TW202102450A - 玻璃基板之穿孔製作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，先以該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔，接著將該玻璃基板涵浸於蝕刻池中，並由超音波震盪蝕刻池，使該預加工孔周遭之質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面，再將該玻璃基板涵浸於蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除，最後當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
Description
本發明係關於一種玻璃基板加工方式，特別應用於含氧化鋁之玻璃基板穿孔製程，改善現有製程孔徑外闊成橢圓狀、孔徑蝕刻過程因雜質產生擁塞或玻璃表面粗糙等問題。
在因應智慧手機、5G通信和物聯網等應用的先進封裝技術的最新發展，已被推動來滿足高性能、小尺寸、低成本或多樣化功能其一或相關需求組合；其中，由於：a)分離功能塊之間的干擾，在一個晶片中實現所有系統功能存在根本挑戰；b)不同技術節點的設計複雜性和工藝限制；c)成本考慮。因此，與傳統的二維封裝技術相比，提出了三維積體電路堆疊垂直連接與插接器的要求，以實現更高的性能、更低的功耗和更小的實施面積。
目前的方法主要是基於矽或塑膠中介層，用矽穿孔(Through Silicon Via,TSV)製成的矽中介層可以實現所需的佈線和輸入/輸出點密度，但不具成本效益；其中，塑料中介層提供了成本有效的解決方案，但由於其較差的尺寸穩定性和與硅晶片不匹配的熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion,CTE)而面臨若干挑戰；也因此，玻璃其有利的材料特性，將其作為替代中介層。玻璃的熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion,CTE)低且與硅類似，這提供了良好的熱穩定性；此外，玻璃具有高電阻率，
與硅相比，導致更低的插入損耗和串擾；另，玻璃的優異機械強度提供了超薄和柔韌基板的可能性，並且玻璃具有成本效益；呈上所述，所有這些特性都表明玻璃將是一種出色的電子插入材料。
儘管玻璃具有如上所述的許多優點，但仍然存在許多需要解決的玻璃的挑戰；譬如，玻璃的基本材料限制在於脆性材料並且具有非常低的導熱性；為改良玻璃中介層的性能已經做了很多努力，包括小間距無裂縫形成小直徑通孔、通過低導熱玻璃基板進行熱管理、由穿孔玻璃(Through Glass Via,TGV)可靠的金屬化具有良好的附著力。
最至關重要的是減少裂紋的形成，因為它對製品性能和可靠性有深遠的影響；而玻璃裂縫可以通過多種方式產生，例如處理和通孔形成；通常，玻璃中的裂縫經受高功率雷射燒蝕的照射以形成通孔；因此，必須深入研究了不同類型的雷射器和光束形成以減少裂縫形成。
穿孔玻璃(Through Glass Via,TGV)中對近距離和高通孔密度的要求提供了製品設計的可行性，並通過玻璃基板的低導熱性改善了熱管理；為此，它進一步提升了無裂縫通孔形成的挑戰；另外，玻璃和銅金屬化之間的熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion,CTE)不匹配導致界面處的高熱機械應力；這種應力可能在可靠性試驗期間引起疲勞相關的失效模式，特別是在表面裂紋存在的情況下。
此外，在金屬化期間可以在通孔中形成空隙，其受到通孔通孔的表面粗糙度和通孔的幾何形狀的影響；通過金屬層的沉積，金屬原子在一定的錐角內朝向目標表面移動，因此更難以在深溝槽處獲得金屬化的完全覆蓋。這種空洞或所謂的“nail-head”在通孔中形成金屬化會引起電流
擁擠和額外的“hot spot”，據研究，這些熱機械應力會導致通孔的退化。性能；因此，需要一種錐形通孔，在通孔通孔處具有一定的傾斜側壁。
通常，多脈衝雷射束聚焦到物體表面或物體內部的一個點，利用雷射用於進行廣泛材料的燒蝕和表面處理；其中，在消融的開始發生在閾值注量之上，這取決於材料吸收機制和雷射參數，例如波長和脈衝持續時間；當激發時間短於材料中的熱化時間時，可能發生非熱，光化學燒蝕，其中直接電離和緻密電子空穴等離子體的形成可導致直接鍵斷裂，並且晶格爆炸性崩解通過電子排斥(Bremsstrahlung)；材料去除伴隨著從照射區域噴射的高度定向的羽流；其中蒸汽羽流可包含固體和液體的材料簇。
通常，較短的脈衝雷射器，能量更快地施加到材料中，導致更快速的材料噴射；由雷射直接激發的材料體積在被噴射之前將能量傳遞到周圍材料的時間較少；因此，燒蝕體積由雷射器的空間輪廓和光學穿透深度更精確地限定，並且剩餘材料具有更少的殘餘能量，這減少了玻璃中裂縫的形成；然而，當使用多脈衝雷射束來燒蝕材料時，材料的表面紋理，形態和化學的累積變化可能發生，甚至可以在具有高於閾值的過剩能量的單個雷射脈衝發生，這通常被認為是由雷射照射引起的材料改變；在玻璃的製程下，這些材料改質可用於進一步的玻璃加工，例如化學蝕刻，以在玻璃中產生某些圖案或通孔。
然而，希望製作用於玻璃製程的無裂縫和精確限定的材料改質區；其，理想情況下使用超短雷射，如皮秒或毫微微秒脈衝雷射，只需一次擊發即可在整個基板上形成通道，並且熱影響體積最小，能量剛好超過閾值能量是燒蝕玻璃的最佳雷射條件；依據瑞立準則(Rayleigh
criterion)，焦深(DOF)是波長的問題，而數值孔徑(numerical aperture,NA)和束腰直徑(beam waist diameter)是相對探討問題；因此，焦深(DOF)隨著束腰直徑(beam waist diameter)(或增加的峰值強度)和數值孔徑(numerical aperture,NA)值而減小；因此，具有高數值孔徑透鏡的高斯光束傾向於將輻射聚焦成微米尺寸的光斑，並利用貝塞爾光束引入了一種更有效的方法，只需一個脈衝即可生成這樣的長通道；就此，有利的是將準貝塞爾光束雷射(Quasi-Bessel Laser Beam)用於諸如玻璃的透明材料的燒蝕應用。
準貝塞爾雷射束(Quasi-Bessel Laser Beam)的主要特徵是焦點，其不是一個點而是一個焦點線；理想的貝塞爾光束需要無限的透鏡直徑並且包含無限能量，因此是不現實的，並且可以通過截斷理想平面波來實現近似貝塞爾光束或準貝塞爾光束，從而產生有限的焦距。在實踐中，已經使用不同的方法來生成準貝塞爾光束；這些包括通過將高斯光束與軸錐透鏡聚焦以產生貝塞爾高斯光束，在凸透鏡的焦平面中放置環形孔徑並使用空間光調製器(Spatial Light Modulator,SLM)或衍射光束整形元件(Diffractive Optical Beam Shaping Element,DOE)用於在雷射束上施加相位分佈。
請參考第8a圖所示，此為玻璃基板(20)經由雷射加工從俯視角度可見部份圓孔呈現非圓形之外觀，實際上期望加工後為圓形，因此容易導致後續產品不合格；再，見第8b圖表示，可見玻璃基板(20)經由雷射加工剖面呈現預加工孔(21)外圍有質變結構區(22)，而質變結構區(22)表面擁塞雜質(23)進而使後續涵浸蝕刻無法有效移除質變結構區
(22)及部份玻璃基板(20)，同樣容易導致後續產品不合格；又，玻璃基板(20)經過涵浸蝕刻後容易使玻璃基板(20)表面被部份咬蝕呈現模糊狀，使後續產品之透光品質不佳。
因此，為解決以上問題，本發明之主要目的係在提供一種玻璃基板之穿孔製作方法，以改善上述問題。
有鑑於以上問題本發明係提供一種玻璃基板之穿孔製作方法，係以玻璃基板之厚度之三倍以上距離為雷射之聚焦長度，由雷射加工在該玻璃基板產生預加工孔，可減少預加工孔呈現非圓形之情況。
因此，本發明之主要目的係在提供一種玻璃基板之穿孔製作方法，由雷射加工到蝕刻過程分別調整現有製程，改善現有相關問題。
本發明之再一目的係在提供一種玻璃基板之穿孔製作方法，依現有蝕刻過程前增加低蝕刻池流程來先一步移除預加工孔內之雜質，避免較強蝕刻在移除預加工孔內之雜質前已先多蝕刻到其餘部份。
本發明之再一目的係在提供一種玻璃基板之穿孔製作方法，運用包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之特殊蝕刻池，分別針對二氧化矽及氧化鋁實行蝕刻，可避免含氧化鋁之玻璃基板在傳統蝕刻後表面粗躁等問題。
為達成上述目的，本發明所使用的主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1a：以一玻璃基板之厚度之三倍以上距離為一雷射之聚焦長度，由該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產
生一預加工孔；步驟2：將該玻璃基板涵浸於一普通蝕刻池中，並由超音波震盪該普通蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3：將該玻璃基板涵浸於該普通蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
為達成上述目的，本發明所使用的另一主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1：以該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2a：將該玻璃基板涵浸於一低蝕刻池中，並由超音波震盪該低蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3：將該玻璃基板涵浸於一普通蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
為達成上述目的，本發明所使用的再一主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1：以該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2：將該玻璃基板涵浸於一普通蝕刻池中，並由超音波震盪該普通蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3a：將該玻璃基板涵浸於包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之一特殊蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
為達成上述目的，本發明所使用的再一主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1a：以一玻璃基板之厚度之三倍以上距離為一雷射之聚焦長度，由該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2a：將該玻璃基板涵浸於一低蝕刻池中，並由超音波震盪該低蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3a：將該玻璃基板涵浸於包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之一特殊蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施步驟進一步實現。
前述的方法，其中步驟2a中之該低蝕刻池具有該普通蝕刻池之50%以下的蝕刻率。
前述的方法，其中步驟2a中之該低蝕刻池具有該特殊蝕刻池之50%以下的蝕刻率。
前述的方法，其中該特殊蝕刻池依據加工所需之每分鐘總蝕刻率分配在氫氟酸混合液約占10~30%每分鐘總蝕刻率。
相較於習知技術，本發明具有功效在於：(1)利用雷射之聚焦長度拉遠，可減少雷射加工在預加工孔呈現非圓形之情況；(2)由現有蝕刻過程前增加低蝕刻池流程來先一步移除預加工孔內之雜質，減少較強蝕刻在移除預加工孔內之雜質前已先多蝕刻到其餘部份；(3)運用包含緩
衝氧化物蝕刻液及氫氟酸混合液之特殊蝕刻池，分別針對二氧化矽及氧化鋁實行蝕刻，可避免含氧化鋁之玻璃基板在傳統蝕刻後表面粗躁等問題。
11‧‧‧步驟1
11a‧‧‧步驟1a
12‧‧‧步驟2
12a‧‧‧步驟2a
13‧‧‧步驟3
13a‧‧‧步驟3a
14‧‧‧步驟4
20‧‧‧玻璃基板
21‧‧‧預加工孔
22‧‧‧質變結構區
23‧‧‧雜質
30‧‧‧雷射
40‧‧‧普通蝕刻池
41‧‧‧低蝕刻池
41a‧‧‧特殊蝕刻池
X‧‧‧厚度
Y‧‧‧聚焦長度
第1圖：為本發明之第一實施型態之流程圖；第2圖：為本發明之第二實施型態之流程圖；第3圖：為本發明之第三實施型態之流程圖；第4圖：為本發明之第四實施型態之流程圖；第5a圖：為本發明之最佳實施型態之雷射加工示意圖；第5b圖：為本發明之最佳實施型態之預加工孔剖面圖；第6a圖：為本發明之最佳實施型態之第一預加工孔俯視圖；第6b圖：為本發明之最佳實施型態之第二預加工孔俯視圖；第6c圖：為本發明之最佳實施型態之第三預加工孔俯視圖；第7a圖：為本發明之最佳實施型態之普通蝕刻池示意圖；第7b圖：為本發明之最佳實施型態之低蝕刻池示意圖；第7c圖：為本發明之最佳實施型態之特殊蝕刻池示意圖；第8a圖：為本發明之先前技術之第一示意圖；第8b圖：為本發明之先前技術之第二示意圖。
為了讓本發明之目的、特徵與功效更明顯易懂，以下特別列
舉本發明之最佳實施型態：首先，請參考第1圖表述之第一實施型態，本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其包括步驟1a(11a)、步驟2(12)、步驟3(13)及步驟4(14)。
可見第1圖所示的步驟1a(11a)及5a圖，步驟1a(11a)詳細描述如下，依一玻璃基板(20)之厚度(X)之三倍以上距離為一雷射(30)之聚焦長度(Y)，由該雷射(30)加工於該玻璃基板(20)，在該玻璃基板(20)產生一預加工孔(21)。
在此步驟1a(11a)目的係為以雷射(30)對玻璃基板(20)施以加工，使玻璃基板(20)穿孔產生預加工孔(21)；其中，雷射(30)加工是利用雷射光的高強度、高平行度的特徵以聚焦鏡等光學裝置將之聚為功率密度達103~109瓦/平方公分的光點後，在工件的表面產生局部的加熱熔化、氣化等熱效應而達到加工的目的。由於從光能轉換成熱能的時間非常短，加上功率密度相當高，在單位時間、單位面積內提供極高的光能，使得材料的表面在瞬間內便可獲得大量的熱能，此種使材料表面升溫的速度一般可達每秒數千度，在雷射加工的過程極容易發生『液體/氣體』或『固體/氣體』的混合模式；另，玻璃基板(20)係指含氧化鋁成分之玻璃基板，氧化鋁是改善玻璃化學穩定性的必須成分，可以降低玻璃析晶傾向，同時也是提高玻璃硬度和機械強度、提高拉伸彈性模量的成分，因此鋁矽酸鹽玻璃以其高透過率、高強度、高硬度的物理特性在建築、信息、航空等行業，尤其是觸控顯示行業得到迅猛發展。
呈上所述，如第5a圖表示，將玻璃基板(20)之厚度(X)
之三倍以上距離為雷射(30)之聚焦長度(Y)，其目的為在雷射加工該玻璃基板產生預加工孔(21)時，拉大玻璃基板(20)與雷射(30)距離，達成減少預加工孔呈現非圓形之情況(如第8a圖所示)；再，該預加工孔(21)實際上可為手機的感測元件所需之孔洞，因此對於正圓的需求較為嚴苛，故此也可透過多發低功率雷射製作該預加工孔(21)，可參考第8a圖所示，此為玻璃基板(20)經由雷射加工從俯視角度可見部份圓孔呈現非圓形之外觀，實際上期望加工後為圓形，因此容易導致後續產品不合格。
當步驟1a(11a)實施完後，見第6a圖呈現，可在玻璃基板(20)表面產生預加工孔(21)、質變結構區(22)及雜質(23)，再由第8b圖發現，該玻璃基板(20)經由雷射加工剖面呈現預加工孔(21)外圍有質變結構區(22)，而質變結構區(22)表面擁塞雜質(23)。
再，見第1圖所示的步驟2(12)及7a圖，步驟2(2)詳細描述如下，將該玻璃基板(20)涵浸於一普通蝕刻池(40)中，並由超音波震盪該普通蝕刻池(40)，使該預加工孔(21)周遭之一質變結構區(22)表面之複數雜質(23)移離該質變結構區(22)表面。
在此步驟2(12)目的係為，因玻璃材料為不易蝕刻材料，在濕式蝕刻下易造成非等向性蝕刻，因此呈先前步驟1a(11a)透過飛秒雷射垂直光型改變玻璃材料晶格特性，放入蝕刻液提升蝕刻速度且具有指向性，依此來提高玻璃鑽孔成型品質；又，見第8b圖表示，質變結構區(22)表面擁塞雜質(23)進而使後續涵浸蝕刻無法有效移除質變結構區(22)及部份玻璃基板(20)，同樣容易導致後續產品不合格，故此由超音波震盪該普通蝕刻池(40)方式加速移除雜質(23)；其中，普通蝕刻池(40)係
指可包含氟化氫(HF)、強酸液(例如硝酸等)之蝕刻液，其作用為蝕刻該玻璃基板(20)。
當步驟2(12)施做完後，見第5b、6b圖呈現，基本上玻璃基板(20)之雜質(23)已經移除，預加工孔(21)表面尚有質變結構區(22)殘存。
又，見第1圖所示的步驟3(13)及6b、7a圖，步驟3(3)詳細描述如下，將該玻璃基板(20)涵浸於該普通蝕刻池(40)中，使該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除。
在此步驟3(13)目的係為，承接步驟2(12)後持續移除質變結構區(22)，使預加工孔(21)越趨近加工需求。
最後，見第1圖所示的步驟4(14)及6c、7a圖，步驟4(4)詳細描述如下，當該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除後，持續蝕刻該預加工孔(21)周遭之該玻璃基板(20)材料。
在此步驟4(14)目的係為，承接步驟3(13)後持續移除該預加工孔(21)周遭之該玻璃基板(20)，使預加工孔(21)達成加工需求。
請參考第2圖所示，為本發明一種玻璃基板之穿孔製作方法之第二實施型態，在第一實施型態與第1、5a、5b、6a、6b、6c、7a、8a、8b圖中已說明的特徵與第2圖相同者，於第2圖的符號標示或省略不再贅述。第二實施型態與第一實施型態的主要方法差異在於將本第一實施型態之步驟1a(11a)更換為步驟1(11)，並將本第一實施型態之步驟2(12)更換為步驟2a(12a)。
首先，請參考第1圖表述之第二實施型態，本發明為一種玻
璃基板之穿孔製作方法，其包括步驟1(11)、步驟2a(12a)、步驟3(13)及步驟4(14)。
可見第2圖所示的步驟1(11)及5a圖，步驟1(11)詳細描述如下，以該雷射(30)加工於該玻璃基板(20)，在該玻璃基板(20)產生一預加工孔(21)。
在此步驟1(11)目的係為針對玻璃材料為不易蝕刻材料，在濕式蝕刻下易造成非等向性蝕刻，藉由
皮秒雷射垂直光型改變玻璃材料晶格特性，以利後續步驟中放入蝕刻液提升蝕刻速度且具有指向性，依此來提高玻璃鑽孔成型品質。
當步驟1(11)實施完後，見第6a圖呈現，可在玻璃基板(20)表面產生預加工孔(21)、質變結構區(22)及雜質(23)，再由第8b圖發現，該玻璃基板(20)經由雷射加工剖面呈現預加工孔(21)外圍有質變結構區(22)，而質變結構區(22)表面擁塞雜質(23)。
再，見第2圖所示的步驟2a(12a)及7b圖，步驟2a(2a)詳細描述如下，將該玻璃基板(20)涵浸於一低蝕刻池(41)中，並由超音波震盪該低蝕刻池(41)，使該預加工孔(21)周遭之一質變結構區(22)表面之複數雜質(23)移離該質變結構區(22)表面。
在此步驟2a(12a)目的係為減少質變結構區(22)表面擁塞雜質(23)，避免後續涵浸蝕刻無法有效移除質變結構區(22)及部份玻璃基板(20)，故此由超音波震盪該普通蝕刻池(40)方式加速移除雜質(23)；其中，該低蝕刻池(41)具有該普通蝕刻池(40)之50%以下的蝕刻率，可避免玻璃基板(20)表面因長時間涵浸蝕刻池導致過度侵蝕，產
生不光滑表面特徵。
當步驟2a(12a)實行完成，見第5b、6b圖呈現，基本上玻璃基板(20)之雜質(23)已經移除，預加工孔(21)表面尚有質變結構區(22)殘存。
接著，見第1圖所示的步驟3(13)及6b、7a圖，步驟3(3)詳細描述如下，將該玻璃基板(20)涵浸於該普通蝕刻池(40)中，使該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除。
末了，見第1圖所示的步驟4(14)及6c、7a圖，步驟4(4)詳細描述如下，當該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除後，持續蝕刻該預加工孔(21)周遭之該玻璃基板(20)材料。
請參考第3圖所示，為本發明一種玻璃基板之穿孔製作方法之第三實施型態，在第一、二實施型態與第1、2、5a、5b、6a、6b、6c、7a、7b、8a、8b圖中已說明的特徵與第3圖相同者，於第3圖的符號標示或省略不再贅述。第三實施型態與第一、二實施型態的主要方法差異在於將本第二實施型態之步驟2a(12a)更換為步驟2(12)，並將本第二實施型態之步驟3(13)更換為步驟3a(13a)。
首先，請參考第1圖表述之第三實施型態，本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其包括步驟1(11)、步驟2(12)、步驟3a(13a)及步驟4(14)。
閱覽第2圖所示的步驟1(11)及5a圖，步驟1(11)詳細描述如下，以該雷射(30)加工於該玻璃基板(20)，在該玻璃基板(20)產生一預加工孔(21)。
又，見第1圖所示的步驟2(12)及7a圖，步驟2(2)詳細描述如下，將該玻璃基板(20)涵浸於一普通蝕刻池(40)中，並由超音波震盪該普通蝕刻池(40)，使該預加工孔(21)周遭之一質變結構區(22)表面之複數雜質(23)移離該質變結構區(22)表面。
接著，見第1圖所示的步驟3a(13a)及6b、7c圖，將該玻璃基板(20)涵浸於包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之一特殊蝕刻池(41a)中，使該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除。
在此步驟3a(13a)目的係為，承接步驟2(12)後持續移除質變結構區(22)，使預加工孔(21)越趨近加工需求；其中，該特殊蝕刻池(41a)依據加工所需之每分鐘總蝕刻率分配在氫氟酸混合液約占10~30%每分鐘總蝕刻率。
關於該特殊蝕刻池(41a)依實務來例舉如下；在步驟2(12)後，當玻璃基板(20)尚需在該預加工孔(21)擴孔直徑10微米(μm)，可依氧化鋁在玻璃基板(20)成分比例來分配二氧化矽蝕刻液(Buffered Oxide Etch,BOE)與氟化氫(HF)類蝕刻液，因二氧化矽蝕刻液(Buffered Oxide Etch,BOE)可針對氧化鋁(Aluminium oxide)蝕刻，而氟化氫(HF)類蝕刻液可針對二氧化矽(SiO2)蝕刻，由此可推論擴孔直徑10微米(μm)前提下，其中氧化鋁在玻璃基板(20)成分比例為30%條件下，所以其中3微米(μm)為氧化鋁，因此目標可解釋為需在固定時間內蝕刻二氧化矽(SiO2)蝕刻7微米(μm)與氧化鋁蝕刻3微米(μm)；呈上，假設須於10分鐘完成擴孔直徑10微米(μm)，得知平均1分鐘完成擴孔直徑1微米(μm)，因此須調配二氧化矽蝕刻液(Buffered Oxide Etch,BOE)為1分鐘完成蝕刻0.3微米
(μm)，而須調配氟化氫(HF)類蝕刻液為1分鐘完成蝕刻0.7微米(μm)，由此條件可達成10分鐘完成擴孔直徑10微米(μm)，可避免該預加工孔(21)擴孔表面粗躁等問題。
末了，見第1圖所示的步驟4(14)及6c、7c圖，步驟4(4)詳細描述如下，當該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除後，持續蝕刻該預加工孔(21)周遭之該玻璃基板(20)材料。
請參考第4圖所示，為本發明一種玻璃基板之穿孔製作方法之第四實施型態，在第一、二及三實施型態與第1、2、3、5a、5b、6a、6b、6c、7a、7b、7c、8a、8b圖中已說明的特徵與第4圖相同者，於第4圖的符號標示或省略不再贅述。第三實施型態與第一、二及三實施型態的主要方法差異在於將本第一實施型態之步驟1(11)更換為步驟1a(11a)，並將本第一實施型態之步驟2(12)更換為步驟2a(12a)。
首先，請參考第4圖表述之第四實施型態，本發明為一種玻璃基板之穿孔製作方法，其包括步驟1a(11a)、步驟2a(12a)、步驟3a(13a)及步驟4(14)。
可見第1圖所示的步驟1a(11a)及5a圖，步驟1a(11a)詳細描述如下，依一玻璃基板(20)之厚度(X)之三倍以上距離為一雷射(30)之聚焦長度(Y)，由該雷射(30)加工於該玻璃基板(20)，在該玻璃基板(20)產生一預加工孔(21)。
再，見第2圖所示的步驟2a(12a)及7b圖，步驟2a(2a)詳細描述如下，將該玻璃基板(20)涵浸於一低蝕刻池(41)中，並由超音波震盪該低蝕刻池(41)，使該預加工孔(21)周遭之一質變結構區(22)
表面之複數雜質(23)移離該質變結構區(22)表面。
其中，該低蝕刻池(41)具有該特殊蝕刻池(41a)之50%以下的蝕刻率，可避免玻璃基板(20)表面因長時間涵浸蝕刻池導致過度侵蝕，產生不光滑表面特徵。
接著，見第1圖所示的步驟3a(13a)及6b、7c圖，將該玻璃基板(20)涵浸於包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之一特殊蝕刻池(41a)中，使該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除。
最終，見第1圖所示的步驟4(14)及6c、7c圖，步驟4(4)詳細描述如下，當該預加工孔(21)周遭之該質變結構區(22)移除後，持續蝕刻該預加工孔(21)周遭之該玻璃基板(20)材料。
因此本發明之功效有別於傳統玻璃穿孔製程，此於氧化鋁玻璃應用當中實屬首創，符合發明專利要件，爰依法俱文提出申請。
惟，需再次重申，以上所述者僅為本發明之較佳實施型態，舉凡應用本發明說明書、申請專利範圍或圖式所為之等效變化，仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11a‧‧‧步驟1a
12a‧‧‧步驟2a
13a‧‧‧步驟3a
14‧‧‧步驟4
Claims (7)
- 一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1a：以一玻璃基板之厚度之三倍以上距離為一雷射之聚焦長度，由該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2：將該玻璃基板涵浸於一普通蝕刻池中，並由超音波震盪該普通蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3：將該玻璃基板涵浸於該普通蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
- 一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1：以該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2a：將該玻璃基板涵浸於一低蝕刻池中，並由超音波震盪該低蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3：將該玻璃基板涵浸於一普通蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預 加工孔周遭之該玻璃基板材料。
- 一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1：以該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2：將該玻璃基板涵浸於一普通蝕刻池中，並由超音波震盪該普通蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3a：將該玻璃基板涵浸於包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之一特殊蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預加工孔周遭之該玻璃基板材料。
- 一種玻璃基板之穿孔製作方法，其針對含氧化鋁成分之玻璃基板，其包括：步驟1a：以一玻璃基板之厚度之三倍以上距離為一雷射之聚焦長度，由該雷射加工於該玻璃基板，在該玻璃基板產生一預加工孔；步驟2a：將該玻璃基板涵浸於一低蝕刻池中，並由超音波震盪該低蝕刻池，使該預加工孔周遭之一質變結構區表面之複數雜質移離該質變結構區表面；步驟3a：將該玻璃基板涵浸於包含緩衝氧化物刻蝕液及氫氟酸混合液之一特殊蝕刻池中，使該預加工孔周遭之該質變結構區移除；步驟4：當該預加工孔周遭之該質變結構區移除後，持續蝕刻該預 加工孔周遭之該玻璃基板材料。
- 依據申請專利範圍第2項所述之方法，其中步驟2a中之該低蝕刻池具有該普通蝕刻池之50%以下的蝕刻率。
- 依據申請專利範圍第4項所述之方法，其中步驟2a中之該低蝕刻池具有該特殊蝕刻池之50%以下的蝕刻率。
- 依據申請專利範圍第3或4項所述之方法，其中該特殊蝕刻池依據加工所需之每分鐘總蝕刻率分配在氫氟酸混合液約占10~30%每分鐘總蝕刻率。
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