工業材料雜誌 9月號/2010 第285期

九月專題探討「光電產品製程設備及耗材」及「先進電子構裝」技術

全球經濟在逐漸脫離金融風暴之後，預期2010年台灣光電產業將恢復高成長的態勢，產值規模將突破2.2兆新台幣，目前平面顯示器仍佔台灣光電產業最大的份額，占整體的73%，今年第一季產值已達3,220億新台幣。 光電產業可以說是繼資訊產業及半導體產業之後的另一明星產業，全球對於光電市場的未來成長潛力也寄予厚望，像韓國、日本早已投入光電產業上游材料及耗材零組件研發，積極進行相關產業標準的制訂，並積極布局中國大陸市場。政府為持續保有產業競爭力，並提升台灣FPD製程設備相關技術與研發能力，近年來推動了多項大型輔導案，今年更將太陽電池製造設備、半導體關鍵設備及LED製程設備等產業加入，藉由政府的輔導，使廠商能在新興產業的設備研發技術深耕，提升台灣整體光電產業之競爭力。工業材料雜誌本期「光電產品製程設備及耗材」技術專題分別以太陽電池串接PV Ribbon製造之關鍵設備、UV固化光源開發、LED產品應用及相關檢測等主題進行深入的探討，期望對相關業者有所助益。

光電產品製程設備及耗材技術專題

根據DisplaySearch在2009年第三季發表的全球太陽電池產能資料庫與趨勢季度研究報告，2005年全球的產能僅達2.3 GW（23 億瓦），在全球各廠商積極投入擴產之下，預計2013 年將成長到42 GW（420 億瓦）。圖二為全球太陽電池按技術種類的產能預測，2010年全球矽晶太陽電池市場需求預估10 GW以上，若以輸出功率1MW約需焊接材料PVRibbon 鍍錫銅帶90 公里長，粗估需求量約為百萬公里以上（重量則有數千噸以上）；而PV Ribbon約占銷售1%以內，表一為太陽電池模組耗材供應商及成本結構分析，估計全球的市場規模約50~70 億元；全球生產販賣以美國Ulbrich 為最大宗，目前台灣也有不少廠商陸續投入製造生產。隨著國內太陽電池模組產能倍數的成長，加上未來中國大陸及印度市場的成長潛力，太陽電池模組材料需求的確具有想像空間。 「太陽電池串接材料PV Ribbon 製造方法簡介」一文主要簡介PV Ribbon材料的製造方法，應用銅金屬線材經由軋延成型及熱浸鍍錫技術製造高品質太陽電池串接焊帶，並藉由製程參數之控制（如錫浴組成、溫度、拉伸速度等），可得到各種不同性質之錫合金鍍層。

UV固化裝置是能夠發出可利用之強紫外線的一種物理裝置，已被廣泛應用於印刷、電子、建材、機械等行業。UV固化裝置的種類和樣式，因其所光固化的產品不同而有所不同，但最終的目的就用來固化UV油墨或UV膠材。紫外光固化應用在工業生產的各種製程中，有別於熱烘烤固化，其固化時間僅需數分鐘而非以小時計，可大幅縮短生產循環時間。現有諸多的方法可以激發紫外光源，其中的一項新技術發光二極體(LED)具有熱幅射低、耗電量小、壽命長、反應速度快及體積小等優點，不但具有指向性可導向作直接照射，對於框膠封合僅需窄細的幾何光形，更具組合及變換上的優勢。如今主 Peak在365 nm (I-line)的發光晶片已被發表，對於廣泛的UV固化也開啟了光源產品革命的契機。 「UV 固化光源與材料介紹」一文除了概略說明各項傳統UV固化光源外，也針對無汞氣體放電UV光源的開發及紫外光幅射固態發光二極體(UV LED)的優勢及其市場現況做一一解析。對於新崛起的UV LED在系統設計上帶來前所未有的便利與彈性，未來的發展及市場應用前景值得密切期待。

單晶矩陣模組或多晶封裝的LED元件已經是目前LED產品之趨勢，其應用領域除一般照明及FPD背光源外，也陸續跨足半導體設備如黃光微影及UV顯影曝光機之光源。 「先進LED產品應用及相關檢測技術」一文針對LED之應用發展現況，分別由市場及專利的發明來探討相關技術的發展趨勢；並就目前市售的輝度測試設備與分檢機，可能面臨LED量測時受到溫度及接觸電阻等因素而影響量測的精確度，以及光源驅動器等組件如何因應大尺寸應用之客製化需求做一簡單介紹。

先進電子構裝技術專題

系統構裝(System in Package; SiP)概念已逐漸成形並被強化，其所隱含的技術內容就是元件內置、功能整合、異質元件與材料，其所代表的新世代構裝除了縮裝外，即在提供高頻高速的構裝功能。這也是符合現在與未來行動上網及運算所必須之大量資訊傳輸的潮流趨勢，工業材料雜誌本期「先進電子構裝技術」專題將以高頻高速構裝為主軸，提出以元件內置、光電基板、3D IC及高密度構裝所需的散熱技術為內容，藉此傳達下一世代先進構裝的概念。隨著晶片奈米化，構裝技術已經面臨技術的轉折，但對提供高頻高速、高密度及高可靠度的構裝需求卻不曾改變，如何應用新的構裝材料及設計技術，將是下一波電子構裝技術的主要內涵。藉由本技術專題的整理，期望能提供給相關產業及有興趣之讀者概略性的認識與參考。

2010年PCB及構裝界大展－2010 JPCA Show今年展出的重點為半導體實裝（電子構裝）、部品內藏（元件內置）、基板、LED 照明與組裝、印製型電路、元件產業設備與資材等，在各項技術研討會中主要以高頻、高速及功能整合為展出的主軸。由於日本的電路板及構裝技術在全球居領先地位，從日本產業在元件內置及光電基板的展出熱烈情況以及積極推動這兩項技術規範來看，可預見元件內置及光電基板技術將成為日本現今及未來主流發展的技術。 「先進構裝技術－光電與元件內置基板」一文將以今年JPCA Show 大展為主軸，探討光電及元件內置基板技術，由日本的產業發展觀察此技術未來的趨勢，提供給業界做參考。

軟性電子泛指將微電子元件製作在軟性可撓式塑膠或薄金屬基板上的技術，最具潛力的應用是在顯示器領域，產品具有柔軟可彎曲的特性，相關的技術項目或產品如軟性基板(Flexible Substrate)、大面積製程(Large Area Processing)、有機電子(Organic Electronics)材料、有機電致發光(Organic Light Emitting Diode; OLED)、高分子半導體(Polymer Semiconductor)、軟性電子電路設計等。由於軟性電子可以使用噴墨印刷(Inkjet Printing)、捲對捲(Roll to Roll;R2R)塗佈等技術，可快速、大規模生產，成本將可較現有以矽晶圓與玻璃基板所製作的產品大幅降低。 「可撓式內藏被動元件之設計與應用」一文敘述被動元件內藏在可撓式軟性印刷電路板的設計與應用。內藏電容與電感被製作在四層可撓式印刷電路製程中，總共壓合四層銅及三層有機材料。利用量測、模擬及電路模型來描述被動元件的特性，並建立資料庫。除此之外，為了探討被動元件的撓曲形變，作者發展『三維轉換模型』(3D Transformation Model)來模擬撓曲的被動元件特性。這些被動元件模型所構成的資料庫，可幫助工程師設計電路模組，例如功率放大器和射頻前端模組。

為建構可應用於3D IC 封裝之微銲錫凸塊接合技術，「應用於3D IC封裝之20 μm Pitch 微銲錫凸塊接合技術與可靠性評估」一文以20μm Pitch之Sn2.5Ag微凸塊將厚度100 μm之薄晶片在280°C與厚度300μm之矽載板(Si Interposer)接合後，隨即進行晶片間微間隙(Microgap)之底膠填充(Underfill Filling)，並在烘烤固化後，以超音波掃描(Scanning Acoustic Tomography; SAT)觀察膠材填隙率，為除去水氣之影響，將填膠後之組裝良品置於125°C 烘箱中24 h，隨即取出並存放於30°C/60% RH 環境下192 h後，在峰溫260°C 迴銲(Reflow)三次，即完成預篩選測試(Precondition Test)。最後將合格樣品分別進行溫度循環、熱衝擊、高溫儲存、溫濕儲存與壓力鍋等可靠性測試，並以切片分析探討可能的失效機構。由可靠性測試結果顯示，熱疲勞仍是造成微接點失效的主因，破壞則可能是因擴散型缺陷形成於介面所導致。

由於電子與光電元件體積縮小及功能提升的趨勢，造 成元件發熱密度不斷增加，產生過熱問題而影響性能及可靠度，熱管理已成為電子及光電封裝設計非常重要的課題。近年由於材料、設計及製程技術的發展，使得熱電元件的體積大幅縮小，效能也不斷提升，可整合於電子及光電封裝中進行熱管理。在IC元件中，可針對IC晶片、熱點及堆疊結構進行散熱，具有優異的散熱效能。在LED的應用中，利用整合元件的封裝，可以有效降低晶片溫度並提升發光亮度和效率。而光通訊模組的應用則可以有效降低環境溫度影響，使模組發揮更高的傳輸效能。「熱電元件於電子及光電封裝熱管理之應用」一文將介紹目前熱電元件在電子及光電元件的應用與技術發展。

其它主題專欄

除了兩大技術專題之外，其他精采內容尚包括有『有機薄膜電晶體』；下一世代電子技術領域中，軟性電子與顯示技術是一重要的方向，本文將針對有機薄膜電晶體的發展、元件結構與機制，以及目前台灣於有機薄膜電晶體之研發能量等做一介紹。 『染料敏化太陽電池的現況與發展』；太陽電池市場如火如荼地展開攻防戰，何種太陽電池將會是最大贏家，依目前來看仍屬於百家爭鳴時代，本文將介紹染料敏化太陽電池在現今太陽電池藍海市場的現況與未來的發展，並分析台灣於染料敏化太陽電池的發展優勢。 『抽取式鋰電池模組之溫升與熱累積分析及其對策研究』；抽取式輕型電動車發展成功與否，除了政府的政策推動外，電池性能與壽命是最大關鍵，本文藉由兩款商用抽取式電池模組進行各種不同的騎乘負載測試，記錄模組內電池溫度分布，與導入散熱設計的模組測試結果進行比較分析，並提出電池模組在熱管理上應注意的設計重點。 『CIGS薄膜製程技術』；CIGS四元化合物是目前三種具量產可行性的薄膜太陽電池材料之一，本文介紹其多樣化的薄膜製程，包括多源蒸鍍和快速硒化，由於薄膜的化學組成是製程上必須掌控的重點，大面積量產製程的成功與否亦繫於此，本文也針對此議題加以探討。 『石墨烯的綠能應用』；石墨烯的應用可橫跨多項工業產品，本文介紹其在綠能方面的應用，包括儲電（電池及電容）及顯示等特異功能。 『製作非揮發性記憶體之BiFeO3薄膜表面粗糙度快速光學檢測系統研發』；鐵酸鉍(BiFeO3; BFO)薄膜被視為製作動態隨機存取記憶體最有潛力之介電材料(Dielectric Materials)，但由於鐵酸鉍薄膜之表面粗糙度(Surface Roughness)會影響記憶體之介電損失(Dielectric Loss)及漏電流(Leakage Current)，因此運用鐵酸鉍薄膜製作記憶體前，必須了解鐵酸鉍薄膜之表面粗糙度值。本文運用光散射方法(Light Scattering Method)發展出一套鐵酸鉍薄膜表面粗糙度光學檢測系統，並以三種不同量測角度針對製作非揮發性記憶體之鐵酸鉍薄膜進行表面粗糙度量測。研究結果顯示，量測角度60°為量測鐵酸鉍薄膜之表面粗糙度之最佳量測角度。

退換貨說明：

雜誌商品，恕不提供10天猶豫期退貨。