Бензоциклобутен (BCB) — это органическое соединение с жесткой молекулярной структурой, состоящей из сопряженного бензольного кольца и четырехчленного цикла. Благодаря своей высокой термостабильности и отличным электрическим свойствам он рассматривается как перспективный кандидат для электронных материалов следующего поколения. Исторически его промышленное внедрение сдерживалось высокими затратами на производство, сложными процессами очистки и ограниченными объемами выпуска. Однако растущий спрос в высокотехнологичных приложениях и последние достижения в области технологий производства сырья выводят BCB на уровень промышленного масштабирования.
Свойства материала и структурные преимущества
BCB (C₈H₈) — неполярная молекула, не содержащая эфирных, карбоксильных или амидных групп, что обеспечивает ему отличные диэлектрические свойства и низкое влагопоглощение. Его диэлектрическая проницаемость (Dk) и коэффициент диэлектрических потерь (Df) остаются стабильными в широком диапазоне температур и частот — это ключевые показатели для обеспечения целостности сигнала в системах высокочастотной и высокоскоростной связи. В отличие от традиционных материалов, таких как PSPI или PPO, BCB обеспечивает более высокое качество передачи сигнала с меньшими потерями, что делает его идеальным для вычислительных и коммуникационных платформ с высокой производительностью.
BCB можно модифицировать как в виде термореактивных, так и в виде термопластичных полимеров, что обеспечивает гибкость при проектировании смоляных систем и ко-полимеризации.
Два ключевых применения, определяющих спрос на BCB
Базовый материал для высокочастотных, высокоскоростных медно-ламинатных подложек (CCL)
Спрос на высокоскоростные CCL стремительно растет из-за развития инфраструктуры для ИИ-вычислений, связи 5G/6G и центров обработки данных нового поколения. Например, сети 5G работают на частотах выше 20 ГГц со скоростями передачи данных более 10–20 Гбит/с, что требует подложечных материалов с крайне низкими Dk и Df для снижения затухания и искажений сигнала. Инфраструктура для ИИ дополнительно усиливает этот тренд. Серверные платформы NVIDIA серий Rubin и Ultra с 78-слойными M9-ортогональными бэкплейнами требуют термостабильных подложек с низкими потерями. Каждый сервер может включать до 576 модулей, при этом стоимость плат для одного устройства может достигать 200 000 долл. США, что подчеркивает важность передовых CCL-материалов.
Развертывание 800G Ethernet-коммутаторов, которые к 2026 году станут массовыми, также стимулирует переход в проектировании печатных плат на материалы класса M8 и выше. Эти материалы требуют смоляных систем с улучшенными термическими и электрическими характеристиками.
В этом контексте углеводородные смолы становятся стандартным решением благодаря низким Dk/Df. Среди них BCB превосходит системы на основе полибутадиена (PB) по термическому расширению, стабильности обработки, стойкости к коррозии и адгезии. К 2026 году мировой спрос на углеводородные смолы для CCL, по прогнозам, достигнет 8 тыс. тонн в год, что на 150% больше текущего уровня, тогда как эффективное предложение составит лишь 3 тыс. тонн в год — это указывает на значительный дефицит.
Фотосенситивный диэлектрик для передовой полупроводниковой упаковки
BCB широко применяется как фотосенситивный диэлектрический материал в корпусировании на уровне пластины (WLCSP), фан-аут упаковке и интегрированных пассивных устройствах (IPD). Он служит основным изоляционным и структурным материалом в слоях перераспределения (RDL) и пассивации.
По сравнению с традиционными материалами PSPI, BCB обеспечивает лучшую диэлектрическую изоляцию, размерную стабильность и фотолитографическую формуемость, что снижает сложность процессов и повышает надежность. Крупнейшие подрядчики по сборке и тестированию, такие как ASE, Amkor, SPIL и JCET, уже внедрили BCB в серийные линии упаковки на уровне пластины. Более того, ведущие игроки отрасли выбирают BCB как ключевой материал для фотолитографических систем нового поколения.
Недавние перебои в поставках, вызванные дефицитом продукции Asahi Kasei на фоне бурного роста спроса на ИИ-оборудование, выявили уязвимость существующих цепочек поставок и создали стратегическое окно для альтернативных решений, таких как BCB.
Watson International: раскрывая полный потенциал BCB
Несмотря на хорошо известные преимущества BCB, его коммерциализация долгое время сдерживалась высокой себестоимостью и проблемами масштабирования производства. Watson International достигла критических прорывов в индустриализации BCB благодаря комплексным инновациям в синтезе, очистке и формулировании материала:
- Снижение затрат: оптимизация синтетических маршрутов и улучшение утилизации побочных продуктов позволили значительно снизить себестоимость производства BCB и обеспечить его экономически выгодное масштабирование.
- Высокая чистота: передовые технологии очистки и контроля процессов позволяют получать высокочистый BCB в условиях массового производства, соответствующий строгим требованиям производителей высокотехнологичной электроники.
- Гибкая ко-полимеризация: материалы BCB Watson совместимы с другими передовыми смолами, такими как BMI и PPO, что позволяет разрабатывать кастомные ко-полимеры с заданными свойствами.
По сравнению с традиционными углеводородными системами на основе PB, BCB Watson обладает лучшей технологичностью, электрическими характеристиками и устойчивостью к окружающей среде. Эти преимущества позволяют Watson занять важное место в глобальной цепочке создания стоимости BCB, при этом материалы компании уже проходят квалификацию в сегментах высокоскоростных плат и передовой упаковки.
Заключение
BCB переходит из разряда нишевых лабораторных материалов в категорию стратегически важного ресурса для электроники следующего поколения. Два ключевых направления — высокоскоростные CCL и передовая полупроводниковая упаковка — стимулируют его стремительное внедрение, расширяя рыночный потенциал.
Обладая полным спектром компетенций в производстве и формулировании, Watson International переопределяет стандарты промышленного BCB, предлагая масштабируемые, экономически эффективные и высокопроизводительные решения для стремительно развивающейся электронной отрасли.