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作者:莊志宇、姜志華熱塑複材板、管成形與接合技術介紹

全世界之熱塑複材市場目前正以8.34%年複合成長率快速成長，TOYOTA目前已投入汽車構件多材料異材接合成形核心技術開發。自BMW等資訊分析，2020年以後，熱塑複材於汽車產業應用研製將急速發展，未來車用輕量化材料比重也將會因應歐美燃料經濟與嚴苛之碳排法規可預期會逐年成長。

相較於熱固複材為非循環再用材料，熱塑複材具備可回收再利用，預浸材料無需冷藏，固化後加温成形性佳等優點，其本身之熱塑性樹脂加熱軟化，常溫固化，為可逆物理反應，其板、管材可經由熱成形製程產出所需曲面特徵，具有可塑性成形及量產的潛力。在複材接合方面，目前逐漸有熱塑複材與金屬件作Hybrid設計結合之趨勢，本文將介紹金屬中心新近發展之熱塑複材加熱成形與接合製程技術研究成果，以提供相關業界之參考。

作者:蘇志杰、蘇濬賢、呂文鎔、謝志瑋、鄭貴元智能化晶圓熱壓合設備開發

電子4C產品的薄化、微小化快速發展，效能的多功運算及智能化的整合需求趨勢下，產品內部的控制IC晶片也必須同步升級。電子封裝技術就扮演實現IC整合的重要地位，其中封裝技術及設備的優異不僅關係到整體IC的運作效能，生產線良率的穩定性更是影響甚大。目前國外設備對此也導入智能化的監測平台及製程手法加以改善。有鑒於此，國內業者也應加緊跟上腳步。本文即針對先進封裝技術說起，接著說明晶圓級接合技術種類及方法，並著重於目前開發的熱壓接合設備平台開發流程、智能化模擬整合的導入及未來展望。

作者:莊志宇、姜志華、黃彥霖、陳逸群熱塑複材熱成形與接合技術應用

未來車用輕量化材料比重將會因應歐美燃料經濟與嚴苛之碳排法規可預期會逐年成長，複合材料用量將漸次提升。複合材料可區分為熱塑複材及熱固複材，其中熱塑複材因可加熱循環再使用，具有回收特性，預計未來將會因環保議題、有機會可量產性及成本降低而陸續取代熱固複材，市場需求量所占其比率將逐漸擴大。

熱塑複材本身之熱塑性樹脂加熱會軟化，降至常溫固化，為可逆之物理反應，其板材可經由熱成形製程產出所需曲面特徵，具有可塑性成形及量產的潛力。在複材接合方面，除了複材本身接合外，因塑膠之硬度與金屬相比較差，目前逐漸有與金屬件作Hybrid設計結合之趨勢，本文將介紹熱塑複材加熱成形與接合製程技術研究，及金屬中心新近發展之研究成果，以提供相關業界未來可能之應用需求。

作者:莊東漢、蔡志欣、李俊德、蔡幸樺次世代LED銲線技術發展趨勢與現況

傳統電子封裝打線接合採用純金線，其與鋁墊會在接合界面反應形成大量脆性介金屬化合物，影響產品可靠度。若採用銅線取代純金線不僅有氧化問題，使封裝產品可靠度有更大風險，而且其界面介金屬化合物不易形成，亦會造成打線接合不良的疑慮。銀合金線具有成本較低、抗氧化性佳、且銲點界面介金屬化合物成長適中的優點，尤其新近開發成功具大量退火孿晶結構之銀金鈀合金線具有高可靠度及耐電遷移特性，先前報導在IC半導體封裝產品驗證之打線接合品質與純金線不相上下，其可靠度試驗結果甚至超過純金線與銅線[1]，本文進一步證實此一創新退火孿晶結構之銀金鈀合金線在LED封裝應用同樣展現優異性能，更由於銀的高反射率，採用銀合金線的LED封裝產品亮度提高3.2 %，使其較IC半導體封裝之應用更增加一項優點。

作者:周敏傑、蘇胤淳、陳致帆、彭耀祈、黃萌祺高功率LED固晶技術

以高功率LED取代白熾燈、水銀燈、鹵素燈等高耗能光源，提高能源利用效率已經是必然的趨勢。對高功率LED而言，如果沒有採用適當的散熱措施，很容易因熱量累積，產生亮度衰退、波長偏移、色度偏移、壽命減短等問題。目前低功率LED晶片固晶方式主要以銀膠做為接合固晶材料，但銀膠材料熱阻過高，無法滿足高功率LED照明應用之散熱需求。現有高功率LED之固晶接合主要是以Au-20Sn共晶固晶製程來解決，其接合層之散熱性與接合強度皆因使用金屬接合而有所提升。但因接合溫度過高（高達330 ℃）而晶片主動層接面（PN Junction）易產生破壞引致發光效率降低。

工研院機械所已創新開發一LED低溫固晶材料（ITRI-Bond），固晶溫度低於100 ℃，但能承受高操作溫度（250 ℃）。其固晶層熱阻1.4 ℃/W為銀膠固晶之2/5 （Au-Sn為1.6 ℃/W、銀膠為3.5 ℃/W），且其材料成本為金錫固晶之1/10，可取代國內封裝廠常用之銀膠及金錫固晶製程，能成功應用於高功率LED之封裝。

作者:江益賢電動車車載充電器之雙向功率修正電力轉換器設計

近年來，國際油價持續不斷向上攀升，全球各大車廠與零件廠皆紛紛致力於汽車輕量化技術發展，發展趨勢之一是在車身/底盤的製造，採用輕量化材料取代原來之鋼鐵材料，大幅使用鋁合金材料進行替代，以利降低整車重量，提升燃油之使用效率及增加電動車的續航力。

在汽車輕量化以鋁合金材料替代鋼鐵材料的發展過程，鋁合金材料與鋼鐵材料之接合技術為重要的一環，本文主要針對鋁合金材料（6061-T6）與鋼板相關之接合性能測試分析，接合方式採用冷金屬傳輸技術（Cold Metal Transfer, CMT），屬於低入熱電弧銲接工法，此銲接技術在熔滴傳輸時將電流降至非常低，整個熔滴傳輸過程就是高頻率的“熱-冷-熱”轉換的過程，大幅降低銲接時的入熱量，適合鋁合金材料與鋼鐵材料自動化銲接應用。

作者:陳智、杜經寧、邱韋嵐、蕭翔耀、劉健民、林漢文在三維積體電路封裝上使用奈米雙晶銅製作幾近無孔洞的Cu3Sn微凸塊

在3DIC中晶片與晶片之間以銅錫材料的微凸塊作接點，為先進封裝的重要議題，我們在高密度（111）優選方向的奈米雙晶銅上電鍍純錫並且迴焊形成Cu3Sn介金屬化合物當接點，在奈米雙晶銅墊上分別電鍍出0.44微米、1微米、10微米的純錫與一般銅膜上電鍍60微米的純錫，然後覆晶迴焊分別在260 °C與340 °C下持續不同的時間觀察其界面反應與形成Cu3Sn接合的孔洞生成。實驗結果在奈米雙晶銅上Cu3Sn層裡幾乎沒有Kirkendall孔洞產生，因為奈米雙晶銅具有吸收空位與降低雜質存在於晶粒中。此Cu3Sn接合能夠成為3DIC封裝中值得發展的技術。

作者:蘇濬賢、蘇志杰、王裕銘12吋晶圓接合模組熱固耦合模擬與驗證

電子封裝技術及設備不僅關係到整體IC的運作效能，生產線良率的穩定性更是影響甚大。以封裝設備中的晶圓接合設備而言，除了加工誤差外，由於結構部件不平均的熱源分布、冷卻、熱變形影響的熱誤差可能導致晶圓貼合相對位置偏差，而合理的熱平衡設計可以最大限度地減少溫度場對熱變形的影響。本文即針對先進封裝技術說起，接著說明晶圓級接合技術種類及方法。藉由目前開發的熱壓接合設備平台，導入熱-結構耦合有限元數值方法，分析熱壓接合模組的溫度分佈，同時在高溫條件下加入高壓合力以得到模組的變形和應力。

作者:黃萌祺、楊捷、鄭文欽、呂文鎔、陳玠錡3D結構電子先進製造技術

現今的電子產品發展趨於微型化，並且功能也日益增加，因此金屬線路與元件亦須朝著高密集度、3D結構且輕薄化的方向發展，故將電子電路及其零組件整合至立體結構件形成3D結構電子為重點發展趨勢，目前在智慧結構件、通訊電子、車用電子及醫療電子等領域皆擁有高度的需求。本文將介紹工研院開發之3D結構電子關鍵技術，利用智慧化3D元件接合技術與局部低溫金屬焊接技術，並配合LIM（Laser Induced Metallization）3D線路製造技術，達到高精度3D結構電子製作之目的。

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