半導體先進封裝中的「玻璃芯基板」採用TGV(玻璃通孔)技術,並結合銅金屬化製程進行重分佈層處理。它以玻璃取代了傳統ABF有機基板的核心層,消除了大型AI晶片在高溫下的翹曲現象,同時將線寬和間距縮小到微米級。
其主要應用領域是人工智慧/高效能運算伺服器晶片的先進封裝,其中玻璃芯基板取代了傳統的ABF有機芯層,以解決大規模晶片中高溫翹曲和高速訊號完整性問題。透過TGV玻璃通孔作為中介層、玻璃橋和臨時載體,實現了晶片間的垂直高密度互連。同時,玻璃基金屬電路——已在顯示面板(OLED/LCD驅動電極、彩色濾光片)中成熟並實現量產——也已擴展到MEMS感測器、微流控、生物晶片、射頻元件和汽車電子等領域,這些領域對絕緣性、透明性、低介電損耗和高可靠性都有很高的要求。
製備此類樣品的主要挑戰有三個方面:(1)玻璃本身很脆——傳統的砂輪切割容易導致邊緣崩裂和開裂,並可能掀起表面微米級的金屬薄膜;(2)軟玻璃和硬金屬去除率的顯著差異導致研磨過程中金屬線兩側形成台階,產生“浮雕效應”,從而掩蓋真實的界面;(3),這部分可能會導致微薄膜中較弱的薄膜
相應的工藝流程如下:採用鑽石精密切割機,以低進給速度進行切割,並用水冷卻以沖走碎屑和抑制崩刃;採用真空冷鑄環氧樹脂進行鑲嵌,先進行邊緣密封以增強試樣強度,然後再進行完全封裝,從而避免熱應力微裂紋;研磨和拋光依序進行粗磨、精磨和漸進式拋光,使用鑽石懸浮液在天鵝絨拋光布上,在低壓下逐步進行,最後用膠體二氧化矽進行最終拋光,以完全去除表面變形層——從而展現玻璃-金屬界面的真實形貌。
樣品製備參數及金相分析結果如下所示:
1.粗磨:DiaRe P800–2500;
2.粗拋光:SC 拋光布 + 3 µm PD-WT 多晶鑽石懸浮液;
3.最終拋光:ZN拋光布+50nm SO-439拋光懸浮液。