銅材復興：為人工智慧時代優化資料中心互連方案 | Joinspire 聚礪新材料研究

隨著全球對人工智慧與高效能運算（HPC）的需求加速成長，資料中心基礎設施正經歷大規模轉型。市場預測顯示，僅北美地區的資料中心基礎設施規模到 2040 年就可能達到 $185 billion，功率密度與能源效率因此成為關注焦點。

隨著全球對人工智慧與高效能運算（HPC）的需求加速成長，資料中心基礎設施正經歷大規模轉型。市場預測顯示，僅北美地區的資料中心基礎設施規模到 2040 年就可能達到 $185 billion，功率密度與能源效率因此成為關注焦點。

然而，伴隨強大運算能力而來的，是同樣可觀的散熱挑戰。

下一代人工智慧加速器與伺服器電源模組的熱密度，正將傳統材料推向極限。長期以來，銀（Ag）一直是導電性能的黃金標準，但其成本上升與供應波動，正迫使產業尋求更聰明的替代方案。

「銅材復興」於焉登場。

在 Joinspire 聚礪新材料，我們認為銅不只是降低成本的替代方案，更是打造永續、高可靠性資料中心不可或缺的工程選擇。以下說明先進銅膏技術——包括燒結銅、可焊銅與導通孔填充膏——如何重塑互連技術的樣貌。

1. 無壓燒結銅：電源模組的新標準

目標應用：伺服器電源供應器（PSU）中 IGBT／SiC 電源模組的晶片黏著

資料中心的運作仰賴電力。伺服器機架內的電力轉換模組（採用 IGBT 或 SiC MOSFET）需承載龐大電流並產生大量熱能。傳統銲料合金在這種極端熱循環下，往往因疲勞而失效。

Joinspire 聚礪新材料的解決方案：

我們的無壓燒結銅膏在可靠性上實現了革命性的突破。與傳統銲料不同，燒結銅可形成純金屬接合，具備以下優勢：

優異的導熱性能： 有效將熱量從晶片傳導至散熱片，降低接面溫度（$T_j$）。

成本優勢： 效能可媲美燒結銀，材料成本卻大幅降低，且不受銀價波動影響。

2. 可焊導電銅：銜接相容性缺口

目標應用：PCBA、軟性電路、SMT

在伺服器主機板與周邊板卡複雜的電路設計中，並非每個連接點都需要燒結。然而，工程師常面臨一個兩難：銅膏容易氧化，難以透過標準表面黏著技術（SMT）製程進行焊接。

Joinspire 聚礪新材料的解決方案：

我們以可焊導電銅膏突破了這項限制。這款獨特配方讓工程師得以：

取代銀膏： 在不更動後段組裝製程的前提下，替換用於元件端子（如 MLCC 或電感）的昂貴銀膏。

直接可焊性： 相容於標準錫基銲料（SAC305、SnPb），可無縫整合至現有 SMT 產線。

抗遷移性： 相較於銀，銅對電化學遷移（樹枝狀結晶生長）的抵抗力強得多，能大幅提升資料中心在潮濕環境下的可靠性。

3. 導通孔填充銅膏：垂直散熱高速公路

目標應用：高密度互連（HDI）PCB 與基板

隨著伺服器板卡日益精簡（層數增加、佔板面積縮小），如何讓熱與電流垂直穿越 PCB，成為一大瓶頸。對於某些高深寬比導通孔而言，傳統電鍍方式速度慢、成本也高。

Joinspire 聚礪新材料的解決方案：

我們的導通孔填充銅膏專為高產能製造而設計：

無孔隙填充： 透過最佳化流變設計，完整填滿盲孔與通孔，消除可能導致熱點的氣泡孔隙。

散熱導通孔： 作為直接的「散熱高速公路」，將頂層發熱元件的熱量傳導至背面散熱層。

熱膨脹係數（CTE）匹配： 配方設計與銅基板的膨脹特性相匹配，避免在人工智慧工作負載的急速冷熱循環中產生裂紋。

結論：材料策略即商業策略

2026 年以後的資料中心，需要的是穩健、供應無虞且可規模化生產的材料。

借助 Joinspire 聚礪新材料先進的銅材產品組合——並由合作夥伴 JuFeng 的製造實力作為後盾——工程師得以實現互連技術的「聖杯」：媲美銀的效能，搭配銅的經濟性。

無論您正在設計下一代電源模組，或是優化高速伺服器板卡，我們的團隊都能協助您驗證並選定最適合的材料。