有機中介層成為焦點,薄膜類型將成為主要戰場

 

刊登日期:2026/3/3
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有機中介層(Organic Interposer)被視為左右半導體次世代封裝成敗的關鍵,其研發動能亦快速升溫。一般矽中介層須自圓形晶圓切割,「可取數量」有所侷限。相較之下,有機中介層可採用大面積面板(Panel)生產,取得數量可提升至10倍以上。然而材料由矽轉換為有機後,翹曲(Warpage)問題也隨之浮現,且面板級製程亦促使微細化難度提高。目前各材料廠商正以自有技術克服上述課題,競逐次世代封裝材料的主導地位。
 
在「SEMICON Japan 2025」中,日本Rapidus首度展示以600 mm × 600 mm面板尺寸製作的有機中介層。雖然台積電(TSMC)與三星電子亦投入相關技術開發,但此等大型尺寸尚屬全球首例。尺寸300 mm的矽晶圓僅能取得4片矽中介層;若採用515 mm × 510 mm面板則可製作40片有機中介層,而600 mm × 600 mm更可提升至49片,顯著提高量產效率。
 
有機中介層亦稱為再配線層(RDL)中介層,主要材料沿用晶圓級既有的聚醯亞胺(PI)等RDL材料。為因應面板級量產,各企業也以可貼合的薄膜型RDL材料切入相關需求。
其中富士軟片(Fujifilm)以液態PI的RDL技術為基礎,結合薄膜製造的專業,開發出薄膜型PI,並可延伸至增層(Build-up)薄膜應用。現行Build-up薄膜大多以雷射形成導通孔(Via),若改用感光性薄膜PI,即可透過微影技術實現更精細的圖形製作。Fujifilm同時也提供非感光性製品,以因應偏好既有製程的客戶需求。
 
在液態PI市場居於領先地位的旭化成也投入薄膜型產品的開發,並運用在感光性乾膜等領域累積的薄膜技術,期能繼晶圓級之後,於面板級RDL材料市場持續擴大影響力。
另一方面,Resonac成立了次世代半導體封裝聯盟「JOINT3」,集結材料、設備等27家企業共同開發有機中介層。從作為支撐體的玻璃基板、負責銅配線的電鍍藥液到各式製造設備,匯聚各領域專家,希望能以系統層級的整體最佳化解決量產課題。
 
日東電工則與IBM合作,發揮膠帶製造商的優勢,目標導入卷對卷(Roll-to-Roll)製程。日東電工利用有感光性PI與半加成法(SAP)銅電鍍等成熟技術,已經自製生產硬碟(HDD)用精密電路薄膜金屬基板,並將既有相關技術延伸應用於有機中介層領域。
此外,東麗(Toray)計畫在玻璃核心(Glass Core)結構推動薄膜型PI導入。隨著封裝基板的大型化,業界預期將由既有的樹脂核心轉向翹曲更小的玻璃核心;但玻璃核心的微細導通孔不易以銅電鍍填滿,且電鍍時間過長成為成本瓶頸。
 
Toray的作法是僅在導通孔表面進行保形塗層(Conformal Plating),並以其開發的薄膜型PI作為填孔材料,大幅降低銅電鍍製程成本。由於該薄膜亦可作為一般感光性PI進行微細加工,一片薄膜即可兼具填孔材料與感光絕緣膜的雙重功能。藉由將Build-up薄膜與有機中介層整合為一體的結構,Toray力圖成為未來的遊戲規則改變者。
 
從RDL材料的使用端而言,TOPPAN指出當線寬/線距微細化至次微米等級時,一般SAP製程的配線倒塌風險將升高,因此計畫將前段製程使用的化學機械研磨工法導入有機中介層製作。此項開發亦已獲日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)採納為推動之事業計畫,期達到大型面板上實現線寬/線距= 0.5 µm/0.5 µm的目標。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/756773
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