从当前基板材料上看,主要分为 BT、ABF 基板两类。
BT 基板:具有较高的玻璃化温度、优秀的介电性能、低热膨胀率、良好的力学特征等性能,因此广泛应用于存储器、射频、手机 AP 等领域,但由于其具有较硬的玻纤砂层,虽然能够稳定尺寸,防止热胀冷缩影响良率,但同时钻孔难度较高,较难满足目前精细化、高多层化的基板需求。
ABF 基板:多层数、细线路等优势更适配于更先进制程 I/O 端口数较多的场景,应用于高性能运算芯片,主要用于 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高性能运算芯片。
台积电 的CoWoS封装技术核心是将不同的芯片堆叠在同一片硅中介层实现多颗芯片的互联,其中将采用到封装基板+硅中介层的方案,而封装基板主要以 ABF 基板为主。
与多年来一直作为主流技术的有机基板不同,玻璃基板具有诸多优势可适用于大芯片和先进封装。
第一,玻璃的主要成分是二氧化硅,玻璃具有卓越的尺寸稳定性、导热性和电气性能。因此,玻璃基板可以更有效地处理更高的温度,同时有效管理高性能芯片的散热。这使得芯片具有卓越的热稳定性和机械稳定性。
第二,玻璃基板可实现更高的互连密度,这对于下一代封装中的电力传输和信号路由至关重要,这将显著增强芯片封装内晶体管的连接性。
比如:
英特尔 将生产面向
数据中心的系统级封装(SiP),具有数十个小瓦片(tile),功耗可能高达数千瓦。此类SiP需要小芯片之间非常密集的互连,同时确保整个封装在生产过程中或使用过程中不会因热量而弯曲。玻璃基板便是当下的最优解。
第三,玻璃更容易变得平坦,这使得封装和光刻变得更容易,这对于下一代SiP来说非常重要。据悉,同样面积下,玻璃基板的开孔数量要比在有机材料上多得多,并且玻璃芯通孔之间的间隔能够小于 100 微米。
据英特尔介绍,玻璃基板可减少50%图案失真,布线密度可实现10倍提升,可改善光刻的焦距和深度,具备出色的平整度。因此,玻璃基板能够满足高性能、高密度AI芯片对于封装的需求,机械性能的改进使得玻璃基板能够提高超大尺寸封装的良率。
第四,玻璃基板不仅为工程师提供了更高设计灵活性,可通过嵌入电感、电容实现优良供电方案并降低功耗,而且能结合上方、下方布线层及其他辅助材料制造基板,用以完美解决当前有机基板的诸多短板。