CN113544101A - 具有目标热膨胀系数的用于扇出型封装的玻璃载体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

制造具有在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff的玻璃制品的方法包括：选择玻璃芯体组合物和玻璃包覆组合物，所选择的玻璃芯体组合物具有大于目标有效CTE_Teff的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，所选择的玻璃包覆组合物具有小于目标有效CTE_Teff的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆；制造玻璃层压件，其包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，使得玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值被选择，使得产生的玻璃层压件的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。

Description

具有目标热膨胀系数的用于扇出型封装的玻璃载体及其制造 方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2019年3月7日提交的系列号为62/815129的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。

技术领域

本公开涉及用作具有目标热膨胀系数的扇出型封装的玻璃载体及其制造方法。

背景技术

玻璃制品用于各种行业，包括半导体封装行业。在半导体封装行业中，芯片被放置在载体基材(例如玻璃板)上进行处理，其中可能包括热机械和光刻步骤。然而，制造商之间的处理技术可能不同，导致不同制造技术具有不同载体要求，进而导致制造满足不同制造商的所有要求的单一载体基材设计的困难。

通常，由于与玻璃相比金属的机械可靠性增加，所以已经使用金属载体基材。然而，合适的金属通常比玻璃重，缺乏紫外透明度，难以满足严格的总厚度变化要求，并且缺乏使用玻璃可以实现的扇出工艺所需的热膨胀系数(CTE)范围。

因此，需要用于半导体制造的替代玻璃载体及其制造方法。

发明内容

根据第一方面，用于制造具有在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff的玻璃制品的方法包括：选择玻璃芯体组合物和玻璃包覆组合物，所选择的玻璃芯体组合物具有在温度范围内大于目标有效CTE_Teff的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，所选择的玻璃包覆组合物具有在温度范围内小于目标有效CTE_Teff的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆；制造玻璃层压件，其包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，使得对玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值进行选择，以使产生的玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。

根据第二方面，一种方法包括第一方面的方法，其中，玻璃芯体层和两个或更多个玻璃包覆层中的每一个包括大于50GPa的杨氏模量。

根据第三方面，一种方法包括第一或第二方面的方法，其中，两个或更多个玻璃包覆层各自具有大于80MPa的残余压缩应力。

根据第四方面，一种方法包括前述方面中任一方面的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，玻璃层压件具有大于60％的光学透射率。

根据第五方面，一种方法包括前述方面中任一方面的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在250nm至300nm的波长范围内，玻璃层压件具有大于20％的光学透射率。

根据第六方面，一种方法包括前述方面中任一方面的方法，其中，玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.2ppm/℃以内。

根据第七方面，一种方法包括前述方面中任一方面的方法，其中，玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.1ppm/℃以内。

根据第八方面，一种方法包括前述方面中任一方面的方法，其中，玻璃层压件具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。

根据第九方面，一种方法包括前述方面中任一方面的方法，其中，玻璃层压件具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

根据第九方面，用于制造具有在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff的玻璃制品的方法包括：制造初始玻璃层压件，其包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，并且该初始玻璃层压件具有玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的第一比值，其中玻璃芯体组合物具有在温度范围内的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，玻璃包覆组合物具有在温度范围内的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆，并且初始玻璃层压件具有初始有效热膨胀系数CTE_Ieff；确定在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff，其中目标有效CTE_Teff与初始有效CTE_Ieff相差在±1ppm/℃以内；制造改性玻璃层压件，其包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，使得对改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值进行选择，以使产生的改性玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。

根据第十一方面，一种方法包括第十方面的方法，其中，初始玻璃层压件和改性玻璃层压件中的玻璃芯体层和两个或更多个玻璃包覆层中的每一个包括大于50GPa的杨氏模量。

根据第十二方面，一种方法包括第十或第十一方面的方法，其中，初始玻璃层压件和改性玻璃层压件中的两个或更多个玻璃包覆层各自具有大于80MPa的残余压缩应力。

根据第十三方面，一种方法包括第十到第十二方面中任一方面的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，改性玻璃层压件具有大于60％的光学透射率。

根据第十四方面，一种方法包括第十到第十三方面中任一方面的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在250nm至300nm的波长范围内，改性玻璃层压件具有大于20％的光学透射率。

根据第十五方面，一种方法包括第十到第十四方面中任一方面的方法，其中，改性玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.2ppm/℃以内。

根据第十六方面，一种方法包括第十到第十五方面中任一方面的方法，其中，改性玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.1ppm/℃以内。

根据第十七方面，一种方法包括第十到第十六方面中任一方面的方法，其中，改性玻璃层压件具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。

根据第十八方面，一种方法包括第十到第十七方面中任一方面的方法，其中，改性玻璃层压件具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

根据第十九方面，一种方法包括第十至第十八方面中任一方面的方法，其中，初始有效CTE_Ieff大于目标CTE_Teff，并且改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值小于第一比值。

根据第二十方面，一种方法包括第十至第十八方面中任一方面的方法，其中，初始有效CTE_Ieff小于目标CTE_Teff，并且改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值大于第一比值。

根据第二十一方面，玻璃制品包括熔合到玻璃芯体层的玻璃包覆层，其中：玻璃芯体层包含具有平均芯体热膨胀系数(CTE_芯体)的芯体玻璃组合物；玻璃包覆层包含具有平均包覆热膨胀系数(CTE_包覆)的包覆玻璃组合物，所述CTE_包覆小于CTE_芯体；玻璃制品的有效热膨胀系数CTE_eff大于或等于3ppm/℃且小于或等于12ppm/℃；并且对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，玻璃制品具有大于60％的光学透射率。

根据第二十二方面，玻璃制品包括第二十一方面的玻璃制品，其中玻璃制品在大于或等于450mm且小于或等于1500mm的宽度上的总厚度变化小于10μm。

根据第二十三方面，玻璃制品包括第二十一或第二十二方面的玻璃制品，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在250nm至300nm的波长范围内，玻璃制品具有大于20％的光学透射率。

根据第二十四方面，玻璃制品包括第二十一至第二十三方面中任一方面的玻璃制品，其中，玻璃芯体层和玻璃包覆层中的每一个包括大于50GPa的杨氏模量。

根据第二十五方面，玻璃制品包括第二十一至第二十四方面中任一方面的玻璃制品，其中，玻璃芯体层具有大于80MPa的残余压缩应力。

根据第二十六方面，玻璃制品包括第二十一至第二十五方面中任一方面的玻璃制品，其中，玻璃制品具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。

根据第二十七方面，玻璃制品包括第二十一至第二十六方面中任一方面的玻璃制品，其中，玻璃制品具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一种或多种实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的玻璃基材的截面示意图；

图2是在易碎性测试之后，非易碎性样品的示意图；

图3是在易碎性测试之后，易碎性样品的示意图；

图4示意性地描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的形成玻璃基材的设备；

图5是根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的示例性玻璃基材的光透射率(以％计；Y轴)作为波长(以nm计；X轴)的函数的图。

具体实施方式

现将对附图所示的各个实施方式进行详细说明。只要可能，在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。附图中的部件不一定按比例绘制，而是重点在于说明示例性实施方式的原理。

在各个实施方式中，用于制造具有在温度范围内平均的目标热膨胀系数CTE_Teff的玻璃制品的方法包括选择玻璃芯体组合物和玻璃包覆组合物，所选择的玻璃芯体组合物具有在温度范围内大于目标有效CTE_Teff的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，所选择的玻璃包覆组合物具有在温度范围内小于目标有效CTE_Teff的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆。该方法还包括制造玻璃层压件，该玻璃层压件包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和由玻璃包覆组合物形成的两个或更多个玻璃包覆层，使对玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值进行选择，以使产生的玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。

术语“热膨胀系数”或CTE是特定温度范围内的平均CTE。在各种实施方式中，玻璃组合物的热膨胀系数在约20℃至约300℃的温度范围内平均。在一些实施方式中，玻璃组合物的热膨胀系数在约20℃至约260℃的温度范围内平均。

在一些实施方式中，例如当玻璃可火焰加工时，可通过膨胀计在0℃至300℃的温度范围内测量CTE。玻璃被火焰加工成带有尖头的特定尺寸。样品首先被浸入到零度冰浴中，然后浸入到300℃的浴中，每次测量样品的长度。然后根据两次测量计算CTE。

在另一些实施方式中，例如当玻璃不能火焰加工时(例如，玻璃层压件)，可通过膨胀计在20℃至最高1,000℃的温度范围内测量CTE。玻璃被加工成具有非常平坦的端部的特定尺寸，并被放置在小型熔炉中，该熔炉以预定的速率加热和冷却(例如，4℃/分钟的升温，5分钟的温度保持，4℃/分钟的降温)，并实时测量温度和样品长度。可以获得加热和冷却过程中的热膨胀曲线。可以从加热和冷却曲线的测量中获得特定温度范围内的平均CTE值。

基材的弹性模量(也被称为杨氏模量)以吉帕斯卡(GPa)为单位来提供。基材的弹性模量通过对基材的大量样品进行共振超声光谱来确定。

如本文所用的术语“软化点”是指玻璃组合物的粘度为1x10^7.6泊时的温度。

如本文所用的术语“退火点”是指玻璃组合物的粘度为1x10¹³泊时的温度。

如本文所用的术语“应变点”和“T_应变”是指玻璃组合物的粘度为3x10¹⁴泊时的温度。

如本文所用的，“透射”、“透射率”、“光学透射率”和“总透射率”在本公开中可互换使用，并且是指将吸收、散射和反射考虑进去的外透射或透射率。本文报告的透射和透射率值未减去菲涅尔(Fresnel)反射。此外，在具体的波长范围内所指的任何总透射率值作为在规定的波长范围内测得的总透射率值的平均数给出。此外，也如本文所用，“平均吸光度”以(2-log(平均透射率，％))/路径长度给出。

压缩应力(包括表面压缩应力)是使用折射近场(RNF)技术测量的。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量，其与玻璃的双折射相关。进而根据题为“StandardTest Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient”(《测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法》)的ASTM标准C770-16中所述的方案C(玻璃盘方法)来测量SOC，所述文献通过引用全文结合入本文。压缩深度(DOC)可以用本领域已知的RNF技术或散射光偏振光镜(SCALP)技术来测量。最大中心张力(CT)值使用本领域已知的散射光偏振光镜(SCALP)技术来测量。

玻璃中的各种组成组分，例如碱金属组成组分的浓度分布通过电子探针显微分析(EPMA)来测量。例如，EPMA可以用于识别由于碱金属离子离子交换到玻璃中而导致的玻璃中的压缩应力以及由于层压产生的压缩应力。

术语“压缩深度”和“DOC”是指玻璃中压缩应力转变为拉伸应力的位置。

术语“玻璃”和“玻璃组合物”涵盖玻璃材料和玻璃陶瓷材料，如这两类材料通常被理解的那样。同样地，术语“玻璃结构”涵盖包含玻璃的结构。术语“重构晶片级和/或面板级封装件”涵盖包括晶片级封装件和面板级封装件的任何尺寸的重构基材封装件。

术语“由……形成”可意为包含、基本上由……组成或由……组成中的一种或多种情况。例如，由特定材料形成的部件可包含该特定材料，基本上由该特定材料组成，或者由该特定材料组成。

除非另有说明，否则本文所用的方向术语——例如上、下、右、左、前、后、顶部、底部、垂直、水平——仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来暗示绝对的取向。

除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应理解为其步骤需要按具体顺序进行，或者要求使任何设备具有特定取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备没有实际叙述各组件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有另外具体陈述步骤限于具体顺序，或者没有叙述设备组件的具体顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤安排的逻辑问题、操作流程、组件的顺序或组件的取向问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题和说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。

除非上下文另外清楚地说明，否则，本文所用的单数形式“一个”、“一种”以及“该/所述”包括复数指代。因此，例如，提到的“一种”部件包括具有两种或更多种这类部件的方面，除非文本中有另外的明确表示。并且，当在词语“或”的后面没有“任一”(或指示“或”明确表示为排他性的其他类似语言——例如，x或y中的仅一种等)的情况下使用词语“或”时，其应被解释为包含性的(例如，“x或y”表示x或y中的一种或两种)。

术语“和/或”也应被解释为包含性的(例如“x和/或y”意为x或y中的一种或两种)。在“和/或”或者“或”用作三个或更多个条目的组的连接的情况下，该组应被解释为仅包括一个条目，所有条目在一起，或这些条目的任何组合或数量。另外，说明书和权利要求中使用的术语，例如具有、具备、涵盖和含有应被理解为与术语包含和包括同义。

所公开的范围应理解为包含任何及所有子范围或各个范围包含的任何和所有的单个值，并且为描述这些子范围或单个值的权利要求提供支持。例如，陈述的1至10的范围应被理解为在最小值1与最大值10之间的任何及所有子范围或者它们之间的单个值(包括和/或不包括端点)，并且为描述这些子范围或单个值的权利要求提供支持；也即，以最小值1或更大的数值开始并以最大值10或更小的数值结束的所有子范围(例如5.5至10、2.34至3.56等)或者1至10的任何值(例如3、5.8、9.9994等)。

附图应被解释为例示了按比例绘制的一个或多个实施方式和/或未按比例绘制的一个或多个实施方式。这意味着附图可被解释为，例如，示出的：(a)所有事物均按比例绘制，(b)所有事物均未按比例绘制，或(c)一个或多个特征按比例绘制而一个或多个特征未按比例绘制。因此，附图可单独或彼此组合地为描述任何例示的特征的大小、比例和/或其他尺寸提供支持。此外，所有这些大小、比例和/或其他尺寸应被理解为可在任一个方向上变化0-100％，并因此对描述这些数值或者可由这些数值形成的任何及所有范围或子范围的权利要求提供支持。

权利要求中所述的术语应当通过参考广泛使用的通用词典和/或相关技术词典中的相关条目，本领域技术人员通常理解的含义等来确定它们的普通和惯用含义，并且应理解为，由这些来源中的任何一个或组合所赋予的最广泛的含义(例如，应组合两个或更多个相关词典的条目以提供条目组合的最广泛含义等)仅受以下例外的约束：(a)如果术语的使用方式比其普通和惯用含义更广泛，则该术语应具有其普通和惯用含义加上额外的扩展含义，或(b)如果术语已明确定义为通过在术语后面的短语“本文件中使用的术语应意为”或类似的语言(例如，“该术语意为”、“该术语定义为”、“出于本公开的目的，该术语是指”等等)来描述该术语，则该术语明确定义为具有不同的含义。提到具体实例时使用的“即”、词语“发明”等并不意味着援引例外情况(b)或以其他方式来限制所述的要求保护的术语的范围。除了例外情况(b)所适用的情形外，本文件中的任何内容均不应视为放弃或拒绝权利要求的范围。

在半导体行业中，不同的制造商对载体基材的总体要求(即尺寸、形状等)在某种程度上是一致的。然而，特性规格(即热膨胀系数、弹性模量等)可能因制造商而异，甚至因设施而异。例如，半导体封装工艺的热分布对于特定制造商来说可能是独特的，这进而又导致需要具有针对特定热分布定制的热特性(例如热膨胀系数(CTE)等)的载体基材。除了特定的CTE要求之外，玻璃载体还可能需要考虑某些其他特性，例如弹性模量、粘度、表面质量和边缘强度要求，以适合与特定的半导体封装操作结合使用。载体基材的各种特性规格对寻求经济高效地批量生产与不同封装操作兼容的载体基材的玻璃基材制造商提出了独特的挑战。

本文所述的方法有助于形成具有与各种制造商采用的工艺相容的组成的载体基材，同时允许调节载体基材的性质，包括CTE，以满足各个制造商的规格。具体地，本文描述的一些实施方式涉及用于制造具有目标有效CTE_Teff的玻璃制品的方法，该方法可以通过改变玻璃层压件中玻璃芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的比值来实现。不受理论的束缚，玻璃层压件的有效CTE_eff随玻璃芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的比值而变化，因此，调节该比值可以是改变所得玻璃层压件的CTE的有效驱动因素，如下文将更详细描述的。

现在参考图1，提供了玻璃基材100的一些实施方式的截面示意图。玻璃基材100包括玻璃芯体层110，其连接到第一或上玻璃包覆层105和第二或下玻璃包覆层107。玻璃基材100包括多个玻璃层，并且其可被认为是玻璃层压件。在一些实施方式中，层105、107、110熔合在一起而在它们之间不具有任何粘合剂、聚合物层、涂层等。在另一些实施方式中，层105、107、110使用粘合剂等连接(例如粘合)在一起。

玻璃基材100可具有任何合适的组成并且可使用任何合适的方法来制造。合适的玻璃组合物的实例可包括碱土金属铝硼硅酸盐玻璃、锌硼硅酸盐玻璃和钠钙玻璃以及玻璃陶瓷，例如富含氧化镁、氧化钇、氧化铝或氧化锆的那些。一般而言，玻璃基材100以及玻璃基材中的层105、107、110中的任一者可具有任何组成或者可以使用下述文献中公开的任何方法制造：2016年5月17日授权的题为“Machining of Fusion-Drawn Glass LaminateStructures Containing a Photomachinable Layer(含有可光加工层的熔合拉制玻璃层压结构的机械加工)”的第9,340,451号美国专利；以及2017年3月16日公开的题为“GlassArticle and Method for Forming the Same(玻璃制品及其形成方法)”的第2017/0073266号美国专利申请公开，这些文献各自通过引用全文纳入本文。

在一些实施方式中，玻璃基材100被构造成玻璃包覆层105、107中的至少一个和玻璃芯体层110具有不同的物理尺寸和/或物理性质，从而允许相对于玻璃芯体层110选择性地移除至少一个玻璃包覆层105、107，以形成尺寸精确设置的腔体(未示出)，所述腔体的尺寸和形状可被设置用于接收微电子部件。

在各种实施方式中，玻璃基材100被构造为使得玻璃包覆层105、107中的至少一个和玻璃芯体层110具有不同的热膨胀系数(CTE)。根据本文所述的各个实施方式，玻璃包覆层105、107中的至少一个由玻璃包覆组合物形成并且具有小于平均芯体热膨胀系数CTE_芯体的平均包覆热膨胀系数CTE_包覆。在这样的实施方式中，在玻璃包覆层105、107的厚度上形成几乎均匀的压缩应力，在玻璃芯体层110内具有平衡的拉伸应力。这样的玻璃层压件是机械强化的，并且可以承受损害，例如可能在处理过程中发生的损害，比非强化玻璃制品更好，如下文将更详细地描述。

在各种实施方式中，玻璃包覆层105、107各自具有大于80MPa的残余压缩应力。例如，玻璃包覆层105、107各自可以具有大于80MPa、大于85MPa、大于90MPa或大于95MPa的压缩应力。在一些实施方式中，玻璃包覆层105、107各自可以具有小于120MPa、小于115MPa、小于110MPa、小于105MPa、小于100MPa或小于95MPa的压缩应力。在一些特定实施方式中，玻璃包覆层各自具有大于80MPa且小于110MPa的压缩应力。

如上所述，当CTE_芯体大于CTE_包覆时，玻璃芯体层处于拉伸应力之下。在各种实施方式中，玻璃芯层具有大于10MPa且小于45MPa的拉伸应力。在一些实施方式中，玻璃芯体层具有大于10MPa、大于12MPa、大于15MPa、大于20MPa、大于25MPa、大于30MPa或大于35MPa的拉伸应力。在一些实施方式中，玻璃芯体层具有小于45MPa、小于40MPa、小于35MPa或小于30MPa的拉伸应力。

在一些实施方式中，玻璃基材的各层中的残余应力可根据以下等式计算：

其中，σ是应力，α是CTE，E是杨氏模量，v是泊松比，t是层厚度，R是总芯体/包覆厚度比，T是温度。层压温度(T_层压)是包覆或芯体的应变点，减5度，以较低者为准。

此外，CTE_芯体和CTE_包覆的差异使得能够通过调节玻璃包覆层105、107和/或玻璃芯体层110的厚度来调整玻璃制品的有效CTE_eff。特别是，层压玻璃制品(例如玻璃基材100)的有效CTE_eff可根据以下等式计算：

其中，α是CTE，E是杨氏模量，v是泊松比，t是层厚度，R是总芯体/包覆厚度比。

在玻璃包覆层和玻璃芯体层的杨氏模量和泊松比接近的实施方式中(例如，当玻璃芯体层和玻璃包覆层的E/(1-v)值相差在5％以内时)，上述等式可以简化为以下等式：

其中，β是芯体和总厚度比，或芯体百分比。

因此，在各种实施方式中，在玻璃基材100中，层105、107、110的厚度可以广泛变化。例如，层105、107、110可全部具有相同厚度或不同厚度，或者其中的两个层可具有相同厚度，而第三层具有不同厚度。

在一些实施方式中，玻璃包覆层105、107中的一者或两者各为5微米至300微米厚，10微米至275微米厚，或12微米至250微米厚。在另一些实施方式中，玻璃包覆层105、107中的一者或两者均大于5微米厚、大于10微米厚、大于12微米厚、大于15微米厚、大于20微米厚、大于25微米厚、大于30微米厚、大于40微米厚、大于50微米厚、大于60微米厚、大于70微米厚、大于80微米厚、大于90微米厚、大于100微米厚、大于125微米厚、大于150微米厚、大于175微米厚或大于200微米厚。在另一些实施方式中，玻璃包覆层105、107中的一者或两者均小于300微米厚、小于275微米厚、小于250微米厚、小于225微米厚、小于200微米厚、小于175微米厚、小于150微米厚、小于125微米厚或小于100微米厚。然而，应当理解，玻璃包覆层105、107可以具有其他厚度。

根据本文所述的一些实施方式，玻璃包覆层105、107中的每一者的厚度使得玻璃包覆层中的压缩应力延伸至60μm或更大的压缩深度(DOC)。例如，在一些实施方式中，玻璃基材具有的DOC大于60μm、大于75μm、大于80μm、大于85μm、大于90μm、大于95μm、大于100μm、大于105μm、大于110μm、大于115μm，或者甚至大于120μm。在一些这样的实施方式中，选择最小DOC以确保即使当玻璃基材在扇出工艺期间或在其他使用中受到可能的损害之后，玻璃基材仍具有合适的强度。

在一些实施方式中，玻璃芯体层110的厚度为300微米至1200微米，或600微米至1100微米。在另一些实施方式中，玻璃芯体层110具有大于300微米、大于500微米、大于600微米、大于700微米、大于800微米、大于900微米的厚度。在另一些实施方式中，玻璃芯体层110具有小于1200微米、小于1100微米、小于1000微米、小于900微米或小于800微米的厚度。然而，应当理解，玻璃芯体层110可以具有其他厚度。

在各种实施方式中，玻璃芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的比值大于1且小于50，或大于1.75且小于10。在一些实施方式中，该比值大于1、大于2、大于2.5、大于3、大于4或大于5。在一些实施方式中，该比值小于50、小于20、小于10、小于9、小于8、小于7、小于6、小于5或小于4。然而，应当理解，玻璃基材可以具有玻璃芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的另一比值。

在本文所述的各种实施方式中，玻璃芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的比值使得玻璃基材100的有效CTE_eff与该玻璃基材的目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃，±0.2ppm/℃，或者甚至±0.1ppm/℃以内。目标有效CTE_Teff可以例如基于接收到的规格来确定，所述接收到的规格例如指定的目标有效CTET_eff、指定的单位面积拉伸能、指定的有效杨氏模量，或者玻璃包覆层或玻璃芯体层中的指定应力。因此，目标有效CTE_Teff可以基于玻璃基材的其他规格来提供或计算，如上文和下文所述。

在一些实施方式中，玻璃包覆层和玻璃芯层的厚度可以至少部分地基于玻璃基材100的储存拉伸能来选择。在一些实施方式中，对玻璃包覆层和玻璃芯体层的厚度加以选择，使得玻璃基材100具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。例如，玻璃基材100可以具有小于20J/m²、小于18J/m²、小于15J/m²、小于12J/m²或小于10J/m²的单位面积储存拉伸能。在一些实施方式中，玻璃基材100具有大于1.5J/m²、大于2J/m²、大于2.5J/m²、大于3J/m²、大于4J/m²、大于5J/m²、大于7J/m²或大于10J/m²的单位面积储存拉伸能。在一些实施方式中，玻璃基材100具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

玻璃基材100的另一个可广泛变化的方面是层105、107、110的玻璃组成。例如，层105、107、110可全部具有不同的玻璃组成，或者其中的两个层可具有相同的玻璃组成，而第三层具有不同的玻璃组成。一般而言，玻璃包覆层105、107中的一者或两者的玻璃组成不同于玻璃芯体层110的玻璃组成。这为玻璃基材100提供可在不改变形成玻璃包覆层和玻璃芯体层的玻璃组合物的情况下调节的有效CTE_eff，如本文的各种实施方式中所述的。

用于形成玻璃包覆层105、107和玻璃芯体层110的玻璃组合物可以是多种合适的玻璃组合物中的任何一种。例如，玻璃组合物可以是碱金属硼铝硅酸盐玻璃组合物、碱土金属硼铝硅酸盐玻璃组合物、锌硼铝硅酸盐玻璃组合物等。玻璃组合物可基于其在特定温度下的CTE或在温度范围(例如，0℃至400℃，0℃至300℃，0℃至260℃，20℃至300℃，或20℃至260℃)内的平均CTE、其密度、其杨氏模量、其200泊温度或玻璃制品的加工或使用可能需要的其他特性来进行选择。200泊温度是玻璃具有200泊粘度的最低温度，这表示良好熔化的玻璃的最低温度。

在一些实施方式中，玻璃组合物各自具有适合利用本文所述的熔合拉制法形成玻璃制品100的液相线粘度。例如，玻璃组合物各自可具有至少约70kP、至少约100kP、至少约200kP或至少约300kP的液相线粘度。另外，或者替换性地，玻璃组合物各自包括小于约3000kP、小于约2500kP、小于约1000kP或小于约800kP的液相线粘度。

玻璃组合物通常可以包括SiO₂，Al₂O₃，至少一种碱土金属氧化物如BeO、MgO、CaO、SrO和BaO，和/或碱金属氧化物如Li₂O、Na₂O、K₂O、Rb₂O和Cs₂O的组合。在一些实施方式中，玻璃组合物是无碱金属的，而在另一些实施方式中，玻璃组合物包含一种或多种碱金属氧化物。在一些实施方式中，玻璃组合物还可以包含少量的一种或多种另外的氧化物，例如但不限于SnO₂、Sb₂O₃、ZrO₂、ZnO等。这些组分可以作为澄清剂和/或为了进一步改进玻璃组合物的CTE而添加。

在一些实施方式中，玻璃组合物通常包含大于或等于35重量％且小于或等于80重量％的SiO₂。当SiO₂的含量太小时，玻璃的化学和机械耐久性可能较差。另一方面，当SiO₂的含量过大时，玻璃的熔融能力降低，粘度增加，因此玻璃的成形变得困难。在一些实施方式中，SiO₂以大于或等于60重量％且小于或等于80重量％，大于或等于70重量％且小于或等于80重量％，或大于或等于35重量％且小于或等于70重量％的量存在于玻璃组合物中。

玻璃组合物还可以包含Al₂O₃。Al₂O₃连同玻璃组合物中存在的碱金属氧化物(例如Na₂O等)提高了玻璃对离子交换强化的易受性。此外，增加Al₂O₃的量也可能增加玻璃的软化点，从而降低玻璃的成形性。本文所述的玻璃组合物可以包含大于或等于1.5重量％且小于或等于27重量％，大于或等于1.5重量％且小于或等于12重量％，大于或等于8重量％且小于或等于15重量％，大于或等于10重量％且小于或等于15重量％，大于或等于9.5重量％且小于或等于12重量％，大于或等于17重量％且小于或等于20重量％，或大于或等于22重量％且小于或等于27重量％的Al₂O₃。

在本文所述的一些实施方式中，形成玻璃制品的玻璃组合物中的硼浓度是一种助熔剂，该助熔剂可以添加到玻璃组合物中以使粘度-温度曲线不那么陡峭并降低整个曲线，从而改善玻璃的成形性和软化玻璃。在一些实施方式中，玻璃组合物包含大于或等于0重量％B₂O₃且小于或等于18重量％的B₂O₃，大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的B₂O₃，大于或等于2重量％且小于或等于14重量％的B₂O₃，大于或等于2重量％且小于或等于5重量％的B₂O₃，或者大于或等于10重量％且小于或等于18重量％的B₂O₃。在一些实施方式中，所述玻璃组合物可以不含硼和含硼的化合物。

玻璃组合物的实施方式还可包含一种或多种碱金属氧化物(例如Na₂O，K₂O，Li₂O等)。碱金属氧化物促进玻璃组合物的熔化，降低200泊温度，并降低玻璃的软化点，从而抵消由于玻璃组合物中较高浓度的SiO₂和/或Al₂O₃引起的软化点的升高。碱金属氧化物还有助于提高玻璃组合物的化学耐久性并将CTE调整到所需值。碱金属氧化物通常以大于或等于0重量％且小于或等于14重量％的量存在于玻璃组合物中。在一些实施方式中，碱金属氧化物的量可以大于或等于0重量％且小于或等于14重量％，大于或等于6重量％且小于或等于13重量％，大于或等于8重量％且小于或等于12重量％，大于或等于9重量％且小于或等于11重量％，或大于或等于1重量％且小于或等于8重量％。在本文所述的所有玻璃组合物中，碱金属氧化物至少包括Na₂O和K₂O。在一些实施方式中，碱金属氧化物还包括Li₂O。

在各种实施方式中，在玻璃组合物中包含一种或多种碱金属氧化物可使玻璃组合物能够根据本领域已知和使用的方法进行离子交换。对玻璃基材进行离子交换可进一步强化玻璃基材并改变玻璃包覆层和玻璃芯体层中的应力。然而，在一些实施方式中，玻璃基材100没有被离子交换，因为离子交换可能导致玻璃基材的尺寸变化或翘曲。

为了实现所需的CTE，玻璃组合物的实施方式包含大于或等于0重量％且小于或等于18重量％，大于或等于0重量％且小于或等于18重量％，大于或等于1重量％且小于或等于18重量％，大于或等于6重量％且小于或等于18重量％，大于或等于0重量％且小于或等于8重量％，大于或等于0重量％且小于或等于5重量％，或大于或等于1重量％且小于或等于8重量％的Na₂O。

玻璃中K₂O的浓度也影响玻璃组合物的CTE。因此，在一些实施方式中，K₂O的量大于或等于0重量％且小于或等于14重量％，大于或等于0重量％且小于或等于10重量％，或者大于或等于0重量％且小于或等于7重量％，大于0重量％且小于或等于14重量％，大于0重量％且小于或等于10重量％，或大于0重量％且小于或等于7重量％。在一些实施方式中，玻璃组合物可基本不含K₂O。

在包含Li₂O的玻璃组合物的实施方式中，Li₂O的存在量可以大于或等于0重量％且小于或等于7.5重量％，大于或等于2重量％且小于或等于5重量％，或者大于或等于3重量％且小于或等于7.5重量％。然而，在一些实施方式中，玻璃组合物可以基本上不含锂和含锂的化合物。

如上文所提供，玻璃组合物的实施方式可进一步包含一种或多种碱土金属氧化物。碱土金属氧化物可以包括例如MgO、CaO、SrO、BaO或其组合。除了影响CTE之外，碱土金属氧化物改进了玻璃配料氧化物的可熔性并提高了玻璃组合物的化学耐久性。在本文所述的玻璃组合物中，玻璃组合物通常包含至少一种碱土金属氧化物，其量大于或等于1重量％且小于或等于22重量％，大于或等于2重量％且小于或等于12重量％，大于或等于1重量％且小于或等于6重量％，大于或等于9重量％且小于或等于22重量％，大于或等于12.5重量％且小于或等于21重量％，大于或等于7重量％且小于或等于20重量％，大于0重量％且小于或等于12.5重量％，或者大于0重量％且小于或等于10重量％。

MgO的含量可以大于或等于0重量％至小于或等于12重量％，大于或等于1重量％且小于或等于10重量％，大于或等于2重量％且小于或等于10重量％，大于或等于1重量％且小于或等于3重量％，大于或等于9重量％且小于或等于12重量％，大于0重量％且小于或等于8重量％，或者甚至大于0重量％且小于或等于4重量％。然而，要考虑的是在一些实施方式中，玻璃组合物中可以不包含MgO。

作为另一个例子，CaO可以以大于或等于0重量％至小于或等于12重量％的量存在于玻璃组合物中。在一些实施方式中，CaO的含量可以大于0重量％至小于或等于8.5重量％，大于0重量％至小于或等于8重量％，大于0重量％至小于或等于3重量％，大于0重量％至小于或等于2重量％，大于或等于3重量％至小于或等于6重量％，大于或等于7重量％至小于或等于12重量％，或者大于或等于8重量％至小于或等于12重量％。在一些实施方式中，玻璃组合物中可以不存在CaO。

在一些实施方式中，玻璃组合物中可以包含SrO，其量大于0.5重量％且小于或等于3重量％。在一些实施方式中，玻璃组合物中可以不存在SrO。

在包含BaO的实施方式中，BaO可以以大于约0重量％且小于约3重量％的量存在。在这些实施方式的一些中，BaO可以以小于或等于约2重量％或者甚至小于或等于约1重量％的量存在于玻璃组合物中。

除了SiO₂、Al₂O₃、碱金属氧化物和碱土金属氧化物之外，示例性基础玻璃组合物的第一实施方式可以任选地包含一种或多种澄清剂，例如但不限于，SnO₂、Sb₂O₃、As₂O₃和/或卤素如F^-和/或Cl^-(来自NaCl等)。当玻璃组合物中存在澄清剂时，澄清剂的存在量可以小于或等于1重量％或者甚至小于或等于0.5重量％。当澄清剂的含量过高时，澄清剂可能进入玻璃结构，影响玻璃的各种性质。然而，当澄清剂的含量过低时，玻璃可能难以成形。例如，在一些实施方式中，包含SnO₂作为澄清剂，其量为大于或等于0.25重量％至小于或等于0.50重量％。

在一些实施方式的玻璃组合物中可以另外包含其他金属氧化物。例如，玻璃组合物可以进一步包含ZnO或ZrO₂，它们中的每一种都提高了玻璃组合物对化学侵蚀的抵抗力。在这样的实施方式中，另外的金属氧化物可以以大于或等于0重量％且小于或等于6重量％的量存在。例如，玻璃组合物可以包含小于或等于6重量％的ZrO₂。如果ZrO₂的含量过高，则其可能不溶于玻璃组合物，可能导致玻璃组合物中出现缺陷，并可能驱使杨氏模量升高。在一些实施方式中，ZnO的含量可以小于或等于6重量％，或者小于或等于5重量％。在一些实施方式中，可以包含ZnO作为一种或多种碱土金属氧化物的替代物，例如作为MgO的部分替代物，或者作为CaO、BaO或SrO中的至少一种的补充或替代。因此，如果ZnO在玻璃组合物中的含量太高或太低，则可以具有与上述关于碱土金属氧化物相同的效果。

在各种实施方式中，玻璃组合物可基本上不含过渡金属，例如铁和镧系元素，例如铈。不受理论的束缚，据信通过避免在玻璃组合物中使用此类元素，可以增加玻璃在近紫外波长上的光学透射率。因此，在一些此类实施方式中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，玻璃基材具有大于60％的平均光学透射率。增加的紫外透射率可以使得能够使用紫外脱粘或者改善其使用，例如使用位于玻璃载体和半导体芯片部件之间的紫外脱粘层。此外，在一些实施方式中，可以控制玻璃组合物中使用的原材料的纯度以使得对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在小于300nm，或250nm至300nm的波长内，能够实现大于或等于20％的光学透射率。

在各种实施方式中，选择用于玻璃芯体层110和玻璃包覆层105、107的玻璃组合物，使得玻璃包覆层105、107和玻璃芯体层110中的每一个具有大于50GPa的杨氏模量，这可以最大限度地减少玻璃在加工过程中的弯曲，防止对附着在玻璃上的设备造成损害，例如当玻璃用作电子设备的载体基材时。在一些实施方式中，各层具有大于50GPa、大于55GPa、大于60GPa、大于65GPa或大于70GPa的杨氏模量。在一些实施方式中，各层具有小于100GPa、小于95GPa、小于90GPa、小于85GPa、小于80GPa或小于75GPa的杨氏模量。在各种实施方式中，对玻璃芯体层和玻璃包覆层的玻璃组合物加以选择，使得玻璃基材100具有大于50GPa、大于55GPa、大于60GPa、大于65GPa或大于70GPa的有效杨氏模量。在一些特定的实施方式中，玻璃基材100具有65GPa至80GPa或70GPa至75GPa的有效杨氏模量。然而，要考虑包括杨氏模量在内的所需特性可根据玻璃基材的特定实施方式、最终用途和加工要求而变化。

在一些实施方式中，每种玻璃组合物具有小于1720℃、小于1610℃或小于1500℃的200泊(200P)温度，这可以使玻璃能够在各种加工设备中熔化。例如，玻璃组合物可具有小于或等于1720℃、小于1610℃、小于1500℃或者小于或等于1450℃的200P温度。在一些实施方式中，玻璃组合物具有大于或等于1000℃至1720℃、大于或等于1050℃且小于或等于1610℃、大于或等于1100℃且小于或等于1500℃、大于或等于1150℃且小于或等于1500℃、大于或等于1200℃且小于或等于1500℃、大于或等于1250℃且小于或等于1500℃、大于或等于1300℃且小于或等于1500℃、大于或等于1000℃且小于或等于1450℃、大于或等于1050℃且小于或等于1450℃、大于或等于1100℃且小于或等于1450℃、大于或等于1150℃且小于或等于1450℃、大于或等于1200℃且小于或等于1450℃、大于或等于1250℃且小于或等于1450℃，或者大于或等于1300℃且小于或等于1450℃的200P温度。

在各种实施方式中，玻璃基材100是非易碎的。易碎特征是指当玻璃制品受到冲击或损害时而具有的特定断裂特征。如本文所使用的，当玻璃由于易碎性测试而在测试区域中表示出以下中的至少一项时，认为玻璃是非易碎性的：(1)最大尺寸为至少1mm的四片或更少的碎片，和/或(2)分叉的数目小于或等于裂纹分支的数目。碎片、分叉和裂纹分支是基于以冲击点为中心的任何2英寸×2英寸的正方形来算的。因此，对于以冲击点为中心的任何2英寸×2英寸的正方形，如果玻璃满足测试(1)和(2)中的一项或两项，则玻璃被认为是非易碎性的，所述冲击点是根据下述程序产生破裂的地方。在易碎性测试中，使冲击探针与玻璃接触，其中冲击探针延伸到玻璃中的深度在连续重复接触时增加。冲击探针的逐步增加的深度使得由冲击探针产生的瑕疵到达张力区，同时防止施加过大的外力，该过大的外力会妨碍精确确定玻璃的易碎特征。在一个实施方式中，冲击探针在玻璃中的深度可以为每次重复接触增加约5μm，其中在每次重复接触之间，冲击探针不与玻璃接触。测试区域为以冲击点为中心的任何2英寸×2英寸的正方形。图2示出了非易碎的测试结果。如图2所示，测试区域是以冲击点130为中心的正方形，其中正方形的边长a为2英寸。图2所示的非易碎性样品包括三个碎片142以及两个裂纹分支140和一个分叉150。因此，图2所示的非易碎性样品含有小于4片的最大尺寸为至少1mm的碎片，并且分叉的数目小于或等于裂纹分支的数目。如本文所使用的，裂纹分支起源于冲击点，并且如果碎片的任意部分延伸到测试区域中，则碎片被认为是处于测试区域内。虽然涂层、粘合剂层等可与本文所述的强化玻璃制品结合使用，但是这些外部约束并非用于确定玻璃制品的易碎性或易碎特征。在一些实施方式中，可以先将不影响玻璃制品断裂特征的膜施加于玻璃制品，然后再进行易碎性测试以防止碎片从玻璃制品中射出，从而提高进行测试的人员安全性。

图3示出了易碎样品。该易碎样品包括5个最大尺寸为至少1mm的碎片142。图3所示的样品包括2个裂纹分支140和3个分叉150，其产生了比裂纹分支更多的分叉。因此，图3所示的样品未表现出四个或更少的碎片或者分叉数目小于或等于裂纹分支数目。

在本文所述的易碎性测试中，以一定的力将冲击传递到玻璃制品表面，所述力刚好足以释放强化玻璃制品内存在的内部储存能量。也就是说，点冲击力足以在强化玻璃片的表面产生至少一处新裂纹，并使裂纹延伸通过压缩应力CS区(即压缩深度)而进入处于中心张力CT下的区。

因此，本文所述的机械强化玻璃是“非易碎性的”——即，当这些机械强化玻璃受到尖锐物体的冲击时，它们不表现出如上所述的易碎特征。

应理解，可对图1所示的玻璃基材100的实施方式进行多种改变。例如，在一些实施方式中，玻璃基材100可仅包括两个玻璃层105、110。在另一些实施方式中，玻璃基材100可包括四个或更多个玻璃层。还考虑了多种其他变化形式。

可以使用各种工艺生产本文所述的玻璃基材100，包括但不限于，层压狭缝拉制工艺、层压浮法工艺或熔合层压工艺。这些层压工艺中的每一种工艺一般性地涉及使第一熔融玻璃组合物流动，使第二熔融玻璃组合物流动，以及在大于任何一种玻璃组合物的玻璃化转变温度的温度下，使第一熔融玻璃组合物与第二熔融玻璃组合物接触以在两种组合物之间形成界面，从而在玻璃冷却和固化时使第一和第二熔融玻璃组合物在界面处熔合在一起。

在一个具体的实施方式中，本文所述的玻璃基材100可以通过熔合层压工艺形成，例如第4,214,886号美国专利所述的方法，该专利通过引用纳入本文。例如，参考图4，用于形成层压玻璃制品的层压熔合拉制设备200包括上溢流分配器或等压槽202，其位于下溢流分配器或等压槽204的上方。上溢流分配器202包括槽210，熔融的玻璃包覆组合物206从熔融器(未示出)进料到该槽210中。类似地，下溢流分配器204包括槽212，熔融的玻璃芯体组合物208从熔融器(未示出)进料到该槽212中。

随着熔融的玻璃芯体组合物208填充槽212，该熔融的玻璃芯体组合物208从槽212中溢流出来并流过下溢流分配器204的外成形表面216、218。下溢流分配器204的外成形表面216、218在根部220处汇聚。因此，流过外成形表面216、218的熔融的玻璃芯体组合物208在下溢流分配器204的根部220处再次结合，由此形成玻璃基材的玻璃芯体层110。

与此同时，熔融的玻璃包覆组合物206从形成于上溢流分配器202中的槽210中溢流出来并流过上溢流分配器202的外成形表面222、224。熔融的玻璃包覆组合物206通过上溢流分配器202向外侧偏移，以使熔融的玻璃包覆组合物206围绕下溢流分配器204流动并与流过下溢流分配器的外成形表面216、218的熔融的玻璃芯体组合物208接触，并与熔融的玻璃芯体组合物熔合以及形成包围玻璃芯体层110的玻璃包覆层105、107。

玻璃芯体层110和玻璃包覆层105、107的厚度，以及因此，芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的比值可以通过控制熔融的玻璃芯体组合物208和/或熔融的玻璃包覆组合物206从溢流分配器202、204的流动或本领域技术人员已知的控制玻璃片厚度的其他方法来进行调节。或者，在一些实施方式中，可以通过蚀刻或抛光来调整或控制芯体层的厚度与玻璃包覆层的总厚度的比值。

虽然图4示意性地描述了用于形成平整的层压玻璃制品(例如片或带)的具体设备，但是应理解其它几何构造也是可能的。例如，如使用第4,023,953号美国专利中所述的设备和方法可以形成圆柱形层压玻璃制品和玻璃棒。

在本文所述的一些实施方式中，熔融的玻璃芯体组合物208的平均芯体热膨胀系数CTE_芯体一般大于熔融的玻璃包覆组合物206的平均包覆热膨胀系数CTE_包覆，如上文所述。因此，随着玻璃芯体层110和玻璃包覆层105、107的冷却，玻璃芯体层110与玻璃包覆层105、107在热膨胀系数上的差异造成在玻璃包覆层105、107中形成了压缩应力。压缩应力增加了所得玻璃基材100的强度。因此，本文所述的玻璃基材100通过层压工艺被机械强化。

在各个实施方式中，具有在温度范围内平均的目标有效CTE_Teff的玻璃制品通过选择玻璃芯体组合物和玻璃包覆组合物来制造，所选择的玻璃芯体组合物具有在温度范围内大于目标有效CTE_Teff的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，所选择的玻璃包覆组合物具有在温度范围内小于目标有效CTE_Teff的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆。如上所述，为玻璃芯体组合物和玻璃包覆组合物选择的特定组合物可以基于玻璃组合物的其他性质来选择，所述其他性质包括但不限于杨氏模量、200P温度等。

在选择玻璃组合物之后，例如通过使用图4所示和所述的层压熔合拉制设备200来制造玻璃层压件。对玻璃层压件形成的参数(例如，熔融的玻璃组合物的流速等)加以选择，使得玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值被选择，以使产生的玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。在一些实施方式中，可以调整参数以在制造过程中调整玻璃层压件的所得比值。

在各种实施方式中，具有在温度范围内平均的目标有效CTE_Teff的玻璃制品通过下述来制造：制造初始玻璃层压件，所述初始玻璃层压件包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和由玻璃包覆组合物形成的两个或更多个玻璃包覆层。初始玻璃层压件具有玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的第一比值。玻璃芯体组合物在温度范围内具有平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，玻璃包覆组合物在温度范围内具有平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆，并且初始玻璃层压件具有初始有效热膨胀系数CTE_Ieff。

接着，确定目标有效CTE_Teff。目标有效CTE_Teff可以例如通过接收客户规格来确定，或者通过基于玻璃制品中所需的其他特性(例如有效杨氏模量或残余应力值)计算目标有效CTE_Teff来确定。在各种实施方式中，目标有效CTE_Teff与初始有效CTE_Ieff相差在±1ppm/℃以内。在一些实施方式中，目标有效CTE_Teff大于或等于3ppm/℃且小于或等于12ppm/℃，但也考虑了其他CTE_Teff值。

最后，例如，通过使用图4所示和所述的层压熔合拉制设备200来制造改性的玻璃层压件或玻璃基材。对玻璃层压件形成的参数(例如，熔融的玻璃组合物的流速等)加以选择，使得改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值被选择，以使产生的改性玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。在一些实施方式中，可以调整参数以在制造过程中调整玻璃层压件的所得比值。在一些实施方式中，有效CTE_eff大于或等于3ppm/℃且小于或等于12ppm/℃，但也考虑了其他CTE_eff值。

在一些实施方式中，层压熔合拉制设备200可以配备Doctari和/或Lapinksy管以能够改进对熔融玻璃组合物的加热和冷却的控制，从而改进对玻璃基材100的厚度变化的控制。在一些实施方式中，激光控制层压熔合拉制过程中的温度能够额外地改进对玻璃基材100的厚度变化的控制。因此，在一些实施方式中，玻璃基材100具有以下总厚度变化(TTV)：在大于或等于450mm且小于或等于1500mm的宽度上小于10微米，在大于或等于450mm且小于或等于1500mm的宽度上小于5微米，在大于或等于450mm且小于或等于1500mm的宽度上小于2微米，或者在大于或等于450mm且小于或等于1500mm的宽度上甚至小于1微米。例如，一些实施方式在大于450mm且小于或等于1500mm的宽度上具有小于10微米的TTV，在大于450mm且小于或等于1000mm的宽度上具有小于10微米的TTV，在大于450mm且小于或等于600mm的宽度上具有小于10微米的TTV，在2000mm的宽度上具有小于2微米的TTV，或者甚至在2000mm的宽度上具有小于1微米的TTV。然而，要考虑的是也可采用控制玻璃基材100的厚度变化的其他方法，包括玻璃基材100的形成后处理。

实施例

为了更容易地理解各个实施方式，参考以下实施例，这些实施例旨在说明各个实施方式。

实施例的玻璃基材由玻璃芯体组合物即组合物A和玻璃包覆组合物即组合物B形成，组合物A和组合物B列于表1中，以重量％计。由组合物A和B形成的层的各种特性也列于表1中。使用膨胀计测量表1中报告的平均CTE值。

表1：

基于由组合物A和B形成的玻璃基材计算性能，每个基材具有1.1mm的总厚度，但芯体/包覆厚度不同。具体地，计算了有效CTE(CTE_eff)，有效杨氏模量(E_eff)，包覆层中的压缩应力，芯体中的拉伸应力，以及单位面积拉伸能。结果如表2所示。

表2：

根据表2中的数据，芯体/包覆厚度比在1.8至7.0之间的玻璃基材可以提供包覆层中压缩深度(DOC)大于60μm且压缩应力大于80MPa的玻璃基材。此类玻璃基材可用于实现6.2至6.8ppm/℃的有效CTE_eff。

接着，使用表1中提供的组合物形成总厚度为0.7mm且厚度比(芯体/包覆)为3的玻璃基材，并测量波长为200至800的光的透射率。结果示于图5中。

如图5所示，不含铁之类的过渡元素的玻璃基材在300nm至400nm的波长范围内实现了大于60％的透射率，该波长范围是各种紫外脱粘技术中使用的波长范围。因此，玻璃基材与各种半导体制造商采用的紫外脱粘工艺兼容。

在各个实施方式中，重构的晶片级和/或面板级封装件被描述成包括具有多个腔体的玻璃基材，以及定位在玻璃基材中的所述多个腔体的每个腔体中的微电子部件。应注意，这种重构的晶片级和/或面板级封装件可以具有其中定位有或不定位有微电子部件的额外的腔体。例如，在一些实施方式中，重构的晶片级和/或面板级封装件包括多个腔体，并且在所述多个腔体的每个腔体中定位有微电子部件，以及包括一个或多个其中未定位有微电子部件的额外腔体。在另一些实施方式中，重构的晶片级和/或面板级封装件包括多个腔体，并且在所述多个腔体的每个腔体中定位有微电子部件，并且重构的晶片和/或面板级封装件不包括额外腔体。

权利要求中所述的主题不与本文件中描述或例示的任何实施方式、特征或特征的组合同范围，并且不应被解释为与其同范围。即使在本文件中仅例示和描述了特征或特征组合的一个实施方式也如此。

对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离所要求保护的主题的精神或范围的情况下进行各种修改和变动。因此，所要求保护的主题不受所附权利要求书及其等同形式以外的任何内容所限。

Claims (27)

1.一种用于制造具有在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff的玻璃制品的方法，所述方法包括：

选择玻璃芯体组合物和玻璃包覆组合物，所选择的玻璃芯体组合物具有在温度范围内大于目标有效CTE_Teff的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，所选择的玻璃包覆组合物具有在温度范围内小于目标有效CTE_Teff的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆；

制造玻璃层压件，所述玻璃层压件包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，使得玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值被选择，以使产生的玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。

2.如权利要求1所述的方法，其中，玻璃芯体层和两个或更多个玻璃包覆层中的每一个包括大于50GPa的杨氏模量。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，两个或更多个玻璃包覆层各自具有大于80MPa的残余压缩应力。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，玻璃层压件具有大于60％的光学透射率。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在250nm至300nm的波长范围内，玻璃层压件具有大于20％的光学透射率。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.2ppm/℃以内。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.1ppm/℃以内。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，玻璃层压件具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，玻璃层压件具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

10.一种用于制造具有在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff的玻璃制品的方法，所述方法包括：

制造初始玻璃层压件，所述初始玻璃层压件包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，所述初始玻璃层压件具有玻璃芯体层的厚度与两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的第一比值，其中玻璃芯体组合物具有在温度范围内的平均芯体玻璃热膨胀系数CTE_芯体，玻璃包覆组合物具有在温度范围内的平均包覆玻璃热膨胀系数CTE_包覆，并且初始玻璃层压件具有初始有效热膨胀系数CTE_Ieff；

确定在温度范围内平均的目标有效热膨胀系数CTE_Teff，其中目标有效CTE_Teff与初始有效CTE_Ieff相差在±1ppm/℃以内；和

制造改性玻璃层压件，所述改性玻璃层压件包括由玻璃芯体组合物形成的玻璃芯体层和熔合到玻璃芯体层的两个或更多个玻璃包覆层，两个或更多个玻璃包覆层中的每一个由玻璃包覆组合物形成，使得改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值被选择，以使产生的改性玻璃层压件在温度范围内的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.5ppm/℃以内。

11.如权利要求10所述的方法，其中，初始玻璃层压件和改性玻璃层压件中的玻璃芯体层和两个或更多个玻璃包覆层中的每一个包括大于50GPa的杨氏模量。

12.如权利要求10或11所述的方法，其中，初始玻璃层压件和改性玻璃层压件中的两个或更多个玻璃包覆层各自具有大于80MPa的残余压缩应力。

13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，改性玻璃层压件具有大于60％的光学透射率。

14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在250nm至300nm的波长范围内，改性玻璃层压件具有大于20％的光学透射率。

15.如权利要求10-14中任一项所述的方法，其中，改性玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.2ppm/℃以内。

16.如权利要求10-15中任一项所述的方法，其中，改性玻璃层压件在温度范围内具有的有效热膨胀系数CTE_eff与目标有效CTE_Teff相差在±0.1ppm/℃以内。

17.如权利要求10-16中任一项所述的方法，其中，改性玻璃层压件具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。

18.如权利要求10-17中任一项所述的方法，其中，改性玻璃层压件具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

19.如权利要求10-18中任一项所述的方法，其中，初始有效CTE_Ieff大于目标CTE_Teff，并且改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值小于第一比值。

20.如权利要求10-18中任一项所述的方法，其中，初始有效CTE_Ieff小于目标CTE_Teff，并且改性的玻璃芯体层的厚度与改性的两个或更多个玻璃包覆层的总厚度的比值大于第一比值。

21.一种玻璃制品，其包括：

熔合到玻璃芯体层的玻璃包覆层，其中：

玻璃芯体层包含具有平均芯体热膨胀系数(CTE_芯体)的芯体玻璃组合物；

玻璃包覆层包含具有平均包覆热膨胀系数(CTE_包覆)的包覆玻璃组合物，所述CTE_包覆小于CTE_芯体；

玻璃制品的有效热膨胀系数CTE_eff大于或等于3ppm/℃且小于或等于12ppm/℃；和

对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在300nm至400nm的波长范围内，玻璃制品具有大于60％的光学透射率。

22.如权利要求21所述的玻璃制品，其中，玻璃制品在大于或等于450mm的宽度上的总厚度变化小于10μm。

23.如权利要求21或22所述的玻璃制品，其中，对于0.3mm至2mm的总基材厚度，在250nm至300nm的波长范围内，所述玻璃制品具有大于20％的光学透射率。

24.如权利要求21-23中任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃芯体层和玻璃包覆层中的每一个包括大于50GPa的杨氏模量。

25.如权利要求21-24中任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃包覆层具有大于80MPa的残余压缩应力。

26.如权利要求21-25中任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃制品具有小于20J/m²的单位面积储存拉伸能。

27.如权利要求21-26中任一项所述的玻璃制品，其中，玻璃制品具有小于15J/m²且大于2J/m²的单位面积储存拉伸能。

Images