PCB 與高階封裝核心：利用離子研磨與桌上型 SEM 解析玻纖布微觀結構

勀傑科技團隊 編著

玻纖布（Glass Cloth）因AI伺服器與高速傳輸需求爆發，成為高階銅箔基板（CCL）不可或缺的核心材料，尤其「低熱膨脹係數（Low-CTE，業界稱T-glass）」的特殊規格正處於史詩級缺貨狀態。AI晶片高發熱特性需要更穩定的基板材料，導致美、中、台科技大廠爭相搶購，高階產能供不應求。 

玻纖布大紅的關鍵原因：

• AI 與 高速傳輸的剛性需求： AI伺服器處理速度極快，載板需耐高溫、不易膨脹，以保證訊號傳輸穩定。Low-CTE/Low-DK (低介電損耗) 的高階玻纖布是關鍵。
• 關鍵材料供不應求（T-glass）： 高階T-glass玻纖布技術門檻極高，主要由日本日東紡（Nittobo）控制，全球缺貨情況甚至延續到2027年。
• 載板與電路板的「骨架」： 玻纖布是PCB的補強材料，負責支撐高階晶片，品質要求極高。
• 產業鏈受益股： 台灣相關供應鏈如台玻、富喬、建榮等，隨著高階產能陸續開出，成為AI材料概念股的焦點。

高階玻纖布產品（薄布與超薄布）製程技術門檻高，市場處於供不應求的「賣方市場」，成為當前PCB產業鏈中最具價值的關鍵環節。 

如何判斷玻纖布的品質？

判斷玻纖布的好壞，主要可以從外觀、物理特性、化學穩定性以及技術加工層面（如開纖）進行觀察。高質量的玻纖布通常用於電子級銅箔基板或工業補強，具備均勻、堅韌且不易變形的特性。

以下是判斷玻纖布好壞的幾個關鍵面向：

1. 外觀觀察 (表面與結構)

• 網格均勻度： 優質玻纖布的網格（經緯線）應該排列均勻、平直、網孔均勻。次品網格參差不齊、紗線鬆緊不一。
• 表面清潔度： 表面潔淨，沒有明顯的油污、灰塵、污點、斷紗、織疵或異物雜質。
• 色澤： 品質好的玻纖布通常呈白色且帶有光澤，顏色均勻；若顏色暗淡、混濁，則可能品質較差。

2. 物理特性與體感

• 強韌度（拉伸性能）： 良好的玻纖布具有極高的韌性，不易撕裂。用力拉伸時不易變形，且即使稍有拉扯，其經緯結構也能保持穩定，不會出現嚴重的「歪斜」。
• 柔軟度： 應有一定的柔軟度，若觸感過硬或太脆，通常是上漿品質不佳或纖維本身脆化。
• 觸感： 優質的玻纖布通常較為平整。若摸起來特別扎手，可能是纖維直徑較粗或表面毛刺較多。

3. 技術加工指標（關鍵指標）

• 開纖/扁纖技術： 對於電子級應用（如PCB），開纖（Open/Flat Yarn）布優於傳統圓纖布。優質的開纖布將圓形纖維束壓扁、攤開，使纖維排列更緊密、縫隙更小（無明顯死角），這能減少空氣層、降低水氣包風氣穴的風險，提高電性能。
• 低熱膨脹係數 (Low CTE)： 在AI伺服器等高階應用中，具備低CTE特性的玻纖布（如T-glass）在熱脹冷縮時結構更穩定，較不易發生翹曲（Warpage）。

4、化學穩定性

• 耐酸鹼與耐水： 優質玻纖布對化學物質具有穩定性，能抵抗酸、鹼和水的侵蝕，這對於後續製程（如印刷電路板生產）至關重要。 

如何透過桌上型電子顯微鏡進行玻纖布的品質控制？

將玻纖布及樹脂混合編織後，進行橫斷面的切割，藉由桌上型電子顯微鏡可以清楚的觀測到玻璃纖維的結構（如圖1及圖2），藉由Phenom獨家的顆粒物分析軟體ParticleMetric，透過形貌及顆粒物的尺寸，分辨玻纖布及樹脂填充物（如圖3及圖4），並藉由調整軟體內參數，依需求剔除樹脂填充物，達到統計纖根數及絲徑（如圖5.及圖6.）的目的。

透過離子研磨製備，可獲得平整、低損傷、無偽影的橫截面，確保材料界面、微結構與元素分佈分析更具可信度。

另外，材料表面的平整度是影響使用ParticleMetric軟體進行顆粒物分析品質的重要因素，如圖7.所示，使用機械研磨、拋光進行材料表面處理後，會因爲研磨過程中的應力破壞及砂紙上高硬度的顆粒物產生刮痕，影響影像呈現，造成軟體誤判。

然而，如圖8.所示，藉由離子研磨機(Ion mill)產生氬氣離子，對材料表面進行物理轟擊，消除材料表面因爲應力破壞造成的非晶相結構及刮痕缺陷，得到平整的表面以獲得材料的原始面貌。

微觀界面解析：桌上型電子顯微鏡與離子研磨的應用

要精確掌握玻纖布的結構品質，僅靠肉眼或光學顯微鏡是不夠的。透過桌上型電子顯微鏡 (Desktop SEM) 觀測橫斷面結構，是目前業界的主流方案 。

1、顆粒物分析軟體 (ParticleMetric) 的自動化統計

利用 Phenom 桌上型電子顯微鏡搭載的 ParticleMetric 軟體，研究人員可以：

• 精準分辨玻纖布與樹脂填充物的形貌特徵。
• 透過參數調整剔除樹脂干擾，自動化統計纖根數與絲徑（Fiber Diameter）。
• 獲取粒徑分佈統計表，作為量化品質控管的科學依據。

2、離子研磨 (Ion Milling)：消除加工應力，還原真實面貌

在製備試片時，材料表面的平整度會極大程度地影響影像分析的準確性。

• 機械拋光的侷限： 傳統砂紙研磨產生的應力與刮痕常導致軟體誤判影像。
• 離子研磨技術優勢： 藉由離子研磨機（Ion Mill）產生的氬氣離子進行物理轟擊，能消除非晶相結構與缺陷，獲得極度平整的表面 。這使材料的原始微觀結構得以完整呈現，進而提升 ParticleMetric 軟體的判讀精確度。

結論

在高階晶片封裝與 PCB 產業中，掌握玻纖布的微觀界面資訊是提升良率的關鍵。結合離子研磨技術與桌上型電子顯微鏡，不僅能提供高清晰度的斷面影像，更能透過數位化軟體進行精準量化，為 AI 時代的高階材料開發提供強大的技術支撐。

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