丁韻榕、郭育如 / 工研院材化所
隨著生成式AI與高效能運算(High Performance Computing; HPC)需求爆發，CoPoS(Chip-on-Panelon-Substrate)封裝技術憑藉大尺寸面板與玻璃基板的優勢，成為突破AI晶片產能瓶頸的關鍵。為實現高密度異質整合並確保訊號傳輸品質，感光性封裝材料（如PSPI）需具備高解析度、低介電常數(Dielectric Constant; Dk)、低損耗(Dissipation Factor; Df)與優異的熱機械穩定性。CoPoS面臨的核心挑戰在於大面積面板所引發的應力不均與翹曲(Warpage)問題，材料必須朝向低溫固化(Lowtemperature Curing)、低CTE與低殘餘應力設計演進，以提升封裝可靠度並保護異質晶片結構。PSPI兼具聚醯亞胺的熱/機械強度與光阻材料的高解析度，是目前最能滿足面板級封裝需求的關鍵介電與圖案化材料。受限於環境法規與高性能需求，無氟與生物環保配方正成為研發重點。未來材料發展將重點放在微距顯影能力、高可靠性附著技術與自動化大面積塗佈兼容性，以滿足下一代AI處理器對算力與大尺寸封裝的需求，推動先進封裝朝向高產能與永續發展邁進。
【內文精選】
CoPoS封裝技術藉著「化圓為方」的創新點（圖一），成為大面積封裝戰場的關鍵。 CoPoS技術的核心，在於將載體轉變成面積利用率高達95%以上的大型方形面板，尺寸涵蓋310 mm×310 mm、510 mm×510 mm和750 mm×620 mm。這種轉變可顯著提升面積利用率、降低邊緣浪費，並將單位面積產能提升至傳統晶圓的4到8倍之多，更能容納更廣闊的RDL（重分佈層）與TGV（玻璃通孔）佈線空間，在成本、產能與良率之間重建全新的平衡。然而，隨著封裝面積跨越500 mm×500 mm的物理尺度，材料之間的熱膨脹係數(CTE)不匹配導致的「應力失衡」與「翹曲(Warpage)」成為量產所面對的最強敵手。
隨著CoPoS封裝面積放大、導入更多重分佈層並採用玻璃基板，其製程對材料特性提出更嚴苛要求，其中光敏性材料（包含感光型聚醯亞胺(Photosensitive Polyimide; PSPI)）因具備高解析、高耐熱與低翹曲的特性，已成為CoPoS中重分佈層、緩衝層及厚膜圖案化製程的關鍵選項，透過大面積精密塗佈， CoPoS不僅可能實現了產能的飛躍，更為下一代AI處理器提供了從材料到結構的完整應力解決方案，成為推動算力革命不可或缺的技術。
圖一、CoPoS代表了台積電現有CoWoS-L與CoWoS-R技術的策略演進
業界PSPI材料技術規格比較
1. 永光化學(Eternal Materials)-Positive Tone EverPI®
永光化學深耕光阻材料逾20年，產品涵蓋I-Line、G-Line與ECA化學增幅型光阻，因應先進封裝對高解析度與高效率製程的需求。其EverPI系列PSPI感光聚醯亞胺具備高耐熱、耐化性與高精密顯影特性，已通過車載與封裝大廠驗證---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
▼表一、永光化學EverPI系列PSPI產品比較
★本文節錄自《工業材料雜誌》472期，更多資料請見下方附檔。