【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及玻璃晶片、特别是用作中介层的玻璃晶片。其他应用包括mems、结构与连接技术封装用玻璃芯、用于ghz应用的封装概念中的天线以及其他类似应用。具体地，本专利技术涉及包括至少一个开孔的玻璃晶片。
技术介绍
1、用作中介层和/或适合类似应用(例如用作mems或用作封装应用的玻璃芯)的玻璃晶片具有至少一个开孔、优选多个开孔，通常会做金属化处理。
2、例如，众所周知，制造这种玻璃晶片的方式是先进行激光处理，然后再进行蚀刻步骤。通过这种方式，可以获得包含确定开孔的玻璃晶片。应用领域例如包括半导体生产业。
3、在本公开的背景下，玻璃晶片泛指板状玻璃，例如可呈圆形、椭圆形或大致矩形。特别是，术语“玻璃晶片”还包括玻璃板或玻璃片。
4、尽管这种玻璃中介层早已为人所知，但实践中总会面临某些难题，例如这些晶片的机械稳定性或这些玻璃晶片的金属化层的耐久性等方面。例如，还涉及开孔本身内部的金属化层的问题。
5、因此，玻璃晶片必须关于如下方面进行优化：
6、-金属化层，例如金属电极，必须以最佳状态附着至玻璃表面、特别是在玻璃晶片的开孔内；
7、-应尽量减少信号传输中因玻璃晶片中的接触而产生的热应力，以确保中介层的长期稳定性，尤其应避免表面经受拉伸应力。
8、最后，重点是在半导体的制造及使用过程中玻璃晶片必须具备机械稳定性、特别是良好的机械强度。
9、然而，过去的研究表明，这方面仍有待优化，特别是关于金属层与玻璃的附着强度以及玻璃晶片的机械强度方
10、通常可以通过各种工艺提高玻璃晶片的机械稳定性。例如，美国专利申请us2009/0220761a1描述了一种化学钢化玻璃的方法。
11、众所周知，激光处理还会导致玻璃体成分发生变化，例如参阅美国专利申请us2020/024188a1。
12、sun等人在《optical materials》2020年第108卷中揭示了可利用koh蚀刻石英玻璃，而且在石英玻璃的表面形成蚀刻介质的扩散层，这会提高石英玻璃对激光的耐受力。
13、此外，还有各种研究表明通过蚀刻改变了玻璃或玻璃陶瓷的机械和/或化学性质。然而，目前却鲜少有关于结构化的玻璃晶片用作中介层的研究。
14、有鉴于此，人们普遍需要机械强度更高、同时易于涂覆的玻璃晶片，尤其是金属化层能够良好附着至玻璃晶片。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种玻璃晶片，其至少一定程度上缓解现有技术中的缺陷。另一目的是提供一种用于制造这种玻璃晶片的方法。
2、本专利技术用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求的主题。优选的具体实施例参阅从属权利要求、说明书及附图。
3、本专利技术涉及一种玻璃晶片，其包括至少一个具有表面的开孔，并具有两个相对的侧面和周向边面。玻璃基板所含的玻璃包含至少一种网络形成体和至少一种金属氧化物。至少一个开孔的最大横向尺寸、特别是直径为至多400μm、优选为至多300μm、特别优选为至多200μm。优选地，最大横向边界为至少10μm。玻璃晶片的厚度为至少10μm。有利地，晶片厚度有限，至多为5mm。优选地，晶片厚度下限为至少30μm，例如50μm或100μm。优选地，厚度上限可为3mm或1.5mm，甚至仅1mm。
4、可以规定，玻璃晶片的厚度和最大横向尺寸互成比例，以便获得有利的玻璃晶片强度。开孔的最大横向尺寸(例如开孔直径)与玻璃晶片厚度的纵横比优选为至少1:100。
5、优选地通过tof-sims测量确定，在至少一个开孔的表面中金属离子、特别是碱金属离子、特别是锂离子、钠离子和/或钾离子的浸出深度比两个侧面上的浸出深度大至少1.1倍、优选大1.5倍、特别优选大2倍、更优选大5倍、最优选大10倍，优选地，该浸出深度比两个侧面上的浸出深度大至多15倍。
6、优选地，玻璃基板所含的玻璃包含30wt.％至75wt.％的sio2、优选为30wt.％至65wt.％的sio2。
7、这种设计方案具备一系列优势。
8、玻璃晶片通常设计为包括玻璃基板。玻璃基板是指由玻璃制成的成型体，除了成型(例如切割)外，尚未经历任何精加工和/或再加工步骤(例如涂镀)。晶片即可泛指精制的基板。就此而言，在本公开的范围内，基板和晶片的侧面和表面彼此相互对应。若提及玻璃晶片的侧面或晶片的边面，则也相当于玻璃基板的侧面或边面。
9、在本公开中，玻璃晶片或玻璃基板通常呈板状或片形。玻璃晶片或玻璃基板的厚度即为其最小横向尺寸、尤其小于其长度和宽度，或者在圆形晶片/基板的情况下小于其直径。
10、玻璃晶片具有至少一个开孔，该开孔的最大横向尺寸为至多400μm、优选至多300μm、特别优选至多200μm，还可以根据具体设计而制造得明显更小。开孔又可统称为“通孔”。
11、玻璃基板以及相应的玻璃晶片所含的玻璃并非单组分玻璃，因此除了网络形成体外通常还尤其包含金属氧化物。
12、其优势在于，有别于石英玻璃，通过这种方式可以采用传统熔融工艺简单且经济地制造晶片。
13、在至少一个开孔的表面中，金属离子、特别是碱金属离子、特别是锂离子、钠离子和/或钾离子的浸出深度比两个侧面上的浸出深度大至少1.1倍、优选大1.5倍、特别优选大2倍、更优选大5倍、最优选大10倍，优选地该浸出深度比两个侧面上的浸出深度大至多15倍。
14、根据实施例，玻璃晶片的这种突出设计的显著优势在于，可以通过这种方式决定性地改进玻璃晶片的性能。这种设计的突出性在于，尤其能够提高玻璃晶片的机械强度，从而增加了操作与使用寿命。
15、其原因尚不明确，如上所述，已知离子交换可以提高玻璃的机械强度，即所谓的化学钢化。然而，本公开中，却不进行离子交换，而是发生蚀刻。一方面，这导致整体地剥离玻璃，但玻璃网络未均匀溶解，从而某些离子(特别是金属离子)也会从玻璃网络中释放出来。换言之，表面区域中保留了含有网络形成体的玻璃网络，但金属离子会有一定程度的贫化。
16、出人意料地，这不仅表明有利于玻璃晶片的性能，例如有利于随后施加到玻璃晶片的金属化层的附着力或由此所得的强度；还表明了，侧面中的浸出与至少一个开孔的表面的浸出有所不同。尤其表明了，实施中的浸出深度比两个侧面上的浸出深度大至少1.1倍、优选大1.5倍、特别优选大2倍、更优选大5倍、最优选大10倍，优选地，该浸出深度比晶片两个侧面上的浸出深度大至多15倍。
17、其原因尚不明确，本专利技术人认为，这归因于执行蚀刻特殊的工艺，从而狭孔内不同的浓度梯度导致了与晶片表面上的浸出相比形成这种强的浸出。
18、特别是通过tof-sims测量，可以确定晶片侧面上的浸出深度及其与开孔表面的不同之处。
19、这尤其有利于浸出碱金属的含碱玻璃。例如，已经表明，当用含koh的碱溶液时，优选地浸出钠离子，由此如上所述，侧面和通孔表面上的钠本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种玻璃晶片，其具有玻璃基板，所述玻璃基板包括具有表面的至少一个开孔，所述玻璃基板具有相对的两个侧面和周向边面，其中，所述玻璃基板所含的玻璃包含网络形成体和至少一种金属氧化物；
2.一种玻璃晶片、特别是根据权利要求1所述的玻璃晶片，其具有玻璃基板，所述玻璃基板包括具有表面的至少一个开孔，所述玻璃基板具有相对的两个侧面和周向边面，其中，所述玻璃基板所含的玻璃包含网络形成体和至少一种金属氧化物；
3.根据权利要求1或2中任一项所述的玻璃晶片，其中，所述玻璃含有如下按重量百分比计的氧化物组分：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃晶片，其中，所述玻璃晶片在至少一个表面上、特别是在所述两个侧面中的至少之一上的粗糙度为至多1000nm、优选小于100nm或甚至小于10nm、特别是至多1nm或甚至更小。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃晶片，其中，所述玻璃含有以下按重量百分比计的氧化物组分：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃晶片，其中，所述玻璃含有如下按重量百分比计的氧化物组分：
7.根据权利要求
8.一种用于制造玻璃晶片、特别是根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃晶片的方法，所述玻璃晶片包括玻璃基板，所述玻璃基板包括至少一个开孔，所述玻璃基板具有两个相对侧面和周向边面，所述方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括如下至少一项特征：
10.一种玻璃晶片、尤其根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃晶片，其通过根据权利要求8或9中任一项所述方法制造或能够制成。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种玻璃晶片，其具有玻璃基板，所述玻璃基板包括具有表面的至少一个开孔，所述玻璃基板具有相对的两个侧面和周向边面，其中，所述玻璃基板所含的玻璃包含网络形成体和至少一种金属氧化物；
2.一种玻璃晶片、特别是根据权利要求1所述的玻璃晶片，其具有玻璃基板，所述玻璃基板包括具有表面的至少一个开孔，所述玻璃基板具有相对的两个侧面和周向边面，其中，所述玻璃基板所含的玻璃包含网络形成体和至少一种金属氧化物；
3.根据权利要求1或2中任一项所述的玻璃晶片，其中，所述玻璃含有如下按重量百分比计的氧化物组分：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃晶片，其中，所述玻璃晶片在至少一个表面上、特别是在所述两个侧面中的至少之一上的粗糙度为至多1000nm、优选小于100nm或甚至小于10nm、特别是至多1nm或甚至更小。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·洛荷，A·阿亚里克扬，C·布鲁宁，M·莱茨，M·海斯周奎特，P·K·克雷斯基，P·黑格比，K·泰伯，T·达姆，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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