層玻璃結構，該積層玻璃結構包含：一第一層；一第二層，該第二層鄰近於該第一層；一第三層，該第三層鄰近於該第二層、與該第一層對置；其中：該第一層係由一第一玻璃組合物形成；該第二層係由不同於該第一玻璃組合物之一第二玻璃組合物形成；該第三層係由該第一玻璃組合物形成；且貫穿該積層玻璃結構之一孔具有該第一層中之一第一橫向尺寸、該第二層中之一第二橫向尺寸及該第三層中之一第三橫向尺寸。
在第三十八態樣中，對於第三十七態樣之裝置，該第一橫向尺寸至少小於該第二橫向尺寸5%或更多，且該第三橫向尺寸至少小於該第二橫向尺寸5%或更多。
在第三十九態樣中，對於第三十七態樣之裝置，該第二橫向尺寸至少大於該第一橫向尺寸5%或更多，且該第二橫向尺寸至少大於該第三橫向尺寸5%或更多。
在第四十態樣中，對於第三十八態樣至第三十九態樣之裝置，該孔具有一形態，該形態包含該第一層及該第三層之該橫向尺寸小於該第二層之該橫向尺寸的一形狀。
在第四十一態樣中，對於第三十七態樣之裝置，該第一橫向尺寸至少大於該第二橫向尺寸5%或更多，且該第三橫向尺寸至少大於該第二橫向尺寸5%或更多。
在第四十二態樣中，對於第三十七態樣之裝置，其中該第二橫向尺寸至少小於該第一橫向尺寸5%或更多，且該第二橫向尺寸至少小於該第三橫向尺寸5%或更多。
在第四十三態樣中，對於第四十一態樣至第四十二態樣之裝置，該孔具有包含一沙漏形狀之一形態。
在第四十四態樣中，對於第三十七態樣之裝置，該第一橫向尺寸大致等於該第二橫向尺寸，且該第三橫向尺寸大致等於該第二橫向尺寸。
在第四十五態樣中，對於第三十七態樣之裝置，該第二橫向尺寸大致等於該第一橫向尺寸，且該第二橫向尺寸大致等於該第三橫向尺寸。
在第四十六態樣中，對於第四十四態樣至第四十五態樣之裝置，該孔具有包含一圓柱形狀之一形態。
在第四十七態樣中，對於第三十七態樣至第四十六態樣之裝置，該孔係一蝕刻孔。
在第四十八態樣中，對於第三十二態樣至第四十七態樣中任一者之裝置，該孔係用一導電材料填充。
在第四十九態樣中，對於第三十二態樣至第四十八態樣中任一者之裝置，該積層玻璃結構中之至少一個層係由不能進行光加工之一玻璃組合物形成。
在第五十態樣中，對於第三十二態樣至第四十八態樣之裝置，該第一玻璃組合物及該第二玻璃組合物不能進行光加工。
玻璃(包括玻璃陶瓷)基板(或玻璃積層結構)中之通孔通常需要由諸如銅之導電金屬完全地或保形地填充以提供電路徑。銅係特別適合之導電金屬。在一些實施例中，使用無電沉積或無電沉積然後執行電鍍來沉積銅。無電沉積常常涉及諸如Pd之催化劑的使用。對於銅至玻璃上之此類型無電沉積，銅通常不形成至玻璃之化學鍵，反而依靠機械互鎖及/或表面粗糙度用於黏附。更一般地，歸因於玻璃材料之化學惰性及低本征粗糙度，諸如銅之導電金屬常常不能很好地黏附至玻璃。
此黏附缺少可引起低脫出強度，及失效機制，諸如當具有銅通孔之基板在熱循環時，銅自通孔掉落，或由差異CTE引起之銅活塞運動。本文中描述用於減輕由此黏附缺少導致之問題中的一些問題之方法。
本文中描述用於使用積層玻璃形成TGV之方法。一種方法組合具有高蝕刻速率之核心材料與具有低蝕刻速率之包層材料。此設計允許此產品具有可抵抗化學(風化)及機械攻擊而在製造製程中倖存且延長產品壽命的耐久性皮膚層，且與此同時，耐久性較低之核心材料實現快得多的蝕刻速率且可明顯縮短製程時間。另外，歸因於核心層與包覆層之間的對比蝕刻速率，當與類似組成的單組份玻璃相比時，較高縱橫比通孔可形成於積層玻璃中。
另一方法組合具有低蝕刻速率之核心材料與具有高蝕刻速率之包覆材料。此方法使用實體圖案化遮罩，將該實體圖案化遮罩應用於耐久性較低之包覆層。實體遮罩將允許保護包覆層，而在圖案化區域中，可發生貫穿積層結構之厚度的擴散。當在具有耐久性低於核心玻璃之包覆玻璃之積層中形成TGV時，可利用實體遮罩。另外，此遮蔽方法允許凹穴圍繞TGV或靠近TGV形成。實體遮蔽物可為呈諸如膜或帶之積層之形式的抗酸材料。抗酸材料應由不與包括HCl、HNO3
、稀釋H2
SO4
及HF的酸化學反應且響應於微小的溫度及環境變化不會實體變化之材料製成。帶及膜可合適地為抗酸之有機聚合物材料，諸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚四氟乙烯(PTFE)。含酯(-COOC-)、醯胺(-NH-CO-)、醯亞胺(-N=CO-)鍵之聚合物在酸中反應(分解)且不適合作為抗酸遮罩。基於玻璃與聚合物(抗酸)材料之間的CTE失配，升高之溫度可在玻璃與遮罩之間引入張力且引起實體遮罩之分層。積層聚合物抗酸材料可以膜或帶之形式使用。實體遮蔽物可為抗酸抗酸沉積塗層。沉積塗層之實例包括氮氧化鉻(CrON)鉭、鎳(合金)及聚矽氧。替代地，沉積塗層可為如上所述之聚合物塗層，其中塗層係經由墨列印機或絲網列印機沉積為墨水。實體遮罩在酸蝕刻(工作)溫度範圍意外的溫度下將經歷移除或分層，且將在蝕刻完成後移除。
由此等方法產生之產品構成含有TGV之積層玻璃。TGV可由包括圓柱形及沙漏之不同形態構成。TGV可具有小於腰部直徑之頂部直徑及底部直徑。玻璃產品可保留保護性包覆物，或在全部包覆物在蝕刻期間被移除之情況下為單一組合物。
定義
如本文中所使用，術語「液相線溫度」係指在玻璃組合物中發生去玻化時之最高溫度。
如本文中所使用，術語「CTE」係指在約20℃至約300℃之溫度範圍中求平均的玻璃組合物之熱膨脹係數。
術語「實質上不含」在用於描述玻璃組合物不存在特定氧化物組份時意味著該組份以小於1莫耳%之量存在於玻璃組合物中。
如本文中所使用，術語「玻璃積層結構」係指具有例如藉由熔合拉製製製程熔融在一起之多個相異層的特定類型之玻璃基板。
在本文中陳述包含上限值及下限值之數值範圍的情況下，除非在特定情況下另有說明，否則範圍意欲包括該範圍之端點及在該範圍內之所有整數及分數。不希望申請專利範圍之範疇限於當界定範圍時所列舉之特定值。此外，當量、濃度或其他值或參數係作為範圍、一或多個較佳範圍或一系列較佳上限值及較佳下限值給出時，此將理解為特定地揭示由任一對的任何範圍上限或較佳值及任何範圍下限或較佳值形成之所有範圍，不管此等對是否分開地揭示。最後，當在描述範圍之值或端點時使用術語「約」時，揭示內容應理解為包括所提及之特定值或端點。無論範圍之數值或端點是否列舉「約」，範圍之數值或端點意欲包括兩個實施例：一個實施例由「約」修飾，且一個實施例未被「約」修飾。
如本文中所使用，術語「約」意味著量、大小、配方、參數及其他量及特性並非且不必為精確的，而可視需要為近似的及/或更大或更小，從而反映容限、轉換因數、捨入、量測誤差及類似者，及熟習此項技術者已知之其他因素。
如本文中所使用，術語「或」係包括性的；更確切地，片語「A或B」意味著「A、B或A及B兩者」。排他性「或」在本文中由諸如例如「A或B」及「A或B中之一者」之術語表示。
用於描述元件或組件之不定冠詞「一」意味著一個元件或組件或此等元件或組件中之至少一者存在。儘管此等詞習知地用於說明經修飾名詞係單數名稱，但如本文中所使用，詞「一」亦包括複數，除非在特定例子中另有說明。類似地，如本文中所使用，定冠詞「該」再次亦表示經修飾名詞可為單數或複數的，除非在特定情況中另有說明。
對於本文中描述為玻璃結構之組份的玻璃組合物，玻璃組合物之構成組份(例如，SiO2
、Al2
O3
、Na2
O及類似物)之濃度係基於氧化物以莫耳百分比(mol.%)給出，除非另有規定。本文中所揭示之玻璃組合物具有使該等玻璃組合物適合用於熔合拉製製製程中且特別地用作熔合層壓製程中之玻璃包覆組合物或玻璃核心組合物的液相線黏度。如本文中所使用，除非另有指示，否則術語「玻璃」及「玻璃組合物」涵蓋玻璃材料及玻璃陶瓷材料兩者，此係因為兩類材料係眾所周知的。同樣地，術語「玻璃結構」應理解為涵蓋含有玻璃、玻璃陶瓷或兩者之結構。
積層玻璃結構及熔合拉製
在一些實施例中，利用積層玻璃結構之性質以控制穿過積層玻璃結構之蝕刻孔的形狀。「積層玻璃結構」係指具有層壓在一起以形成堆疊之兩個或更多玻璃片之結構。現在描述用於製造積層玻璃結構之一種方法。可使用任何合適之方法。
第1圖展示具有三個層：核心層102、第一包覆層104a及第二包覆層104b之積層玻璃結構100之橫截面。積層玻璃結構100大體包含由核心玻璃組合物形成之核心層102。核心層102可插入在諸如第一包覆層104a及第二包覆層104b的一對包覆層之間。第一包覆層104a及第二包覆層104b可分別由第一包覆玻璃組合物及第二包覆玻璃組合物形成。在一些實施例中，第一包覆玻璃組合物及第二包覆玻璃組合物可為同一材料。在其他實施例中，第一包覆玻璃組合物及第二包覆玻璃組合物可為不同材料。在一些實施例中，第一包覆層104a、核心層102及第二包覆層104b對應於第一、第二及第三玻璃層。
第1圖圖示核心層102，該核心層具有第一表面103a及與第一表面103a對置之第二表面103b。第一包覆層104a直接熔融至核心層102之第一表面103a，且第二包覆層104b直接熔融至核心層102之第二表面103b。玻璃包覆層104a、104b在無任何額外材料之情況下熔融至核心層102，額外材料諸如安置於核心層102與包覆層104a、104b之間的黏合劑、聚合物層、塗佈層或類似物。因此，核心層102之第一表面103a直接鄰近第一包覆層104a，且核心層102之第二表面103b直接鄰近第二包覆層104b。在一些實施例中，核心層102及玻璃包覆層104a、104b係經由熔合層壓製程形成。擴散層(未圖示)可形成於核心層102與包覆層104a之間，或核心層102與包覆層104b之間，或該兩種情況。
在一些實施例中，本文中所描述之玻璃結構100之包覆層104a、104b可由具有平均包覆熱膨脹係數CTE包層之第一玻璃組合物形成，且核心層102可由具有平均熱膨脹係數CTE核心之第二、不同玻璃組合物形成。在一些實施例中，包覆層104a、104b之玻璃組合物可具有至少20千泊之液相線黏度。在一些實施例中，核心層102及包覆層104a、104b之玻璃組合物可具有小於250千泊之液相線黏度。
確切地，根據本文中之一些實施例的玻璃結構100可藉由熔合層壓製程形成，熔合層壓製程諸如以引用方式併入本文中的美國專利第4,214,886號中所描述之製程。參考第2圖，藉由實例及其他插圖，用於形成積層玻璃製品之積層熔合拉製設備200可包括定位於下部等靜壓管204上方的上部等靜壓管202。上部等靜壓管202可包括溝槽210，熔融包覆組合物206可自熔化器(未圖示)饋入至該溝槽中。類似地，下部等靜壓管204可包括溝槽212，熔融玻璃核心組合物208可自熔化器(未圖示)饋入至溝槽中。在本文中所描述之該等實施例中，熔融玻璃核心組合物208具有恰當高之液相線黏度以在下部等靜壓管204上方流動。
當熔融玻璃核心組合物208填充溝槽212時，該核心組合物溢出溝槽212且在下部等靜壓管204的外部形成表面216、218上方流動。下部等靜壓管204的外部形成表面216、218在根部220處匯合。相應地，在外部形成表面216、218上方流動之熔融核心組合物208在下部等靜壓管204之根部220處再結合，由此形成積層玻璃結構之核心層102。
同時，熔融組合物206溢出形成於上部等靜壓管202中之溝槽210且在上部等靜壓管202的外部形成表面222、224上方流動。熔融組合物206具有較低的液相線黏度要求以在上部等靜壓管202上流動，且在作為玻璃存在時將具有等於或小於玻璃核心組合物208之CTE。熔融包覆組合物206係由上部等靜壓管202向外偏轉，使得熔融包覆組合物206圍繞下部等靜壓管204流動且接觸在下部等靜壓管的外部形成表面216、218上方流動之熔融核心組合物208，從而熔合至熔融核心組合物且圍繞核心層102形成包覆層104a、104b。
在如此形成之積層片中，包層厚度可明顯比核心厚度薄，使得包層變得壓縮且核心變得拉伸。但因為CTE差低，所以核心中之拉伸應力之量值將非常低(例如，大約10 MPa或更低)，由於核心張力之低位準，此將允許生產將相對容易切斷之積層片。因此可自熔合拉製設備拉出之積層結構切割片材。在切割片材之後，接著可使切割產品經受合適的UV光處理，如下文將在用於加工玻璃結構100之方法的情況下描述。
作為說明性實施例，本文中參考第1圖及第2圖描述且在美國專利第4,214,886號中描述的用於藉由熔合層壓形成玻璃結構之製程可用於製備玻璃包覆層104a、104b具有相同玻璃組合物之玻璃結構100。在其他實施例中，玻璃結構100之玻璃包覆層104a、104b可由不同的玻璃組合物形成。適合用於形成具有不同組合物之玻璃包覆層之玻璃結構的非限制性例示性製程係在共同轉讓之美國專利第7,514,149號中描述，該美國專利以其全文引用之方式併入本文中。
玻璃組合物及不同蝕刻速率
積層玻璃結構之不同層可由具有不同蝕刻速率之不同玻璃組合物形成。表1中所示之組合物全部適合在本文中所描述之熔合拉製製製程中使用。此外，表1中所示之該等組合物可用作包覆層或核心層。舉例而言，該等組合物具有適合熔合拉製製製程之Tg及黏度輪廓。
表1 (實例1至實例10)
表1 (實例11至實例17)
表2 (實例18)
表3 (實例19)
| mol%計之組合物 | 實例1 | 實例2 | 實例3 | 實例4 | 實例5 | 實例6 | 實例7 | 實例8 | 實例9 | 實例10 |
| SiO2 | 69.49 | 69.27 | 67.50 | 64.35 | 64.90 | 57.84 | 63.60 | 76.44 | 66.65 | 66.29 |
| Al2 O3 | 10.29 | 10.58 | 12.70 | 13.95 | 13.90 | 16.53 | 15.67 | 5.18 | 12.39 | 12.19 |
| B2 O3 | 0.00 | 0.00 | 3.70 | 7.00 | 5.10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 7.85 | 6.52 |
| P2 O5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 6.45 | 2.48 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| Na2 O | 14.01 | 14.76 | 13.60 | 14.01 | 13.60 | 16.53 | 10.81 | 11.67 | 0.00 | 0.00 |
| K2 O | 1.16 | 0.01 | 0.00 | 0.52 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| Li2 O | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 6.24 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| MgO | 6.20 | 5.27 | 2.40 | 0.05 | 2.40 | 2.61 | 0.00 | 6.61 | 2.83 | 6.03 |
| CaO | 0.51 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 8.44 | 5.33 |
| ZnO | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.16 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| BaO | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.11 |
| ZrO2 | 0.01 | 0.01 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| SnO2 | 0.19 | 0.11 | 0.09 | 0.09 | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.10 | 0.08 | 0.08 |
| SrO | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.76 | 1.45 |
| Fe2 O3 | 0.01 | 0.01 | 0.00 | 0.03 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 蝕刻速率 1.45M HF， 室溫， 靜態(微米/分鐘/2面) | 0.68 | 0.74 | 0.91 | 1.51 | 1.30 | 2.44 | 1.36 | 0.13 | 0.38 | 0.37 |
| mol%計之組合物 | 實例11 | 實例12 | 實例13 | 實例14 | 實例15 | 實例16 | 實例17 | 實例1至實例17範圍 | |
| 最小值 | 最大值 | ||||||||
| SiO2 | 67.54 | 69.76 | 71.46 | 70.41 | 71.89 | 67.51 | 70.54 | 57.84 | 76.44 |
| Al2 O3 | 11.02 | 12.02 | 12.40 | 13.31 | 12.31 | 6.48 | 8.03 | 5.18 | 16.53 |
| B2 O3 | 9.79 | 3.21 | 2.52 | 1.78 | 0.66 | 19.67 | 9.17 | 0.00 | 19.67 |
| P2 O5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.45 | 0.00 | 6.45 |
| Na2 O | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 6.29 | 0.00 | 16.53 |
| K2 O | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.16 |
| Li2 O | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 3.42 | 0.00 | 6.24 |
| MgO | 2.28 | 4.71 | 3.52 | 4.07 | 4.97 | 0.53 | 0.00 | 0.00 | 6.61 |
| CaO | 8.77 | 5.81 | 5.24 | 5.34 | 5.29 | 5.27 | 0.00 | 0.00 | 8.77 |
| ZnO | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.16 |
| BaO | 0.00 | 3.17 | 3.39 | 3.78 | 3.34 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 3.78 |
| ZrO2 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 |
| SnO2 | 0.08 | 0.08 | 0.09 | 0.09 | 0.09 | 0.05 | 0.10 | 0.04 | 0.19 |
| SrO | 0.53 | 1.23 | 1.38 | 1.22 | 1.45 | 0.50 | 0.00 | 0.00 | 1.76 |
| Fe2 O3 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.03 |
| 蝕刻速率 1.45M HF， 室溫， 靜態(微米/分鐘/2面) | 0.34 | 0.34 | 0.27 | 0.34 | 0.30 | 0.528 | 0.281 | 0.13 | 2.44 |
| 包層 | 核心 | |
| mol%計之組合物 | ||
| SiO2 | 50.9 | 66.3 |
| Al2 O3 | 21.0 | 13.7 |
| B2 O3 | 14.8 | 0.0 |
| CaO | 0.0 | 0.5 |
| Na2 O | 12.9 | 13.4 |
| K2 O | 0.0 | 1.7 |
| MgO | 0.0 | 3.9 |
| SrO | 0.0 | 0.0 |
| SnO2 | 0.2 | 0.5 |
| BaO | 0.0 | 0.0 |
| Fe2 O3 | 0.0 | 0.0 |
| 總計 | 100.00 | 100.00 |
| 包層 | 核心 | |
| mol%計之組合物 | ||
| SiO2 | 78.64 | 73.71 |
| Al2 O3 | 1.92 | 6.83 |
| B2 O3 | 14.46 | 0.00 |
| P2 O5 | 0.00 | 0.00 |
| CaO | 0.86 | 0.00 |
| U2 O | 0.00 | 0.00 |
| Na2 O | 3.45 | 12.01 |
| K2 O | 0.00 | 2.74 |
| MgO | 0.00 | 4.51 |
| SrO | 0.00 | 0.00 |
| SnO2 | 0.10 | 0.19 |
| BaO | 0.57 | 0.00 |
| ZnO | 0.00 | 0.00 |
| 總計 | 100.00 | 100.00 |
表1中所示之組合物均不可進行光加工。因此，依靠玻璃可進行光加工以形成複雜形狀之製程將不適用於此等玻璃組合物。
表1之玻璃組合物可以廣泛多種的層組合混合且匹配，以形成在各種層中具有所要的差異蝕刻速率之玻璃積層結構。
雷射損傷痕跡/雷射鑽孔及蝕刻
在一些實施例中，可使用包括單一雷射損壞(或鑽孔)之簡單製程及蝕刻製程來形成複雜的通孔形狀。
損傷區域/孔形成
在一些實施例中，可施加一或多個高能雷射脈衝以形成穿過基板之損傷區域。損傷區域允許蝕刻劑在下游蝕刻製程期間在該等損傷區域中流動。在一些實施例中，損傷區域可為一行由脈衝雷射形成之雷射誘發損傷。脈衝雷射可藉由例如非限定多光子吸收而形成損傷線。在後續蝕刻時，損傷區域允許蝕刻劑滲透基板。且，此損傷區域120內之材料移除速率比損傷區域外部的材料移除速率快。用於執行雷射損傷形成及後續蝕刻之例示性方法係在2018年2月22日申請之美國專利第9,278,886號、美國公開案第2015/0166393號、美國公開案第2015/0166395號及美國申請案62/633,835-「具有低HF蝕刻後粗糙度之無鹼硼矽酸鹽玻璃(Alkali-Free Borosilicate Glasses with Low Post-HF Etch Roughness)」中揭示，該等專利中之每一者係以其全文引用之方式併入本文中。在一些實施例中，雷射可用於形成剝蝕孔而非形成損傷區域，且可藉由蝕刻將剝蝕孔加寬。可使用形成穿過積層玻璃結構之導孔或損傷區域的任何合適方法。
蝕刻
可蝕刻損傷區域或孔以形成通孔。蝕刻製程可包括將玻璃製品浸沒在蝕刻劑浴中。另外或替代地，蝕刻劑可噴塗至玻璃製品上。蝕刻劑可移除基板之材料以擴大損傷區域或孔。可利用任何合適之蝕刻劑及蝕刻方法。蝕刻劑之非限制性實例包括：強礦酸，諸如硝酸、氫氯酸、丙烯酸或磷酸；含氟蝕刻劑，諸如氫氟酸、二氟化銨、氟化鈉及類似物；及其混合物。在一些實施例中，蝕刻劑係氫氟酸。
已蝕刻之玻璃基板具有不同的結構特性，且熟習此項技術者能夠藉由檢測玻璃基板來辨別表面是否已蝕刻。蝕刻常常改變玻璃之表面粗糙度。因此，若吾人知道玻璃之來源及該來源之粗糙度，則表面粗糙度之量測結果可用於決定玻璃是否已蝕刻。另外，蝕刻大體產生玻璃中之不同材料之差別移除。此差別移除可藉由諸如電子探針微分析(EPMA)之技術來偵測。
通孔形狀
第3圖至第10圖展示使用本文中所描述之製程可獲得之不同形狀的示意圖。
第3圖圖示用於在單層基板中蝕刻且填充通孔之製程。第3圖展示製程中之不同點處的玻璃基板300。插圖310展示在孔312已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板300。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔312。插圖320展示蝕刻步驟之後的玻璃基板300。因為基板300並非玻璃積層結構，而實際上為不具有相異層之單塊玻璃，所以蝕刻已產生具有不受不同層中之差異蝕刻速率影響之形狀的孔322。插圖330展示在通孔334已形成於孔322中之後的基板300。通孔334係諸如銅之導電金屬。插圖340展示通孔334之問題-歸因於孔322之圓柱形形狀及銅至玻璃之低黏附，力346可使通孔334滑出孔322。
第4圖圖示用於在雙層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中該兩個層具有不同蝕刻速率。第4圖展示製程中之不同點處的玻璃基板400，該玻璃基板係一玻璃積層結構。玻璃基板400具有兩個相異層，第一層414及第二層415。在第4圖之實例中，對於所使用之蝕刻條件，第一層414具有比第二層415之蝕刻速率慢的蝕刻速率。插圖410展示在孔412已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板400。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔412。插圖420展示蝕刻步驟之後的玻璃基板400。歸因於不同的蝕刻速率，孔422在第一層414比在第二層415中寬。插圖430展示在通孔434已形成於孔422中之後的基板400。
第5圖圖示用於在三層基板中蝕刻且填充通孔之製程，其中第二層或核心層具有比第一層及第三層或包覆層快的蝕刻速率。第5圖展示製程中之不同點處的玻璃基板500，該玻璃基板係一玻璃積層結構。玻璃基板500具有三個相異層，第一層514、第二層515及第三層516。在第5圖之實例中，對於所使用之蝕刻條件，第一層514及第三層516具有比第二層515慢之蝕刻速率。插圖510展示在孔512已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板500。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔512。插圖520展示蝕刻步驟之後的玻璃基板500。歸因於不同的蝕刻速率，孔522在第二層515中比在第一層514及第三層516中寬。插圖530展示在通孔534已形成於孔522中之後的基板500。
第6圖圖示用於在三層基板中蝕刻且填充通孔之製程，其中第二層或核心層具有比第一層及第三層或包覆層慢的蝕刻速率。第6圖展示製程中之不同點處的玻璃基板600，該玻璃基板係一玻璃積層結構。玻璃基板600具有三個相異層，第一層614、第二層615及第三層616。在第6圖之實例中，對於所使用之蝕刻條件，第一層614及第三層616具有比第二層615慢之蝕刻速率。插圖610展示在孔612已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板600。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔612。插圖620展示蝕刻步驟之後的玻璃基板600。歸因於不同的蝕刻速率，孔622在第二層615中比在第一層614及第三層616中窄。插圖630展示在通孔634已形成於孔622中之後的基板600。
第7圖圖示用於在五層基板中蝕刻且填充通孔之製程，其中該五個層中之每一者具有不同蝕刻速率，且所得通孔係漸縮的。第7圖展示製程中之不同點處的玻璃基板700，該玻璃基板係一玻璃積層結構。玻璃基板700具有五個相異層，第一層714、第二層715、第三層716、第四層717及第五層718。在第7圖之實例中，對於所使用之蝕刻條件，蝕刻速率在跨第一層714 (最慢蝕刻速率)至第五層718 (最快蝕刻速率)之五個層移動時逐層地變得更快。插圖710展示在孔712已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板700。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔712。插圖720展示蝕刻步驟之後的玻璃基板700。歸因於不同的蝕刻速率，孔722在第一層715中最窄，且在跨五個層移動至第五層718時變得逐漸變寬。插圖730展示在通孔734已形成於孔722中之後的基板700。
第8圖圖示用於在五層基板中蝕刻且填充通孔之製程，其中該五個層具有交替之蝕刻速率。第8圖展示製程中之不同點處的玻璃基板800，該玻璃基板係一玻璃積層結構。玻璃基板800具有五個相異層，第一層814、第二層815、第三層816、第四層817及第五層818。在第8圖之實例中，對於所使用之蝕刻條件，蝕刻速率在第一層814、第三層816及第五層818中之較快與第二層815及第四層817中之較慢之間交替。插圖810展示在孔812已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板800。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔812。插圖820展示蝕刻步驟之後的玻璃基板800。歸因於不同的蝕刻速率，孔822在第一層814、第三層816及第五層818中之較寬與第二層815及第四層817中之較窄之間交替。插圖830展示在通孔834已形成於孔822中之後的基板800。
第9圖圖示用於在五層基板中蝕刻且填充通孔之製程，其中該五個層中之每一者具有不同於鄰近層之蝕刻速率，且所得通孔具有捏縮腰部。玻璃基板900具有五個相異層：第一層914、第二層915、第三層916、第四層917及第五層918。在第9圖之實例中，蝕刻速率在最中心的第三層916中最慢，且在較接近基板900之表面的層中逐漸增大，其中最快蝕刻速率在第一層914及第五層918中。插圖910展示在孔912已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板900。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔912。插圖920展示蝕刻步驟之後的玻璃基板900。歸因於不同的蝕刻速率，孔922在最中心第三層916中最窄，且在朝向第一層914及第五層918向外移動時變得逐漸變寬，其中孔922最寬。插圖930展示在通孔934已形成於孔922中之後的基板900。
類似於第5圖，第10圖圖示用於在三層基板中蝕刻且填充通孔之製程，其中第二層或核心層具有比第一層及第三層或包覆層快的蝕刻速率。第10圖另外圖示該等層不一定具有相同厚度。第10圖展示製程中之不同點處的玻璃基板1000，該玻璃基板係一玻璃積層結構。玻璃基板1000具有三個相異層，第一層1014、第二層1015及第三層1016。在第10圖之實例中，對於所使用之蝕刻條件，第一層1014及第三層1016具有比第二層1015慢之蝕刻速率。插圖1010展示在孔1012已例如藉由雷射剝蝕製程形成之後的玻璃基板1000。可存在損傷痕跡(未圖示)而非孔1012。插圖1020展示蝕刻步驟之後的玻璃基板1000。歸因於不同的蝕刻速率，孔1022在第二層1015中比在第一層514及第三層516中寬。插圖530展示在通孔534已形成於孔522中之後的基板500。
第3圖至第10圖圖示玻璃積層結構中之層的用途，其中不同的蝕刻速率係用於形成非圓柱形孔形狀。但，此等層亦可用於形成圓柱形形狀。舉例而言，曝露於蝕刻劑的均勻基板(沒有具有不同玻璃組合物之層壓層)中之窄孔可引起捏縮或沙漏形狀，其中腰部比基板表面處之開口窄。此情況出現，因為傳輸效應可視傳輸及表面現象之相對速率而影響孔之不同部分處的蝕刻速率。舉例而言，反應物種至基板之中心的傳輸速率可產生中心處之較慢蝕刻速率。類似地，若反應產物減慢蝕刻速率，則來自基板之中心之反應產物的傳輸速率亦可產生較慢的蝕刻速率。可使用具有蝕刻蝕刻速率比外部層快的中心層(或多個層)之積層結構來補償此等效應。舉例而言，第5圖之基板500在用於單層基板可具有腰部的情況下時可產生減小之腰部及更圓柱形之幾何形狀。
基板、層及通孔尺寸
在一些實施例中，孔之直徑隨軸向位置改變。舉例而言，第5圖中之孔522之直徑自在層514中較小變為在層515中較大，回到在層516中較小。該孔具有最大直徑(例如，層515中之直徑)及最小直徑(例如，層514及516中之直徑)。若孔並非圓形的，則孔之「直徑」係在垂直於軸向方向之平面中的與孔具有相同橫截面積之圓圈之直徑。
在一些實施例中，最小直徑佔最大直徑之百分比可為1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、90%、99%，或以此等值中之任何兩個值作為端點的任何範圍(包括端點)。在一些實施例中，最小直徑為最大直徑之50%至100%。
該孔可具有任何合適之軸向長度。孔之軸向長度對應於靠近該孔之基板的厚度。作為非限制性實例，基板之厚度(及軸向孔長度)可為10 μm、60 μm、120 μm、180 μm、240 μm、300 μm、360 μm、420 μm、480 μm、540 μm、600 μm、720 μm、840 μm、960 μm、1080 μm、1500 μm、2000 μm，或以此等值中之任何兩個值作為端點的任何範圍(包括端點)。在一些實施例中，基板之厚度及軸向孔長度為10 μm至2000 μm，或240 μm至360 μm，或600 μm至1500 μm。
基板內之多個玻璃層可具有任何合適之厚度。基板內之每一層可具有相同厚度。或，一些層可具有不同於其他層之厚度。作為非限制性實例，各個層之厚度可為0.1 μm、1 μm、5 μm、10 μm、60 μm、120 μm、180 μm、240 μm、300 μm、360 μm、420 μm、480 μm、540 μm、600 μm、720 μm、840 μm、960 μm、1080 μm或1500 μm，或以此等值中之任何兩個值作為端點的任何範圍(包括端點)。在一些實施例中，該等最外層各自具有10 μm至120 μm之厚度，且單一內部或核心層具有480 μm至840 μm之厚度。
通孔110可具有任何合適之最小直徑及最大直徑。作為非限制性實例，此等直徑可為10 μm、20 μm、30 μm、40 μm、50 μm、60 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm、120 μm、140 μm、160 μm、180 μm、200 μm，或以此等值中之任何兩個值作為端點的任何範圍(包括端點)。在一些實施例中，最大通孔直徑可為10 μm至200 μm或40 μm至60 μm。在一些實施例中，最大通孔直徑可為10 μm至200 μm或40 μm至60 μm。
具有240 μm至360 μm之通孔長度及40 μm至60 μm之最大通孔直徑的高縱橫比通孔特別適合當前的某些應用。如本文中所使用，「縱橫比」係指通孔長度與最大通孔直徑之比。
通孔110可具有任何合適之縱橫比。作為非限制性實例，縱橫比可為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40，或以此等值中之任何兩個值作為端點的任何範圍(包括端點)。在一些實施例中，縱橫比可為4至8、12至20或14至18。
在諸如第11圖及第12圖之實例中所描述之彼等實施例的一些實施例中，將600 μm至1500 μm之高基板厚度與40 μm至60 μm之最大通孔直徑組合。此通孔可具有例如如第12圖中之14.58或12至20或14至18之縱橫比。此通孔可另外具有按最大直徑之百分比計的最小直徑，例如，第12圖中之42%，或40%至100%。在大小範圍中結合按最大直徑之百分比計的高最小直徑達成高縱橫比可為困難的。高縱橫比意味著在基板中間的孔之部分由於傳輸動力學會比靠近表面之部分更慢地蝕刻，此引起孔之「捏縮」--與靠近表面的明顯較大最大直徑相比，基板中間的小的最小直徑。基板中間之較快蝕刻材料及靠近表面之較慢蝕刻材料的使用可減輕此效應，如第12圖之實例中所說明。
期望所需尺寸將在未來改變且本文中所描述之概念可用於提供彼等尺寸之適當孔及通孔。
除非另有規定，否則本文中所描述之尺寸係使用：(1)用於諸如基板厚度及基板之表面處之通孔直徑的外部特徵之光學顯微鏡；及(2)諸如基板內部之通孔直徑的內部特徵之螢光共焦顯微鏡影像來量測。
金屬化
在通孔形成之後，可視情況例如經由金屬化用導電材料塗佈及/或填充該等通孔。金屬或導電材料可為例如銅、鋁、金、銀、鉛、錫、氧化銦錫，或其組合或合金。用於將孔之內部金屬化之製程可為例如電鍍、無電鍍覆、物理氣相沉積或其他蒸發塗佈方法。亦可用催化材料來塗佈孔，該等催化材料諸如鉑、鈀、二氧化鈦或促進孔內之化學反應的其他材料。
積層玻璃中之TGV
康寧已開發出用於在玻璃基板中形成穿孔之玻璃穿孔(TGV)處理技術。此技術可在由快蝕刻包層及慢蝕刻核心組成之積層玻璃及由慢蝕刻包層及快蝕刻核心組成之積層玻璃中產生TGV。本發明提供在與單一玻璃組合物相比縮短的時間中自積層玻璃基板形成玻璃穿孔之方法，其中玻璃通孔具有獨特且經改良之形狀。根據本文中所論述之實施例的TGV形成方法能夠在具有增加之複雜度之層的積層玻璃中形成TGV，核心玻璃與外部包覆玻璃之間的蝕刻速率不同。用於形成TGV之方法取決於用於形成積層之兩種組合玻璃之化學性質。
將描述之本發明係用來在積層玻璃結構中形成TGV之製程。第13圖展示經由蝕刻的TGV在單組份玻璃中之典型形成及由擴散引起的TGV之形狀/縱橫比限制。第14圖展示用來在積層玻璃結構1400中形成TGV之製程係藉由調整包覆層1414及1416及核心層1415之玻璃組合物以展現包覆層與核心層之間的有利蝕刻速率比來實現。若包層1414及1416 (E1)及核心1415 (E2)之蝕刻速率相等，則兩者之間的蝕刻速率比表示為E1/E2=1。在此情況下，積層玻璃充當單組份玻璃，其具有與單組份玻璃相同的擴散受限縱橫比限制。為了提供改質區域之擴散/滲透，最佳具有蝕刻速率比耐久性包覆層1414及1416之蝕刻速率高的核心層1415組合物。此可為包層與核心蝕刻速率比小於一，表示為E1/E2>1。視基板之所要厚度及應用而定，此等比中之任一者可接受，以在積層玻璃中形成通孔，從而產生如E1/E2≤1的必要蝕刻速率比。
參考第18圖，描繪了玻璃基板100，該玻璃基板包括上部玻璃包覆層1805、下部玻璃包覆層1807及玻璃中心核心1810。如上所述，上部玻璃包覆層1805、下部玻璃包覆層1807及玻璃中心核心1810之玻璃組合物可改變，使得上部玻璃包覆層1805、下部玻璃包覆層1807及玻璃中心核心1810在蝕刻劑中之耐久性改變。舉例而言，可希望上部玻璃包覆層1805及下部玻璃包覆層1807中之一者或兩者具有不同於玻璃中心核心1810的在蝕刻劑中之溶解率。
參考第19圖，空腔或井1925形成於玻璃基板100中以將玻璃基板轉變成如本文中所描述之結構化製品。可使用第12圖中所描繪之製程在玻璃基板100之表面中形成空腔或井1925。在一些實施例中，該製程包含在玻璃基板100之表面上形成遮罩1915。舉例而言，遮罩1915係形成於上部玻璃包覆層105及/或下部玻璃包覆層107之表面上。可藉由印刷(例如，噴墨印刷、凹版印刷、絲網印刷或另一印刷製程)或另一沉積製程來形成遮罩1915。在一些實施例中，遮罩1915對蝕刻劑(例如，將用於在玻璃基板100中蝕刻空腔或井1925之蝕刻劑)具有抗性。舉例而言，遮罩1915可包含丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯 n 乙烯己內醯胺，或另一合適之遮罩材料。在一些實施例中，遮罩1915係由包含引體之墨水材料形成，以增強遮罩與玻璃基板100之間的黏附。此增強之黏附可減少遮罩1915與玻璃基板100之間的蝕刻劑之滲漏，此可幫助實現本文中所描述之精確空腔。
在一些實施例中，遮罩1915包含玻璃基板100保持未覆蓋之一或多個開放區域。遮罩1915之該等開放區域可具有對應於將形成於玻璃基板100中的空腔或井1925之所要圖案的圖案。舉例而言，遮罩1915之圖案可為有規律重複之矩形形狀之陣列(例如，用於容納如本文中所描述之微處理器/電子組件)。在此等實施例中，由遮罩1915圖案化之形狀可緊密對應於微處理器/電子組件之形狀。亦可使用其他形狀，且該等形狀可緊密對應於電子組件之形狀或能夠將電子組件牢固地固持在玻璃基板100上之位置中。因此，遮罩1915可配置為蝕刻遮罩以實現對上部玻璃包覆層1905及/或下部玻璃包覆層1907之選擇性蝕刻且形成如本文中所描述的玻璃基板100中之空腔或井1925。
在一些實施例中，使上面安置有遮罩1915之玻璃基板100曝露於蝕刻劑1920。舉例而言，如第19圖所示，上部玻璃包覆層1905及/或下部玻璃包覆層1907與蝕刻劑1920接觸，由此選擇性地蝕刻未被遮罩1915覆蓋的相應玻璃包覆層之暴露部分且在玻璃基板中形成空腔或井1925，由此將基板轉變成造型製品。在一些實施例中，使上面安置有遮罩1915之玻璃基板100在蝕刻溫度下曝露於蝕刻劑1920且持續一蝕刻時間。舉例而言，蝕刻溫度為約20℃、約22℃、約25℃、約30℃、約35℃、約40℃、約45℃或約50℃，或由該等說明值之任何組合界定之任何範圍。較低蝕刻溫度可幫助在蝕刻期間維持遮罩1915之完整性，此可實現如本文中所描述的增加之蝕刻時間及/或改良之空腔形狀。另外或替代地，蝕刻時間可為約10分鐘、約15分鐘、約20分鐘、約25分鐘、約30分鐘、約35分鐘、約40分鐘、約45分鐘、約50分鐘、約55分鐘、約60分鐘、約65分鐘、約70分鐘、約75分鐘、約80分鐘、約85分鐘或約90分鐘，或由該等說明值之任何組合界定之任何範圍。相對長之蝕刻時間可實現如本文中所描述的空腔或井1925之實質上直線的側壁。
在一些實施例中，上部玻璃包覆層1905及/或下部玻璃包覆層1907蝕刻比玻璃中心核心110快至少1.5倍、至少2倍、至少5倍、至少10倍、至少20倍或至少100倍。另外或替代地，上部玻璃包覆層1905及/或下部玻璃包覆層1907之蝕刻速率與玻璃中心核心1910之蝕刻速率的比為約5、約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45、約50、約55、約60、約65、約70、約75、約80、約85、約90、約95、約100，或由該等說明值之任何組合界定之任何範圍。
本發明利用核心材料與包覆材料之間的不同化學組成。在一個例子中，包覆材料充當內部核心之內建遮蔽/保護層。在另一例子(第17圖)中，可選擇性地蝕刻除去包覆材料，在TGV周圍或附近留下界定之凹穴。此外，因為此包覆材料係玻璃結構之部分且不需要在蝕刻之後移除，所以允許玻璃基板對來自製造製程之化學腐蝕及來自環境之濕度腐蝕抗性更強。
製造含有快蝕刻核心及慢蝕刻包層之積層玻璃的TGV之特定優點包括：
1.耐久性皮膚層允許玻璃基板對製造製程期間之化學及機械攻擊抗性更強且改良產品良率。另外，耐久性皮膚層可藉由保護所得產品免於濕度及來自製造製程之化學品來延長所得產品之壽命。
2.快蝕刻核心層允許比單一組合物玻璃更快地製造TGV及/或積層玻璃中之厚度移除更小。當前積層玻璃可達成9:1之核心對包層厚度比。假定吾人使用類虹膜玻璃組合物作為包層且使用類奧丁(Odin)玻璃組合物作為核心，虹膜之蝕刻速率係奧丁玻璃之約70倍。此可允許TGV在積層玻璃中比在類似厚度之單一組合物玻璃中快約70倍地形成。(參見第16圖)
3.高縱橫比可使用積層玻璃來達成，此係因為皮膚層對化學腐蝕之耐久性更大。
替代地，第15圖展示在含有快蝕刻包層1514及1516及慢蝕刻核心1515之積層玻璃中製備的TGV具有如下優點：功能井1517可藉助於使用適當蝕刻劑以停止在積層玻璃之核心層1515處而在TGV 1512附近或頂部上形成。
實驗
使用積層玻璃來製備樣本1，積層玻璃具有具實例1之組合物的600 μm核心，及在兩側上的具有實例11之組合物的50 μm包覆層。該結構類似於第10圖之結構，其中第二層1015係具有實例1之組合物的600 μm核心，且第一層1014及第三層1016係具有實例11之組合物的50 μm包覆層。
使用在以下各者中描述之雷射技術對樣本1鑽孔：先前康寧專利公開案：2011年11月30日申請之US 2013-0247615-「在玻璃中形成孔之高密度陣列的方法(Methods of Forming High-Density Arrays of Holes in Glass)」，及2013年11月27日申請之US 2014-0147623-「用於雷射鑽孔基板之犧牲蓋層及其方法(Sacrificial Cover Layers for Laser Drilling Substrates and Methods Thereof)」，該等專利公開案以其全文引用之方式併入本文中。在所使用之雷射鑽孔技術中，脈衝紫外線(UV)雷射聚焦至樣本之表面上的近似6μm直徑(1/e2)斑點。雷射係具有約355 nm之波長的頻率三倍之釹摻雜的釩酸釔(Nd:YVO4)雷射。脈衝寬度為約30奈秒。材料自基板之平均移除速率為約0.5 μm至2 μm每脈衝。因此，個別鑽出孔之深度可藉由應用之雷射脈衝的數目來控制。製程期間之脈衝列之重複率在1kHz與150kHz之間，1kHz至30kHz係最常用的。用此方法形成之導孔通常具有12至16μm入口(頂部)直徑及4至8μm出口(底部)直徑。
用1100個脈衝以5K重複率對樣本1使用此雷射鑽孔技術。接著在含有3M HF及2.4M HNO3
之溶液中對樣本1進行蝕刻，蝕刻時間目標為28 μm之頂部直徑。
第11圖展示積層玻璃中之如此形成的通孔之進口及出口之俯視圖及3D視圖光學顯微鏡影像。
第12圖展示積層玻璃中之如此形成的通孔之螢光共焦顯微鏡影像之3D及橫截面視圖。自第12圖可見，樣本1中的經拍照且標記之通孔具有700 μm之通孔長度、48 μm之最大直徑、20 μm之最小直徑、28 μm之頂部開口直徑、22 μm之底部開口直徑、14.6 (700 μm/48 μm)之縱橫比，及係最大直徑之42% (20 μm/48 μm)之最小直徑。
第11圖及第12圖展示積層基板結構可如何用於控制孔形狀。在不存在積層結構之情況下，例如若整個基板具有核心組合物，則孔將繼續朝向表面變寬，從而產生較小縱橫比及最小直徑/最大直徑之較低百分比(即，更「捏縮」之孔，該孔係不太類似圓柱形之孔。對於需要大縱橫比及更類似圓柱形之孔的應用，樣本1及利用類似結構及技術製造之其他樣本提供解決方法。
實例18.針對含有快蝕刻包層及慢蝕刻核心之積層玻璃形成TGV(表2)
與單一玻璃組合物相比，積層玻璃具有形成精確玻璃結構之優點。積層玻璃有可能可用於微電子封裝之微電子產業中，條件為可在核心-包層界面處形成蝕刻終止層。在此等積層玻璃上製造TGV實現安裝在玻璃結構中之矽晶片之間的連接。然而，由於外部包覆玻璃在耐久性上低於內部核心玻璃(E1>E2)，因此可使用表面上之實體遮蔽物。如第17圖所示，實體遮蔽物1740可為抗酸積層塗層1741或抗酸沉積塗層1742。積層塗層之實例包括膜或帶。沉積塗層之實例包括氮氧化鉻(CrON)、鉭、鎳(合金)及聚矽氧。在一實施例中，使用聚乙烯絕緣帶作為實體遮罩1740以保護包覆層1714及1716。積層塗層1741 (即，聚乙烯絕緣帶)經圖案化具有1 mm孔且在玻璃基板1700之任一側上對準。接著使用UV衝擊雷射以使用以下參數在未遮蔽區中鑽出導孔1712：3000個每脈衝240 uJ之脈衝及5 kHz之重複率。導孔1712係漸縮的，係雷射製程固有的，且具有分別12 μm及7 μm之頂部直徑及底部直徑。對於可能之金屬化，經由酸蝕刻使此等導孔1712變寬。在保持在攝氏10度下之2.9 M氫氟及0.1體積%聚電解質氟界面活性劑添加劑之靜態浴中對經雷射鑽孔之樣本進行蝕刻持續9至10小時。所得TGV 1722具有204 μm之頂部直徑、190 μm之底部直徑及約80 μm之腰部直徑。在TGV周圍存在約2.5 mm直徑/200 μm深之坑或井1751，其中蝕刻劑底切聚乙烯絕緣帶且蝕刻除去包覆材料。可藉由使用諸如具有受控直徑之氮氧化鉻的沉積塗層1742將此底切區域或井1751控制至一定程度。用於沉積塗層遮罩之底切應為最小的。參見第17圖中之製程流程。
實例19.針對含有慢蝕刻包層及快蝕刻核心之積層玻璃製造TGV (表3)
在外部包覆層比核心耐久性更強(E1>E2)之積層玻璃的情況下，包覆層本身可充當表面遮蔽層，從而允許酸穿透快速蝕刻核心材料之中心厚度且形成TGV。在此情況下，用於形成焦線的使用貝塞爾束光學之皮秒脈衝雷射係用於形成貫穿玻璃之厚度的損傷痕跡。使用相同的2.9M HF 0.1體積%聚電解質界面活性劑溶液優先地蝕刻此損傷痕跡，以形成TGV。
第16圖顯示在包覆層中具有較小頂部直徑之TGV，TGV在到達較快蝕刻核心層後擴大。此歸因於低於1、在此情況下0.38之包層/核心蝕刻速率比及兩種組合物之較低絕對蝕刻速率兩者。若將在形成之核心層比包覆層薄之積層玻璃中使用相同的玻璃組合物配對，則可形成圓柱形通孔。為了維持積層玻璃之包覆，以約0.7 μm/分鐘之蝕刻速率對玻璃蝕刻142分鐘以自表面移除100 μm，此產生穿孔。類似組成玻璃之單一組份係以約1.34 μm/分鐘之蝕刻速率蝕刻190分鐘而減少約250 μm且不能在此時連接損傷痕跡。積層型玻璃節省大約50分鐘之製程時間且藉由移除至少小於150 μm之材料而形成TGV。
結論
熟習相關技術者將認識且瞭解，可對本文中所描述之各種實施例作出許多改變，同時仍獲得有益結果。亦將瞭解，可藉由選擇特徵中之一些而不利用其他特徵來獲得當前實施例之所要益處中的一些益處。相應地，此項技術之工作人員將認識到，許多修改及調適係可能的且在特定情況下甚至可為所需的，且係本發明之部分。因此，將理解，本發明不限於所揭示之特定組合物、製品、裝置及方法，除非另有規定。亦將理解，本文中所使用之術語僅用於描述特定實施例之目的且不欲為限制性的。圖中所示之特徵說明本發明描述之選定實施例，且不一定以準確尺度描繪。此等圖式特徵係例示性的，且不欲為限制性的。
除非另有明確說明，否則絕不期望本文中陳述之任何方法被解釋為要求方法之部分以特定次序執行。相應地，在方法請求項未實際列舉方法之步驟將遵循之次序或在申請專利範圍或說明書中未另外確切地說明該等步驟限於特定次序的情況下，絕不期望推斷任何特定次序。
除非另外明確地說明，否則本文中所描述的玻璃組份之百分比係基於氧化物以mol%計。
熟習此項技術者將瞭解，在不背離所說明實施例之精神或範疇的情況下，可作出各種修改及改變。由於併有所說明實施例之精神及物質的所揭示實施例之修改、組合、子組合及變化可被熟習此項技術者想到，因此說明書應解釋為包括在隨附申請專利範圍及其等效物之範圍內的一切。
100:積層玻璃結構
102:核心層
103a:第一表面
103b:第二表面
104a:第一包覆層
104b:第二包覆層
200:積層熔合拉製設備
202:上部等靜壓管
204:下部等靜壓管
206:熔融包覆組合物
208:玻璃核心組合物
210:溝槽
212:溝槽
216:外部形成表面
218:外部形成表面
220:根部
222:外部形成表面
224:外部形成表面
300:玻璃基板
310:插圖
312:孔
320:插圖
322:孔
330:插圖
334:通孔
340:插圖
346:力
400:玻璃基板
410:插圖
412:孔
414:第一層
415:第二層
420:插圖
422:孔
430:插圖
434:通孔
500:玻璃基板
510:插圖
512:孔
514:第一層
515:第二層
516:第三層
520:插圖
522:孔
530:插圖
534:通孔
600:基板
610:插圖
612:孔
614:第一層
615:第二層
616:第三層
620:插圖
622:孔
630:插圖
634:通孔
700:玻璃基板
710:插圖
712:孔
714:第一層
715:第二層
716:第三層
717:第四層
718:第五層
720:插圖
722:孔
730:插圖
734:通孔
800:玻璃基板
810:插圖
812:孔
814:第一層
815:第二層
816:第三層
817:第四層
818:第五層
820:插圖
822:孔
830:插圖
834:通孔
900:玻璃基板
910:插圖
912:孔
914:第一層
915:第二層
916:第三層
917:第四層
918:第五層
920:插圖
922:孔
930:插圖
934:通孔
1000:玻璃基板
1010:插圖
1012:孔
1014:第一層
1015:第二層
1016:第三層
1020:插圖
1022:孔
1030:插圖
1400:積層玻璃結構
1414:包覆層
1415:核心層
1416:包覆層
1512:玻璃穿孔(TGV)
1514:快蝕刻包層
1515:慢蝕刻核心/核心層
1516:快蝕刻包層
1517:功能井
1700:玻璃基板
1712:導孔
1714:包覆層
1716:包覆層
1722:玻璃穿孔(TGV)
1740:實體遮蔽物
1741:抗酸積層塗層
1742:抗酸沉積塗層
1751:坑或井
1805:上部玻璃包覆層
1807:下部玻璃包覆層
1810:玻璃中心核心
1905:上部玻璃包覆層
1907:下部玻璃包覆層
1910:玻璃中心核心
1915:遮罩
1920:蝕刻劑
1925:空腔或井
第1圖展示具有三個層之積層玻璃結構100之橫截面。
第2圖展示積層熔合拉製設備。
第3圖圖示用於在單層玻璃結構中蝕刻且填充通孔之製程。
第4圖圖示用於在雙層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中該兩個層具有不同蝕刻速率。
第5圖圖示用於在三層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中第二層或核心層具有比第一層及第三層或包覆層快的蝕刻速率。
第6圖圖示用於在三層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中第二層或核心層具有比第一層及第三層或包覆層慢的蝕刻速率。
第7圖圖示用於在五層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中該五個層中之每一者具有不同蝕刻速率，且所得通孔係漸縮的。
第8圖圖示用於在五層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中該五個層具有交替之蝕刻速率。
第9圖圖示用於在五層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中該五個層中之每一者具有不同於鄰近層之蝕刻速率，且所得通孔具有捏縮腰部。
類似於第5圖，第10圖圖示用於在三層玻璃積層結構中蝕刻且填充通孔之製程，其中第二層或核心層具有比第一層及第三層或包覆層快的蝕刻速率。第10圖進一步圖示該等層不一定具有相同厚度。
第11圖展示積層玻璃中之剛形成的通孔之進口及出口之俯視圖及3D視圖光學顯微鏡影像。
第12圖展示積層玻璃中之剛形成的通孔之螢光共焦顯微鏡影像之3D及橫截面視圖。
第13圖展示經由蝕刻的通孔在單組份玻璃中之典型形成及由擴散引起的通孔之形狀/縱橫比限制。
第14圖展示通孔在已雷射損壞且經蝕刻之積層玻璃中的形成，積層玻璃具有產生E1/E2≤1之蝕刻速率比之玻璃組合物。
第15圖展示1 mm厚積層玻璃中之穿孔。
第16圖展示形成於單組份積層玻璃及多組份積層玻璃中之穿孔。
第17圖展示在積層玻璃中形成穿孔之製程步驟，該等製程步驟需要遮罩。
第18圖根據本文中展示且描述之一或多個實施例展示玻璃基板之橫截面。
第19圖根據本文中展示且描述之一或多個實施例第11圖之玻璃基板經由遮罩選擇性地曝露於蝕刻劑以在包覆層中形成空腔的橫截面。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
1000:玻璃基板
1010:插圖
1012:孔
1014:第一層
1015:第二層
1016:第三層
1020:插圖
1022:孔
1030:插圖
Claims (51)
- 一種方法，該方法包含以下步驟： 使用一雷射形成貫穿一積層玻璃結構之一導孔或損傷痕跡，該積層玻璃結構包含一第一層及鄰近於該第一層之一第二層； 其中： 該第一層係由一第一玻璃組合物形成； 該第二層係由不同於該第一玻璃組合物之一第二玻璃組合物形成；且 在形成該導孔之後，使該積層玻璃結構曝露於以一第一蝕刻速率蝕刻該第一玻璃組合物且以一第二蝕刻速率蝕刻該第二玻璃組合物之蝕刻條件以形成一蝕刻孔，其中該第一蝕刻速率不同於該第二蝕刻速率。
- 如請求項1所述之方法，其中： 該玻璃積層結構進一步包含鄰近於該第二層、與該第一層對置之一第三層； 該第三層係由不同於該第二玻璃組合物之一第三玻璃組合物形成； 該第三玻璃組合物在曝露於該等蝕刻條件時具有一第三蝕刻速率；且 該第三蝕刻速率不同於該第二蝕刻速率。
- 如請求項2所述之方法，其中該第三玻璃組合物與該第一玻璃組合物相同，且該第一蝕刻速率與該第三蝕刻速率相同。
- 如請求項2所述之方法，其中該第三玻璃組合物不同於該第一玻璃組合物，且該第三蝕刻速率不同於該第一蝕刻速率。
- 如請求項2所述之方法，其中： 該玻璃積層結構進一步包含一第四層，該第四層鄰近於該第三層、與該第二層對置； 該第四層係由不同於該第三玻璃組合物之一第四玻璃組合物形成； 該第四玻璃組合物在曝露於該等蝕刻條件時具有一第四蝕刻速率；且 該第四蝕刻速率不同於該第三蝕刻速率。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該蝕刻孔具有該第一層中之一第一橫向尺寸及該第二層中之一第二橫向尺寸，且其中該第一橫向尺寸不同於該第二橫向尺寸。
- 如請求項6所述之方法，其中： 使該積層玻璃結構曝露於該等蝕刻條件形成該蝕刻孔，該蝕刻孔進一步具有該第三層中之一第三橫向尺寸，其中該第三橫向尺寸不同於該第二橫向尺寸。
- 如請求項7所述之方法，其中該第三橫向尺寸與該第一橫向尺寸相同。
- 如請求項7所述之方法，其中該第三橫向尺寸不同於該第一橫向尺寸。
- 如請求項7所述之方法，其中使該積層玻璃結構曝露於該等蝕刻條件形成該蝕刻孔，該蝕刻孔進一步具有該第四層中之一第四橫向尺寸，其中該第四橫向尺寸不同於該第三橫向尺寸。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該第一蝕刻速率與該第二蝕刻速率之間的差至少為該第一蝕刻速率之5%或更大。
- 如請求項11所述之方法，其中該第一蝕刻速率與該第二蝕刻速率之間的該差至少為該第一蝕刻速率之10%或更大。
- 如請求項12所述之方法，其中該第一蝕刻速率與該第二蝕刻速率之間的該差至少為該第一蝕刻速率之30%或更大。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該第一蝕刻速率大於該第二蝕刻速率。
- 如請求項14所述之方法，其中該蝕刻孔具有包含一沙漏形狀之一形態。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該第一蝕刻速率小於該第二蝕刻速率。
- 如請求項16所述之方法，其中該蝕刻孔具有一形態，該形態包含一圓柱形狀或該第一層及該第三層之該橫向尺寸小於該第二層之該橫向尺寸的一形狀。
- 如請求項16所述之方法，其中： 該第一層具有一外表面且該第三層具有一外表面；且 該第一蝕刻速率小於該第二蝕刻速率。
- 如請求項18所述之方法，該方法進一步包含在使該積層玻璃結構曝露於蝕刻條件之前，在該第一層之該外表面及/或該第三層之該外表面上形成一遮罩。
- 如請求項19所述之方法，其中該形成包含用一實體遮蔽物覆蓋該等外表面。
- 如請求項20所述之方法，其中該實體遮蔽物係一抗酸材料。
- 如請求項21所述之方法，其中該抗酸材料係一抗酸積層塗層。
- 如請求項22所述之方法，其中該抗酸積層塗層係抗酸帶。
- 如請求項21所述之方法，其中該抗酸材料係一抗酸沉積塗層。
- 如請求項24所述之方法，其中該抗酸沉積塗層係氮氧化鉻。
- 如請求項20所述之方法，其中該實體遮蔽物具有複數個孔。
- 如請求項26所述之方法，其中該形成包含在該等外表面上方印刷或沉積一遮罩材料。
- 如請求項6所述之方法，其中該第一橫向尺寸與該第二橫向尺寸之間的差至少為該第一橫向尺寸之5%或更大。
- 如請求項28所述之方法，其中該第一橫向尺寸與該第二橫向尺寸之間的該差至少為該第一橫向尺寸之10%或更大。
- 如請求項28及29中任一項所述之方法，其中該第一橫向尺寸大於該第二橫向尺寸。
- 如請求項28及29中任一項所述之方法，其中該第一橫向尺寸小於該第二橫向尺寸。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，該方法進一步包含用一導電材料填充該蝕刻孔。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該積層玻璃結構係熔合拉製的。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，該方法進一步包含使用該雷射形成貫穿該積層玻璃結構之該損傷痕跡。
- 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該積層玻璃結構中之至少一個層係由不能進行光加工之一玻璃組合物形成。
- 如請求項35所述之方法，其中該積層玻璃結構中之每一層係由不能進行光加工之一玻璃組合物形成。
- 一種裝置，該裝置包含： 一積層玻璃結構，該積層玻璃結構包含： 一第一層； 一第二層，該第二層鄰近於該第一層； 一第三層，該第三層鄰近於該第二層、與該第一層對置； 其中： 該第一層係由一第一玻璃組合物形成； 該第二層係由不同於該第一玻璃組合物之一第二玻璃組合物形成； 該第三層係由該第一玻璃組合物形成；且 貫穿該積層玻璃結構之一孔具有該第一層中之一第一橫向尺寸、該第二層中之一第二橫向尺寸及該第三層中之一第三橫向尺寸。
- 如請求項37所述之裝置，其中該第一橫向尺寸至少小於該第二橫向尺寸5%或更多，且該第三橫向尺寸至少小於該第二橫向尺寸5%或更多。
- 如請求項37所述之裝置，其中該第二橫向尺寸至少大於該第一橫向尺寸5%或更多，且該第二橫向尺寸至少大於該第三橫向尺寸5%或更多。
- 如請求項38及39所述之裝置，其中該孔具有一形態，該形態包含該第一層及該第三層之該橫向尺寸小於該第二層之該橫向尺寸的一形狀。
- 如請求項37所述之裝置，其中該第一橫向尺寸至少大於該第二橫向尺寸5%或更多，且該第三橫向尺寸至少大於該第二橫向尺寸5%或更多。
- 如請求項37所述之裝置，其中該第二橫向尺寸至少小於該第一橫向尺寸5%或更多，且該第二橫向尺寸至少小於該第三橫向尺寸5%或更多。
- 如請求項41及42所述之裝置，其中該孔具有包含一沙漏形狀之一形態。
- 如請求項37所述之裝置，其中該第一橫向尺寸大致等於該第二橫向尺寸，且該第三橫向尺寸大致等於該第二橫向尺寸。
- 如請求項37所述之裝置，其中該第二橫向尺寸大致等於該第一橫向尺寸，且該第二橫向尺寸大致等於該第三橫向尺寸。
- 如請求項44及45所述之裝置，其中該孔具有包含一圓柱形狀之一形態。
- 如請求項37中任一項所述之裝置，其中該孔係一蝕刻孔。
- 如請求項32中任一項所述之裝置，其中該孔係用一導電材料填充。
- 如請求項37中任一項所述之裝置，其中該積層玻璃結構中之至少一個層係由不能進行光加工之一玻璃組合物形成。
- 如請求項47中任一項所述之裝置，其中該孔係用一導電材料填充。
- 如請求項37中任一項所述之裝置，其中該第一玻璃組合物及該第二玻璃組合物不能進行光加工。
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