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Borofloat 33 玻璃晶圆

100–300mm Borofloat 33 硼硅玻璃晶圆:热膨胀系数典型值 3.25×10⁻⁶/K,与硅匹配,应变点 525°C,310–2700nm 透射率 > 90%,适合阳极键合与微流控。

产品介绍

Borofloat 33 是一种浮法工艺制成的硼硅酸盐玻璃,其热膨胀系数典型值 3.25×10⁻⁶/K(20–300°C),与硅(约 2.6×10⁻⁶/K)较为接近,因而在键合与热循环过程中产生的应力较小,是阳极键合、微流控与玻璃通孔(TGV)转接的常用基板材料。

我们供应 100–300mm 直径的 Borofloat 33 晶圆,厚度 200–1100μm,表面可选火抛、单面抛光(SSP)、双面抛光(DSP)或 CMP。玻璃本身绝缘且可见光透明,这些特性是硅衬底无法同时提供的,适合需要光学观察或电隔离的器件。

  • 热膨胀系数典型值 3.25×10⁻⁶/K,与硅匹配,利于低应力键合;
  • 应变点 525°C、软化点 825°C;
  • 310–2700nm 透射率 > 90%,可见光透明便于光学检测;
  • 化学稳定性:水解 Class 1、耐酸 Class 1、耐碱 Class 2(ISO 719 / DIN 12116);
  • 表面粗糙度 RMS < 1.0nm;TTV ≤ 5μm、Bow ≤ 25μm;
  • 可选火抛 / SSP / DSP / CMP 表面,适配键合、刻蚀与镀膜工艺。
高透明硼硅玻璃晶圆在洁净台的外观

Borofloat 33 硼硅玻璃晶圆:透明、绝缘、与硅匹配

应用场景

阳极键合盖板

与硅片在 300–450°C、加电条件下形成气密键合,用于压力传感器、加速度计的盖帽,见MEMS 与传感器应用。

微流控芯片

可经各向同性 HF 湿法形成微通道,光学透明便于实时观察与荧光检测。

玻璃通孔(TGV)

经激光或等离子刻蚀形成通孔并金属化,深宽比最高约 10:1,用于 2.5D/3D 玻璃转接板。

电化学与生物芯片

介电常数 4.6(1MHz)与高纯度支持电化学传感器、微电极阵列与实验室芯片。

电容式 MEMS

低介质损耗与高尺寸稳定性,适合电容式压力传感器与加速度计。

光学与显示器件

可见光透明、耐蚀,可用作显示或光学器件的透明基板,相关方向见光电子与激光雷达应用。

能力介绍

  • 阳极键合:玻璃-硅在 300–450°C、400–1000V 下键合,形成气密、无空洞的 Si–O 键;
  • 湿法/干法刻蚀:HF 各向同性刻蚀微通道,HF 刻蚀速率典型约 7μm/min;
  • 玻璃通孔:激光辅助或等离子刻蚀成孔后金属化,用于垂直互连;
  • 表面处理:火抛、SSP / DSP、CMP,可按键合或光刻要求选择;
  • 检测:膨胀仪测 CTE、AFM 测粗糙度、分光光度计测透射、干涉仪测 TTV/平整度、XRF 测成分。
洁净环境下检测的玻璃晶圆

玻璃衬底经清洗、键合与检测流程

玻璃衬底系列与键合配套

除 Borofloat 33 外,可提供熔融石英与玻璃面板等玻璃衬底;搭配硅晶圆可完成玻璃-硅键合结构,材料物性对比见材料特性指南。

参数规格

Borofloat 33 通用规格(物性为典型值,随批次波动)

参数项典型规格备注
直径100mm / 150mm / 200mm / 300mm—
厚度200–1100μm标准 SEMI 厚度
热膨胀系数3.25×10⁻⁶/K(20–300°C)与硅匹配
应变点 / 软化点525°C / 825°C—
密度2.20 g/cm³—
折射率n₅₈₉ = 1.4714—
介电常数4.6(1MHz)—
表面粗糙度RMS < 1.0nm可选 CMP 进一步降低
TTV / BowTTV ≤ 5μm;Bow ≤ 25μm—
透射范围310–2700nm 透射 > 90%—
化学稳定性水解 Class 1、耐酸 Class 1、耐碱 Class 2ISO 719 / DIN 12116

设备与工艺装备

玻璃晶圆的成圆、抛光、键合与检测依托玻璃加工与半导体配套装备,主要设备类别与用途如下:

设备类别典型配置用途
切割 / 成型多线切割、激光切割将玻璃板切成圆片或定制形状
研磨 / 抛光机双面研磨 + SSP/DSP/CMP控制 TTV、Bow 与表面粗糙度
键合设备阳极键合机(加温加压加电)玻璃-硅气密键合
刻蚀设备HF 湿法槽 / 等离子刻蚀机微通道刻蚀与玻璃通孔成型
清洗线RCA / 兆声波清洗去除颗粒与离子污染
膨胀仪(TMA)热机械分析验证热膨胀系数
分光光度计 / AFMUV-Vis-NIR 与粗糙度测量透射率与表面质量检测

Borofloat 33 与硅对比(典型值,随批次波动)

对比项Borofloat 33 玻璃单晶硅
热膨胀系数(20–300°C)3.25×10⁻⁶/K约 2.6×10⁻⁶/K
可见光透明(310–2700nm 透射 > 90%)不透光
电学性质绝缘半导体
常用尺寸100–300mm100–300mm
典型用途阳极键合、微流控、TGV、光学 MEMS有源器件与高温工艺

实际案例

MEMS 传感

压力传感器盖帽键合

某传感器团队需要 6 英寸玻璃盖帽与硅片阳极键合,要求键合气密、无空洞且透光便于检测。

结果:以 DSP 表面 Borofloat 33 交货并提供粗糙度与 TTV 数据,配合完成 300–450°C 阳极键合工艺验证。

微流控

微通道芯片基底供应

某生物芯片团队需要透明玻璃基底用于荧光检测微流控芯片,要求低粗糙度与稳定批次。

结果:按 CMP 表面小批量供货,随批提供透射率数据,满足光学检测与键合要求。

玻璃转接

TGV 玻璃基板选型

某封装团队评估玻璃转接板方案,需要与硅匹配的低膨胀玻璃作为 TGV 载体。

结果:推荐 Borofloat 33 作为载体并对比熔融石英方案,按通孔深宽比与损耗需求给出选型建议。

常见问题

Borofloat 33 可以直接与硅片阳极键合吗?
可以。其热膨胀系数与硅接近,在 300–450°C、400–1000V 条件下可与硅形成气密键合,具体工艺参数需结合表面清洁度与设备确认,相关服务见晶圆键合。
为什么玻璃要做成晶圆(圆片)?
圆片尺寸与硅晶圆一致,便于直接使用现有半导体设备进行键合、光刻、刻蚀与清洗,避免额外改造夹具,也方便与硅片整片对准。
表中共振、CTE 等数据是保证值吗?
不是。CTE、应变点、折射率、介电常数、密度等为公认典型值,随批次波动,仅用于选型参考;实际供货指标以订单确认规格与随片检测数据为准。
可以做玻璃通孔(TGV)吗?
可以。Borofloat 33 适合激光辅助或等离子刻蚀成孔后金属化,深宽比最高约 10:1,用于 2.5D/3D 玻璃转接;相关方向可参考TGV 玻璃基板。
表面处理怎么选?
火抛表面平整且成本低;SSP/DSP 适合键合与光刻;CMP 用于更低粗糙度(如键合与光学应用)。可按下游工序与平整度要求选择。
可以定制尺寸与厚度吗?
可以。标准为 100–300mm 直径、200–1100μm 厚度,非常规尺寸或厚度可评估定制,交期以工程师确认为准。
Borofloat 33 主要用在哪些方向?
主要用于硅-玻璃阳极键合盖板(压力、加速度传感器)、微流控芯片、玻璃通孔(TGV)转接、电化学与生物芯片,以及光学 / 显示透明基板。
微通道怎么刻,速率如何?
可用 HF 各向同性湿法刻蚀形成微通道,HF 刻蚀速率典型约 7μm/min;玻璃透明,便于实时观察与荧光检测。
透射范围、折射率和介电常数是多少?
310–2700nm 透射率 > 90%(可见光透明),折射率 n₅₈₉ = 1.4714,介电常数 4.6(1MHz),便于光学检测与电隔离。
耐酸碱和化学稳定性怎么样?
水解 Class 1、耐酸 Class 1、耐碱 Class 2(ISO 719 / DIN 12116);玻璃绝缘且耐蚀,适合湿法与电化学环境。

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