تحضير عينة الركيزة ذات اللب الزجاجي

تعتمد تقنية "الركيزة الزجاجية الأساسية" في التغليف المتقدم لأشباه الموصلات على تقنية TGV (الوصلات الزجاجية) مع استخدام التمعدن النحاسي لطبقات إعادة التوزيع. وهي تحل محل الطبقة الأساسية للركائز العضوية التقليدية ABF بالزجاج، مما يمنع التواء رقائق الذكاء الاصطناعي الكبيرة عند درجات الحرارة المرتفعة، مع تقليل عرض الخط والمسافة بين الخطوط إلى مستوى الميكرومتر.

يُستخدم هذا النوع من التغليف بشكل أساسي في التغليف المتقدم لرقائق خوادم الذكاء الاصطناعي/الحوسبة عالية الأداء، حيث تحل الركائز الزجاجية محل طبقة اللب العضوي التقليدية ABF لمعالجة مشكلات التشوّه الناتج عن درجات الحرارة العالية وسلامة الإشارة عالية السرعة في الرقائق واسعة النطاق. ومن خلال وصلات TGV الزجاجية التي تعمل كوصلات وسيطة وجسور زجاجية وحوامل مؤقتة، يتم تحقيق وصلات رأسية عالية الكثافة بين الرقائق. في الوقت نفسه، امتد استخدام الدوائر المعدنية القائمة على الزجاج - والتي نضجت بالفعل ويتم إنتاجها بكميات كبيرة في لوحات العرض (أقطاب تشغيل OLED/LCD، ومرشحات الألوان) - إلى أجهزة استشعار MEMS، وأنظمة الموائع الدقيقة، والرقائق الحيوية، وأجهزة الترددات اللاسلكية، وإلكترونيات السيارات، حيث تُعد العزل والشفافية وفقدان العزل الكهربائي المنخفض والموثوقية العالية من المتطلبات الأساسية.

تتمثل التحديات الرئيسية في تحضير مثل هذه العينات في ثلاثة جوانب: (1) الزجاج هش بطبيعته - فالقطع بالمنشار الكاشط التقليدي يتسبب بسهولة في تشقق الحواف وكسرها، ويمكن أن يرفع طبقة المعدن ذات المقياس الميكرومتري على السطح؛ (2) يؤدي الاختلاف الكبير في معدلات الإزالة بين الزجاج اللين والمعدن الصلب إلى تكوين درجات على جانبي الخطوط المعدنية أثناء الطحن، مما يخلق "تأثير تخفيف" يحجب الواجهة الحقيقية؛ و(3) ضعف الالتصاق بين الأغشية الرقيقة والركيزة يعني أن ضغط التلميع المعتدل يمكن أن يتسبب في انفصال الطبقات أو فقدان أجزاء في نمط الدائرة.

النهج المقابل هو كما يلي: يتم القطع باستخدام آلة قطع دقيقة بالماس بسرعة تغذية منخفضة مع تبريد بالماء لإزالة الحطام ومنع التكسر؛ يستخدم التثبيت راتنج الإيبوكسي المصبوب على البارد بالتفريغ، مع تطبيق ختم الحواف أولاً لتقوية العينة قبل التغليف الكامل، وبالتالي تجنب التشقق الدقيق الناتج عن الإجهاد الحراري؛ تتم عملية الطحن والتلميع من خلال مراحل الطحن الخشن والطحن الدقيق والتلميع التدريجي، باستخدام معلق الماس على قطعة قماش تلميع مخملية تحت ضغط منخفض في خطوات متدرجة، والانتهاء بتلميع نهائي من السيليكا الغروية لإزالة طبقة التشوه السطحي تمامًا - مما يكشف عن الشكل الحقيقي لواجهة الزجاج بالمعدن.

فيما يلي معايير تحضير العينات ونتائج التحليل المعدني:

1. الطحن الخشن : DiaRe P800–2500؛

2. التلميع الخشن : قماش تلميع SC + معلق الماس متعدد البلورات PD-WT بحجم 3 ميكرومتر؛

3. التلميع النهائي : قماش تلميع ZN + معلق تلميع SO-439 بسمك 50 نانومتر.