Low CTE 玻纖布 先進封裝關鍵材料

Low CTE 電子布是 AI 先進封裝的關鍵材料. Low CTE 電子布 (低熱膨脹系數電子布) 憑借極低熱膨脹與高尺寸穩定性, 可以有效抑制晶片翹曲與應力失配, 提升散熱與長期可靠性, 主要用於高端晶片封裝基材, 應用場景為 AI 伺服器, 數據中心交換器, 高端消費電子等. 當前 Low CTE 電子布主要用於封裝載板中的芯材, 而類載板化的 PCB 未來亦有望更大規模地採用.

Low CTE 和普通玻纖布主要區別在: ‌1) 熱膨脹系數 (CTE): Low CTE 玻纖布的熱膨脹系數極低, 能有效匹配晶片等材料的熱膨脹特性, 減少溫度變化導致的應力; 普通玻纖布的 CTE 較高, 適用於一般耐熱場景. ‌2) 介電性能: Low CTE 玻纖布通常兼具低介電常數 (Dk) 和低介電損耗 (Df), 適合高頻高速信號傳輸; 普通玻纖布的電性能較低, 主要用於基礎絕緣和機械支撐.‌

Low CTE 電子布處於封裝載板產業鏈的上游. Low CTE 電子布主要應用在封裝載板的芯材中, 與 BT 樹脂 (Bismaleimide Triazine) 一起構成 BT 芯材最核心的兩大原材料. 封裝載板廠採購 BT 芯材生產成 BT 載板或 ABF 載板. 中游載板芯材廠主要包括 Resonac(原昭和電工), 三菱瓦斯化學, 松下等; 下游載板廠主要包括欣興電子, 景碩科技, 南亞電路, 臻鼎科技等.(奈蕉自創 logo?!)

封裝是將裸晶片轉化為可焊接到 PCB 的器件的過程, 電子布用於封裝載板的核心層. 在封裝路徑中, 前端的 SoC, HBM 等通過 CoWoS, SoIC 等封裝工藝裝載至封裝載板. 封裝載板的主要作用是解決矽晶片與外部電路之間的 "失配" 問題. 矽晶片的 CTE 約為 3 ppm/°C, 而傳統 PCB 材料 (如 FR-4) 的 CTE 在 13-18 ppm/°C, 如果不使用載板, 巨大差異可能導致溫度變化時產生應力, 拉斷微細焊點.

CoWoS 通常對應 FC-BGA 封裝形態, CoWoS 封裝工藝分為三種, 區別在於中介層形態. AI 是 CoWoS 最常見的應用領域, 其應用伴隨 AI 伺服器而生. AI 領域往往需要更大的封裝, 常常使用 CoWoS 封裝工藝. AMD 的 MI300 系列, Broadcom Hot Chips 高端 AISC, 輝達 H100, GB200 等均使用了 CoWoS 封裝工藝. CoWoS 封裝工藝面臨散熱挑戰, Low CTE 電子布有效解決這一痛點.

CoWoS 實現更大更多層的封裝, 因晶片堆疊, 具有高度集成, 高性價比等優勢. 這種集成對於 AI 應用尤其重要, 但也面臨散熱挑戰. 晶片熱膨脹系數極低, 若基板材料 CTE 過高, 溫度變化會導致界面剝離或焊點斷裂. 若在封裝載板的核心層採用 Low CTE 電子布, 通過匹配晶片與基板的熱膨脹特性, 可以保障封裝穩定性和壽命, 也能有效利用 Low CTE 電子布本身優異的電絕緣性, 射頻性能, CTE 可調性等.

CoWoP 封裝或進一步增加 Low CTE 電子布需求量. CoWoP 技術核心變化是去除傳統 ABF 載板結構, 將晶圓通過 RDL (重布線層) 直接連接到高密度 PCB. 這樣不僅可減薄封裝厚度, 還能優化散熱與信號傳輸效率. 相較於 CoWoS, CoWoP 封裝工藝雖然不再使用封裝載板, 但對 PCB 的 CTE 提出了更高的要求, Low CTE 電子布將用在下面更大面積且更高層數的 PCB 板中.

消費電子市場潛力巨大, iPhone17 有望成為先行者, 將應用擴大至手機主板. Low CTE 電子布在 iPhone17 中有望在三個部分使用: 1) 用於主板的核心層和積層, 減少溫度變化導致的形變, 防止焊點斷裂或界面剝離. 2) DRAM 等的封裝載板. 3) 精密組件支持, 被用於攝像頭模組 (柔性電路基板), 電池管理模組 (電池封裝電路板) 等關鍵部件的穩定性保障.

光模組 PCBA 封裝使用 Low CTE 電子布. 光模組由外殼與前端光纖接口, 內部光學引擎 (TOSA 光發射組件/ROSA 光接收組件) 和一塊小型 PCBA (DSP, Laser Driver, TIA 等晶片封裝到 PCB 空板上得到 PCBA) 組成, Low CTE 電子布主要應用在 PCBA 上晶片封裝的封裝載板的核心層, 同樣可以顯著減小封裝翹曲, 保證共面度與光學對準, 提升裝配與長期可靠性.