陈晓茜,李自强,罗天勇

(电子科技大学 机械与电气工程学院,四川 成都 611731)

光敏微晶玻璃具有可图形化、介电系数低、损耗小、热稳定性好和机械性能优良等特点[1],具有良好的电学性能,近年来在国内愈加受到关注和重视。光敏微晶玻璃经过紫外曝光、热处理后结晶显影,形成的结晶相与原玻璃具有较大的腐蚀选择比[2]。利用这种特性可以构造微米级图形或通孔(TGV),使得其在微机电系统(MEMS)[3-4]、3D 集成电路封装[5]、光学器件[6]和射频器件[7]等领域有广泛的应用前景。尤其是应用于3D 集成电路封装的玻璃转接板技术,通过TGV 垂直互联传输信号,解决了硅通孔(TSV)传输损耗高、加工成本高等缺点[8-9],对芯片封装技术的发展有重要意义。光敏微晶玻璃的结晶性对刻蚀后的深宽比、粗糙度以及器件的尺寸精度和品质等都有较大的影响。Evans 等[10]通过延长成核保温时间、缩短结晶时间控制晶粒生长,以适应MEMS 应用的特征尺寸要求。Yook 等[11]为了制作精细、精确的通孔,研究了玻璃在不同紫外光照射时间下的蚀刻特性,其实验得到的TGV 直径为20～60 μm,宽高比为1 ∶4,该技术可以用于制作高品质因数(Q)的螺旋电感。Stillman等[12-13]对Foturan®光敏玻璃进行了化学蚀刻速率的研究,在1000 μm 厚的样品蚀刻出了10 μm 宽的沟槽,实现了100 ∶1 的纵横比,制作的3D MEMS 结构达到了10 μm 量级的分辨率。

为满足器件精细度要求,对光敏微晶玻璃结晶过程的在线监测十分重要。目前国内对微晶玻璃的研究还处于发展阶段,相关测试手段比较单一,并且不能进行无损检测,这导致微晶玻璃的大规模生产和器件化受到限制。……