丁文彬 / 工研院材化所
AI、5G毫米波和大數據應用快速發展，帶動HPC與伺服器所需的高運算、高頻寬晶片封裝，也接連帶動IC載板朝向以ABF (Ajinomoto Build-up Film)增層的發展趨勢。ABF載板能提供低介電常數(Dk)、低損耗因子(Df)與高佈線密度，可以穩定訊號的完整性與高效能的功耗，進而加速提高晶片效能與效率。在IC載板市場面向，台灣具備完整供應鏈與高全球市占率優勢，國內IC載板產值將後勢看漲。本文內容將說明與彙整IC封裝載板市場動向與增層材料發展方向。
【內文精選】
增層膜特性
ABF載板的核心材料是由日本味之素所開發出的Ajinomoto Build-up Film，因其可以在膜材上製作微細小銅線路圖案，也可以製作出厚度較薄的膜材，以減少IC載板的厚度，並且解決BT樹脂在載板雷射鑽孔時，會因樹脂與玻纖布熔點和反應溫度的差異，造成雷射能量無法均勻作用而導致Via真圓與深寬比等問題，進而影響導通品質與後段鍍銅製程良率，致使加工精度與可靠性變低。
味之素公司開發ABF材料廣泛應用於FC-BGA載板上，市占率達93%的比重。許多材料業者都躍躍欲試地開發增層材料，盡可能來瓜分味之素幾乎獨占的市場地位，像市占率排名第2的日本積水化學公司(SEKISUI CHEMICAL)，旗下開發兩種型號膜材，分別為NX04H和NQ07XP，介電性質分別為Dk = 3.3、Df = 0.009 @5.8 GHz；Dk = 3.3、Df = 0.0037@5.8 GHz。各對應到味之素產品ABF GXT31和GL102。在官方資料經過b-HAST可靠度測試後，細線路L/S = 5/5 μm通過驗證，目前有使用的台灣載板廠商為南亞電路板公司。而另一家廠商為太陽油墨公司(Taiyo Ink)，其開發型號為Zaristo 700熱硬化型絕緣材料，具有高Tg (≥190˚C)、高接著強度、低粗糙度(≤100 nm)與低介電特性，Dk = 3.0、Df = 0.002 @14 GHz，在經過b-HAST可靠度驗證後，可知細線路L/S = 12/13 μm，也是相當具有競爭力的絕緣材料。
工研院材化所技術能量
工研院產科國際所對開發增層膜提出未來技術藍圖（圖十四）的建議有3項規格：①CTE將從20 ppm/˚C降至15 ppm/˚C，甚至更小，以能因應未來無核心載板的開發應用；②高頻高速基板要求，細線路L/S規格將從5/5 μm、3/3 μm，持續往下縮小；③增層膜樹脂在高頻介電特性Df需要在0.002左右或以下。
圖十四 增層膜技術藍圖
在經濟部科技專案支持下，工研院材料與化工研究所已成功開發出具低介電損耗增層膜材（圖十五），Dk ≤ 3.1、Df ≤ 0.002@10 GHz，CTE ≤ 20 ppm/˚C，Tg≧8˚C，膜材經SAP之Drill、Desmear、Fine Line Pattern、Cu Plating製程，並通過CAF、TCT、b-HAST可靠度驗證，未來將朝向更優質電性開發----以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十五 工研院材化所開發之低介電損耗增層膜材
★本文節錄自《工業材料雜誌》466期，更多資料請見下方附檔。