유리 코어 기판 샘플 준비

반도체 첨단 패키징에 사용되는 "유리 코어 기판"은 TGV(Through-Glass Via) 기술과 구리 금속화를 결합한 재분배층을 기반으로 합니다. 이는 기존 ABF 유기 기판의 코어층을 유리로 대체하여 고온에서 대형 AI 칩의 휨 현상을 제거하고, 라인 폭과 피치를 마이크로미터 규모로 축소합니다.

TGV(Glass-Glass Vibration)는 AI/HPC 서버 칩의 고급 패키징에 주로 사용되며, 기존의 ABF(Atmospheric Fiber) 유기 코어층을 유리 코어 기판으로 대체하여 대규모 칩에서 발생하는 고온 변형 및 고속 신호 무결성 문제를 해결합니다. TGV 유리 비아는 인터포저, 유리 브리지 및 임시 캐리어 역할을 하여 칩 간 수직 고밀도 상호 연결을 구현합니다. 한편, 디스플레이 패널(OLED/LCD 드라이버 전극, 컬러 필터)에서 이미 성숙 단계에 접어들어 대량 생산되고 있는 유리 기반 금속 회로는 절연성, 투명성, 낮은 유전 손실 및 높은 신뢰성이 요구되는 MEMS 센서, 미세유체 장치, 바이오칩, RF 장치 및 자동차 전자 장치 분야로 확장되고 있습니다.

이러한 샘플을 준비하는 데 있어 주요 과제는 세 가지입니다. (1) 유리는 본질적으로 취성이 강합니다. 기존의 연마톱 절단은 쉽게 가장자리 깨짐과 균열을 일으키고 표면의 마이크로미터 크기의 금속 필름을 들어 올릴 수 있습니다. (2) 연질 유리와 경질 금속 사이의 제거율의 상당한 차이로 인해 연삭 중 금속 라인의 양쪽에 계단이 형성되어 실제 계면을 가리는 "릴리프 효과"가 발생합니다. (3) 박막과 기판 사이의 접착력이 약하기 때문에 적당한 연마 압력으로도 회로 패턴에서 박리 또는 부분 누락이 발생할 수 있습니다.

해당 공정은 다음과 같습니다. 절삭은 다이아몬드 정밀 절삭기를 사용하여 낮은 이송 속도로 수행하며, 수냉식으로 파편을 제거하고 파손을 억제합니다. 고정은 진공 냉간 주조 에폭시 수지를 사용하며, 전체 밀봉 전에 시편의 가장자리를 먼저 밀봉하여 강화함으로써 열 응력으로 인한 미세 균열을 방지합니다. 연마 및 광택 작업은 거친 연마, 미세 연마, 그리고 단계적 광택 단계를 거치는데, 벨벳 광택포에 다이아몬드 현탁액을 사용하여 저압으로 단계적으로 진행합니다. 마지막으로 콜로이드 실리카 최종 광택을 사용하여 표면 변형층을 완전히 제거함으로써 유리-금속 계면의 본래 형태를 드러냅니다.

시료 준비 매개변수 및 금속 조직학적 결과는 아래와 같습니다.

1. 거친 연삭 : DiaRe P800–2500;

2. 거친 연마 : SC 연마포 + 3µm PD-WT 다결정 다이아몬드 현탁액;

3. 최종 연마 : ZN 연마포 + 50nm SO-439 연마 현탁액.