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AI 芯片功耗飙升:Joinspire 聚砺新材料填孔铜浆破解新一代 HDI 互连瓶颈

Joinspire Research Team

随着 AI 芯片功耗突破 2 kW,传统 HDI PCB 塞孔材料正面临严峻的散热与可靠性瓶颈。了解 Joinspire 聚砺新材料的 JL-CS-F01 填孔铜浆如何以超高导热系数(124 W/m·K)、低体积电阻率与坚固可靠性破解这一难题——经 12 次连续回流焊循环验证,零空洞、零裂纹。

随着新一代 AI 处理器相继亮相,单芯片功耗正以前所未有的速度攀升。NVIDIA 的 Rubin GPU 芯片将单芯片功耗推高至 2.3 kW,是 B200 芯片的 2.3 倍;而其未来的 Feynman GPU 架构预计将达到惊人的 4,400 W。

为应对这些极端功耗需求与高速数据传输速率,AI 硬件在 GPU OAM 加速卡与 UBB 基板中依赖超高密度互连(HDI)PCB,层数已达 20 至 30 层。

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(图 1:NVIDIA GB200 采用多层 HDI PCB)

高密度计算中的塞孔困境

尽管 HDI PCB 是现代 AI 计算的物理骨架,但它正遭遇关键的材料瓶颈。HDI PCB 高度依赖复杂的微孔架构(通孔、盲孔与埋孔),而传统塞孔材料已难以满足高功率需求:

  • 传统树脂塞孔: 会形成热与电的双重屏障,严重阻碍垂直方向的散热通道。
  • 瞬态液相烧结(TLPS): 虽然导电性更优,但 TLPS 浆料在回流焊过程中常因热应力失配而出现空洞与微裂纹,带来显著的可靠性风险。

在 AI 硬件每隔数月就迭代一代的行业节奏下,硬件工程师亟需一种兼具卓越导热导电性能与坚固稳定性的填孔材料。

为应对这一挑战,Joinspire 聚砺新材料推出了 JL-CS-F01 填孔铜浆。该突破性材料目前正在国内领先 PCB 制造商处进行验证,为新一代 HDI 设计提供高可靠性解决方案。

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(图 2:Joinspire 聚砺新材料 JL-CS-F01 填孔铜浆的核心技术特性与优势)

JL-CS-F01 的关键技术突破

1. 超低电阻率与卓越导热系数

传统树脂塞孔如同热屏障,而 Joinspire 聚砺新材料 JL-CS-F01 彻底颠覆了这一模式。它不是简单的树脂改性产品,而是一款功能完备的导电浆料:

  • 体积电阻率(5–8 × 10⁻⁵ Ω·cm): 实现多层基板间电流的无缝传导,显著降低线路损耗与发热。
  • 导热系数(124 W/m·K): 在高功率 AI 芯片正下方开辟一条垂直导热的“高速通道”,为加速卡设计者带来全新的热管理维度。

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2. 低温快速固化与优异的加工性能

Joinspire 聚砺新材料 JL-CS-F01 拥有极宽的工艺窗口:

  • 快速固化(170 °C–180 °C,1 小时): 大幅提升制造产能,同时最大限度降低对精密基板的热应力冲击。
  • 精准的 CTE 匹配: 通过可控的体积收缩率,JL-CS-F01 与 FR-4 及高频层压材料实现优化的热膨胀系数(CTE)匹配。无论采用点胶还是丝网印刷工艺,都能确保孔内填充饱满致密,不塌陷、不产生空洞。

3. 可靠性实测:12 次回流焊循环,零空洞零裂纹

材料性能必须超越实验室条件,经受住极端工况下的热循环考验。在模拟制造测试中,经过 12 次连续回流焊循环后,Joinspire 聚砺新材料 JL-CS-F01 表现出:

  • 0 空洞
  • 0 微裂纹
  • 100% 结构完整性

如此优异的热稳定性,确保内部互连在高负载 AI 服务器运行所特有的持续热循环下依然坚固可靠。

4. 卓越的工艺灵活性:固化后表面可直接焊接

为简化下游制造流程,Joinspire 聚砺新材料 JL-CS-F01 固化后的表面支持直接焊接。这一特性为 PCB 版图工程师带来了无与伦比的布线与组装灵活性——真正实现了“填孔致密、导通可靠、焊接无碍”的材料性能。

结语

AI 硬件性能的角逐,早已不局限于芯片制造本身,同样取决于底层基板材料的突破。

如果说高性能 GPU 是 AI 计算的“大脑”,HDI PCB 构成了“神经网络”,那么 Joinspire 聚砺新材料 JL-CS-F01 填孔铜浆便是连接这些节点的关键纽带。通过攻克高频、高速与极端散热的难题,Joinspire 聚砺新材料正在为新一代高密度电子互连提供强大助力。

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