CN119409420A 用于高频率电子封装的共烧制玻璃基板和制造方法 （康宁公司） - 副本

用于高频率电子封装的共烧制玻璃基板和一种使用包括富含硅石的第一相和富含硼的第二相的相分离硅酸盐玻璃来制造玻璃制品第二相的至少一部分并且获得高硅石含量多孔2在约60℃至约95℃范围内的温度下，使包括主要SiO2第一相和含有B2O3的第二相的至少一个旋节相分离玻璃基板暴露于包含约5wt％至约40wt％的酸的酸溶液持续约8小时至约24小时范围内的时间以便从所述至少一个旋节相分离玻璃基板中移除所述第二相的至6.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个多孔玻璃基板的开放孔隙率大于约9.如权利要求7所述的方法，其中形成所述多个孔包括使用在紫外线波长下工作的激材料在所述多孔玻璃基板上作为所述多个通孔中的第一通孔与所述多个通孔中的第二通理所述中间电路板持续约45分钟至约75分钟范围12.如权利要求1所述的方法，其中所述固结包括将所述中间电路板加热至约850℃至形成所述多个孔包括在所述多个多孔玻璃基板的至少一个子集所述沉积包括将所述导电材料沉积在多孔玻璃基板的至少所述子集的孔中以获得多其中所述固结包括使中间电路板的堆叠固结以便324.如权利要求22所述的方法，其中所述旋节相分离玻璃基板包含约68.0mol％至约一种或多种共计约3.7mol％至约20mol％的碱土氧化物(RO)，其中RO选自MgO、CaO、26.如权利要求25所述的方法，其中所述旋节相分离玻璃基板包含约0.09mol％至约27.如权利要求25所述的方法，其中所述旋节相分离玻璃基板包含约1.5mol％至约其中所述玻璃电路板的介电常数Dk在10GHz下测4且导电材料作为在所述第一通孔和所述第二通孔之间延伸的线设置在所述玻璃电路板上，使得所述导电材料在所述第一通孔和所述第二通孔之33.如权利要求31所述的玻璃电路板，其中所述玻璃电路板包括第一主表面和与所述电路板的厚度延伸的第一通孔和从所述第二主表面部分地穿过所述玻璃电路板的厚度延37.如权利要求31所述的玻璃电路板，其中所述玻璃电路板的损耗角正切Df在30GHz下在至少一个旋节相分离玻璃基板中形成多个孔，所述玻璃基板还包括主要SiO2第一相和包含B2O3的第二相，并且其中所述多个孔中的每个孔延伸穿过所在约60℃至约95℃范围内的温度下，使所述至少一个旋节相约5wt％至约40wt％的酸的酸溶液持续约8小时至约24小时范围内的时间以便从所述至少述旋节相分离玻璃基板的总SiO2含量大于约95mol%;48.如权利要求46所述的方法，其中形成所述多个孔包括使用在紫外线波长下工作的49.如权利要求40所述的方法，其中使所述导电材料沉积包括先前使所述导电材料作50.如权利要求49所述的方法，其中使所述导电材料作为线沉积在使所述中间电路板5理所述中间电路板持续约45分钟至约75分钟范围52.如权利要求40所述的方法，其中所述固结包53.如权利要求40所述的方法，其中所述至少一个旋节相分离玻璃基板包括多个旋节且其中所述固结包括使中间电路板的堆叠固结以便形成所述6[0002]本申请根据专利法请求2023年7月3日提交的美国临时申请序号63/524732的优先[0003]本公开一般涉及使用具有至少两个不同玻璃相的玻璃的用于高频率电子封装的[0004]数字技术不断扩展，特别是在数据连接和处理速率方面。例如，每秒1千兆比特料相关的吸收损耗有关的技术规格和要求变得更加重要。虽然有些材料在频率大于10GHz用作绝缘层的一种常见玻璃环氧层压板在信号频率为10GHz时其损耗角正切为0.0058。然[0007]诸如天线罩高温陶瓷、高纯度熔融硅石、蓝宝石、氧化铝和硅石的材料在大于的能力可能会受到限制。还有一些无碱玻璃和玻璃陶瓷材料在频率大于10GHz时具有低损度下，使包括主要SiO2第一相和含有B2O3的第二相的至少一个旋节相分离玻璃基板暴露于包含约5重量百分比(wt％)至约40wt％的酸的酸溶液持续约8小时至约24小时范围内的时间以便从至少一个旋节相分离玻璃基板中移除第二相的至少一部分并且获得包含大于约95mol％的总SiO2含量的至少一个多孔玻璃基板。所述方法还包括在至少一个多孔玻璃基7法还可以包括使中间电路板固结以形成玻璃电路板。固结后玻璃电路板由非晶玻璃构成。璃基板上作为多个通孔中的第一通孔与多个通孔中的第[0018]在第十一方面中，第一方面至第五方面中的任一项的热处理可进一步包括在约8的总量的SiO2、约3mol％至约13mol％的总量的Al2O3、约9.8mol％至约20mol％的总量的B2O3[0031]在第二十四方面中，第二十二方面的旋节相分[0032]在第二十五方面中，第一方面的旋节分解玻璃基板可包含以氧化物为基础的约57mol％至约70mol％的总量的SiO2、约4.7mol％至约10.5mol％的总量的Al2O3、约[0035]在二十八方面中，第二十七方面的旋节相分离玻璃基板的MgO/ZnO可在约0至约[0037]在第三十方面中，公开一种玻璃电路板，其包含大于约95％mol％SiO2、小于约9及两者之间的厚度，所述至少一个旋节相分离玻璃基板还包括主要SiO2第一相和包含B2O3约5wt％至约40wt％的酸的酸溶液持续约8小时至约24小时范围内的时间以便从至少一个基板的总SiO2含量大于约95mol在多个孔中沉积导电材料以便形成包括多个孔的中间处理中间电路板持续约45分钟至约75分钟范[0054]在实施方案中，固结包括将中间电路板加热至约850℃至约1250℃范围内的固结[0063]图4是显示两种玻璃(市售的非相分离玻璃(Eagle)和示例性相[0064]图5是CorningEagleXG与图4的示例性相分离玻璃之间的反射率随波长变化的[0065]图6为(a)图4的示例性相分离玻璃的原样拉制样品的应变范围图像和(b)示例性[0066]图7为(a)图4的示例性相分离玻璃样品在720℃下热处理2小时后的应变范围图像[0067]图8为(a)图7的示例性相分离玻璃样品在720℃下进行2小时的第二次热处理后的[0074]图15是在rθ坐标系中绘制的示例性相分离玻璃样品的三个表面的傅里叶变换数[0077]图18为显示由市售非相分离玻璃组合物至示例性相分离玻璃组合物形成的玻璃[0078]图19是显示当熔融玻璃中的比率(B2O3+MgO)/CaO(以wt％[0082]图23是图22的示例性相分离玻璃的随着用ZnO替换MgO而其随着用Zn替换B2O3的示例性相分离玻璃中的总RO[0086]图27为当在示例性相分离玻璃组合物顶部添加含有Sr_Ba的铝硼硅酸盐玻璃时，[0087]图28为当在示例性相分离玻璃组合物顶部添加含有Sr_Ba的铝硼硅酸盐玻璃时，[0088]图29是随着作为玻璃组合物中的CaO的替代而添加的mol％过渡金属氧化物而变[0089]图30是随着作为玻璃组合物GS17中的CaO的替代而添加的mol％过渡金属氧化物[0090]图31随着作为玻璃组合物GS17中的B2O3的替换而添加的摩尔％F_而变化的10GHz[0091]图32随着作为玻璃组合物GS17中的B2O3的替换而添加的摩尔％F_而变化的10GHz[0093]图34示出图33的固结基板上的x射线衍射模式(随着度(2θ)而变化的以计数为单[0094]图35是可以排列成中间电路板堆叠的第一中间电路板和第二中间电路板的立体越低，介电材料的有效性越高。介电损耗可以用损耗角δ或相应的损耗角正切tanδ来参数k)”属性可以根据分离柱介电谐振器(SPDR)或开腔谐振器配置，璃的粘度范围为约1千泊(kP或kPoise)至约2002O3B2O3[0116]玻璃熔炉12可以包括减少熔化容器的热量损失的其他热管理设备(例如，隔热部颗粒形式添加到熔化容器中。原材料24还可以包括来自先前熔化和/或成形操作的废玻璃[0121]玻璃制造设备10还可包括相对于熔融玻璃28的流动方向位于玻璃熔炉12下游的于混合从澄清容器34下游流出的熔融玻璃。混合设备36可用于提供均匀的玻璃熔体组合位于成形体上表面的槽52和沿成形体的底部边缘(根部)58在拉制方向56上会聚的相对的在根部58下方并沿着根部58汇合以产生熔融玻璃带，通过对熔融玻璃带施加向下的张力于约100,000泊或更高的粘度的粘性带状离开成形体的根部。通常使用对应于35,000泊粘[0129]对应于200泊粘度的温度通常被用作玻璃合适熔融温度的指导。在一些实施方案分离玻璃可包含约57mol％至约71mol％的范围内的总量的SiO2，例如约57mol％至约至约62mol％的范围内、约57mol％至约61mol％的范围内、约57mol％至约60mol％的范围至约71mol％的范围内、约65mol％至约71mol％的范围内、约66mol％至约71mol％的范围内、约67mol％至约71mol％的范围内、约68mol％至约71mol％的范围内、约69mol％至约玻璃可包含约67mol％至约68.6mol％的范围内、约67mol％至约68.4mol％的范围内、约67mol％至约68.2mol％的范围内、约67mol％至约68.0mol％的范围内、约67mol％至约[0132]本公开的相分离玻璃可包含约3mol％至约13mol％的范围内的总量的范围内、约3mol％至约9mol％的范围内、约3mol％至约8mol％的范围内、约3mol％至约7mol％的范围内、约3mol％至约6mol％的范围内、约3mol％至约5mol％的范围内，或约围内、约7mol％至约13mol％的范围内、约8mol％至约13mol％的范围内、约9mol％至约[0133]本公开的相分离玻璃可包含约9％至约20％的范围内的总量的B2O3，例如约至约13.2mol％的范围内、约11.9mol％至约13.0mol％的范围内、约11.9mol％至约[0134]增加SiO2的量可以降低玻璃在10GHz或更高频率下的介电常数和损耗角正切；然[0136]在一些方面，可选择SiO2和B2O3的总量以使得SiO2加上B2O3的总和在约77mol％至约83mol％至约84mol％范围内。在方面中，玻璃可包含使得SiO2加上B2O3的总和在约的范围内、约77mol％至约80mol％的范围内、约77mol％至约79mol％的范围内，或约B2O3加上Al2O3的总和在约85mol％至约9[0139]MgO可通过降低熔融温度而有利于玻璃熔化，并可通过降低液相线温度和增加液约6％的范围内的总量的MgO，例如约4mol％至约5.8mol％的范围内、约4mol％至约[0140]本公开的相分离玻璃可包含约3mol％至约6mol％的范围内的总量的CaO，例如约内、约3mol％至约5.2mol％的范围内、约3mol％至约5mol％的范围内、约3mol％至约[0141]本公开的相分离玻璃可包含少于约0.2mol％的总量的SrO，例如约0％至约范围内，包括其间的所有范围和子范围。在实施方案中，玻璃可包含约0mol％至约[0142]本公开的相分离玻璃可任选地包含少于约1mol％的总量的BaO，例如约0％至约约0.3mol％至约1mol％的范围内、约0.4mol％至约1mol％的范围内、约0.5mol％至约14.2mol％的组合量存在，例如约4.8mol％至约14.2mol％的范围内、约5mol％至约围内、约6.2mol％至约14.2mol％的范围内、约7.2mol％至约14.2mol％的范围内、约中，一种或多种碱土氧化物可以约4.6mol％至约13.6mol％的范围内、约4.6mol％至约种另外RO的组合可产生具有较低介电常数和/或损耗是包括单一RO物质的前体组合物得到的玻璃相比，通过将MgO与至少一种另外RO物质诸如单一RO物质的浓度减少，如用10GHz的信号来测量的所得到玻璃的介电常数和损耗角正切[0150]本公开的相分离玻璃可任选地包含少于约2mol％的总量的ZnO，例如约0mol％至[0152]本公开的相分离玻璃可任选地包括一种或多种澄清剂，诸如，作为非限制实例SnO22O32O3于玻璃中时，澄清剂可以小于约1mol％的总量存在。在一些方面中，澄清剂可以约0mol％至约0.3mol％的范围内、约0mol％至约0.2mol％的范围内，或约0mol％至约2O2约1mol％的量存在。在一些方面中，一种或多种碱金属氧化物可以个别地或组合地以约0mol％至约0.05mol％的范围内、约0mol％至约0.04mol％的范围内、约0mol％至约其间的所有范围和子范围。在方面中，玻璃可包含约0.1mol％至约2mol％的范围内、约[0158]在一些方面中，本公开的相分离玻璃可通过如使用10GHz下的信号来测量，约(a))的应变范围图像和(2)展示玻璃样品的相的扫描电子显微镜(SEM)的照片(图6(b)、7[0162]图9_12示出在逐渐更大温度下退火之后的图5的相分离玻璃组合物的样品的SEM火约12小时的时间。不同相清晰可见。图12的样品在约900℃的温度下退火约12小时的时[0165]其中x和y是物理结构的坐标，f(x,y)是要分[0169]与从x表面测量的样品对应的二维傅里叶变换(2DFT)在图14中示出。中心点周围料相的空间分布的各向异性可以变化，这取决于材料相对于拉制方向和厚度方向的取向，[0171]与可在成形后进行处理以引起相分离(例如通过对玻璃进行热处理)的其他玻璃不同，据信本公开的相分离玻璃在熔融玻璃流过下游玻璃制造设备30时(例如当熔融玻璃穿过熔化容器下游和成形体之前的各种连接管道和容器时)通过自发旋节分解而发生相分物从市售的非相分离玻璃(即corning&EagleTM)变为相分离玻璃组合物，熔融[0173]图18是展示在从corning&EagleTM玻璃转变至相分离玻璃期间，在玻璃板角正切Df的图表。数据显示导致固有双折射的应力增加，而损耗角正切降低(例如，从约2的量使得玻璃不易通过传统板材成型方法(例如熔融下拉工的宽度和大于约440mm的长度，大于约680mm的宽度和大于约880mm的长度，或者大于约1500mm的宽度和大于约1500mm的长度，[0178]相分离玻璃板可具有富含SiO2的第一相和富含B2O3的第二相。在后续步骤之前可行清洗。例如，可以通过将相分离玻璃浸泡在包含洗涤剂的超声波浴(例如包含4wt%[0183]为了使多孔玻璃制品固结，多孔玻璃制品可加热至约850℃至约1250℃的范围内[0184]表1列出了根据上述蚀刻工艺使用包含5wt％HQ的酸性水溶液蚀刻的相分离玻璃样品(GS17，参见表5)。所有样品均为GS17的2”x2”试样(参见表5)，在65℃下用4%(t)的样品在测量介电性质之前已暴露在实验室环境中约60小时。将试验A_C的玻璃样品与例如在蚀刻之后，仅经受加热至200℃的温度1小时(1hr.)而不受在固结的玻璃制品暴露于85℃/85％RH环境中24小时后进行第二次测量。D℃/85％RH暴露之前和之后都非常一致，即使在有水分的情况下也表现出稳定的介电性[0189]表2列出了熔融成形的GS17玻璃样品在95℃的5wt％HCl中蚀刻前后的组合物。采[0193]下表3_9示出了以摩尔百分比(mol％)为单位的根据本公生产熔融拉制设备中分批拉制成玻璃带，然后分成尺寸为1500毫米(mm)x1850mm的玻璃68.6368.7268.7668.8568.9168.8168.8868.758.268.148.057.97.847.837.77.6313.822000000000.030.030.030.030.030.030.030.034.544.44.484.845.065.195.435.575.625.535.274.784.484.294.013.850.140.110.090.060.040.040.030.02000000000.080.080.080.080.080.080.080.08000000000.010.010.010.010.010.010.010.01000000000.030.030.030.030.030.030.040.0400000000000000002200000000[0214]为了获得低介电常数(Dk)和介电损耗角正切(Df)以及提高玻低玻璃的Df或在通过降低电阻率来潜在地提高玻璃的可熔性的同时，保持相同Dk和Df的良有约5mol％的CaO。GS17在没有CaO的情况下表现出低电阻率的事实表明ZnO可以有效降低[0221]稀土氧化物已显示出降低玻璃Df的潜力。表12列出添加La2O3或的随着摩尔％La2O3而变化的相应Dk和Df的图表。图表清楚地展示当在玻璃中，以BaO为代2O32O3或Y2O3添加在玻璃组合物顶部(因此不于含有La2O3和Y2O3的玻璃，Dk和Df均有所增加，其中稀土氧化物是基本玻璃组合物的补充璃的Dk和Df的一个或两个的减少。表13和表14列出了几种添加不同过渡金属氧化物的玻璃71.1670.2869.685.325.205.20220000003.263.243.28F02.304.510.090.090.084.094.09璃电路板还可以包括在玻璃电路板的表面上和/或内部延伸的互连电通路，例如从一个通[0237]以下实例演示了在浸出步骤之后使用直接烧蚀方法在相分离玻璃制品上形成通孔。使用脉冲355纳米波长Nd:YAG固态激光器在通过本文所述工艺生产的多孔玻璃基板中(μJ)的脉冲能量和3.5瓦(W)的功率来操作。使用带有100毫米焦距(f＝100mm其中在热固结之后未形成诸如方石英的晶体相。制性的导电墨水可以是具有约85wt％的Pt、5wt％的玻璃和10wt％的有机粘合剂的铂基墨路板包括布置在玻璃电路板的一个或多个层上的外部和/或内部导电通路。堆叠过程中两个或多个中间电路板的对准可以通过边缘对准或在各个中间电路板上放置的基准标记来第三通孔132c，如本文所述，多个通孔中的每个通孔包括在第一主表面124和第二主表面似地沉积在第二主表面126上并在第二通孔132b和第三通孔132c之间延伸，导电材料的第第一线路136a和导电材料的第二线路136b与第三通孔128上，在第四通孔134a和第五通孔134b之间延伸，导电材料的第三线路136c与第四通孔与第五通孔134b和第六通孔134c电连通。因此，第四通孔134a通过导电材料的第三线路136c和导电材料的第四线路136d与第六通的实例中，显示了如此布置的第一中间电路板120和第二中间电路板122(尽管为了说明目的而分开)，第一中间电路板120的第一主表面124是外部(暴露)主表面，并且第四主表面间电路板的堆叠140的内部，并且第三主表面128布置成与第二主表面126相对并且位于中132c之间延伸的导电材料的第二线路136b是导电材料的内部线路，即，位于堆叠140的内电路板122