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賀利氏三大新品亮相半導體展 廣泛應用於各式工業需求

  • 劉中興

為因應電力電子系統模組外型不斷縮小、運作溫度越來越高,半導體與電子封裝領域材料解決方案領導廠商賀利氏在本次2018台灣國際半導體展(SEMICON Taiwan)展出一系列可被廣泛運用於工業應用中的解決方案,包含新型紅外線輻射器、超細焊錫粉製成的焊錫膏以及高純度石英玻璃,歡迎蒞臨台北南港展覽館1館1樓K2968號賀利氏攤位了解更多詳情。

賀利氏全球首創black.infrared紅外線系統,實現高纯度真空條件下極均匀的加熱過程

(上圖)賀利氏全球首創black.infrared紅外線系統;(左下)水溶性WS5112 焊錫膏;(右下)賀利氏黑石英(HBQ)

全球半導體和太陽能產業首創技術black.infrared是一款創新的紅外線系統,完全根據全新的輻射器原理工作。平滑低輪廓的輻射器被特殊研發的石英玻璃材料覆蓋,這種組合有助於在高能量密度下極均勻地傳輸紅外線熱能,使得加熱過程在空間和能量上效率更佳。特別是在極小區域且產品需要快速均勻加熱的情況下,例如微晶片生產,使用black.infrared可顯著縮短加工時間並有效提高產品品質。

這款輻射器也適用於在高純度真空條件下運行。與傳統的陶瓷和金屬輻射器相比,該工藝可以在晶片生產過程中將雜質降至最低。賀利氏特種光源副總裁 Rolf Diehl 表示:「black.Infrared 技術的研發是為了滿足半導體生產和太陽能技術工藝的嚴苛需求,該設計和輻射器技術的全新組合是真空條件下高效超純加熱工藝革命性的突破。」

在製造微晶片期間,半導體製程技術需要進行多個烘乾或固化(heat)的熱製程,例如智慧型手機的微晶片生產。在製造過程中,避免微晶片裡的化學雜質和各個生產製程步驟中灰塵顆粒的進入非常重要,因為即使是最微小的微量雜質也會導致微晶片有缺陷而無法使用。賀利氏新型輻射器使用特殊研發的石英玻璃作為載體材料,由於此材料化學純度極高(僅由矽和氧組成),是熱製程的理想選擇。此外,black.infrared輻射器的設計使得輻射表面允許最佳的均勻性,而與距離無關,這十分有助於優化使用過程空間。

在測試和開發期間,這一新組合展現出能憑藉突出的均勻性和最優控制的發射源,顯著提高能效。Rolf Diehl進一步表示:「black.infrared發射器首創將約2.5μm中波紅外光與高電能相結合,是目前市面上獨一無二的組合。」未來可望有更多工業領域的加熱工藝受益於這個新的紅外線系統,因為這種中波紅外線發射特別適用於玻璃、塑膠和大多數塗膜。

突破焊錫膏的極限,水溶性WS5112 焊錫膏可在70平方微米的焊墊印刷

焊錫膏是金屬合金粉末與助焊劑的混合物,可以通過模版印刷法、針頭點膠法、直接浸漬法或噴射法塗覆于基板上。塗佈好焊錫膏後,整塊基板會被放入加熱爐中進行回流焊。 助焊劑使焊錫粉活化,改善金屬的聚結,從而使粉末熔融在一起,完成焊接。

賀利氏電子全球産品經理陳麗珊表示:「各種類型的焊錫膏可應用在無線和藍牙模組等通訊和消費性電子領域,同時也普遍使用在醫療技術和汽車產業。在對焊接面積大小比較敏感的設備中,系統級整合封裝(SiP)基板對焊錫膏的需求更爲嚴苛。基板表面的焊墊越小,焊錫膏所採用的焊錫粉也就越細,例如高密度SiP應用中的部件間隔小於60微米,焊墊尺寸小於100微米,因此必須選擇尺寸合適的焊錫粉,才能形成有效、可靠的電連接與焊接。針對客戶需求,賀利氏現已研製出4號、6號和7號水溶性焊錫膏。」

陳麗珊進一步說明:「上述這些應用,尤其是封裝製程微小化的演進過程中,製程都非常敏感容易造成缺陷,特別是在焊線製程的焊墊表面、表面焊接元件和倒裝晶片底面等部位極易出現缺陷,而半導體封裝和晶圓凸塊技術領域的製造商經常要面對錫球、錫珠、空洞等焊接缺陷。先進封裝領域所使用的SiP封裝體需要採用細間距印刷,並且要求焊錫膏更易脫模。賀利氏的WS5112焊錫膏可以在小至70微米的焊盤上印刷,細線間距可以達到50微米,而且在回流焊製程中不會出現飛濺,這些特點都有助於减少缺陷,提高良率。」

水溶性WS5112 7號焊錫膏是賀利氏電子最新推出的先進封裝産品,採用了賀利氏專利Welco第7號焊錫粉(2-11微米),該産品可供批量採購和樣本評估。陳麗珊指出:「這款焊錫膏應用了兩項創新成果。首先,賀利氏Welco焊錫粉表面的氧化物含量極低,可以降低空洞。其次,助焊劑所採用的聚合物可有效防止飛濺。此外,鋼板印刷的使用時間可以達到8小時。我們的目標是協助高成本的生產線减少生産線停機率以及消除焊接製程的缺陷。」

賀利氏黑石英(HBQ)低雜質、能確保均勻散熱,適用在半導體或光電的真空製程

賀利氏開發出一種黑體般的黑石英,僅由矽及氧組成,能吸收輻射熱卻不會在本體內傳導,非常適用於一些半導體的製程應用。由於半導體在生產製程中即使是最微量的雜質,也會導致微晶片故障而無法使用,而傳統的黑石英含有致命的污染元素像是鎢或碳,但HBQ®就像其他高純度天然石英一般,雜質總量小於 20ppm,非常適合應用在敏感的半導體製程。

賀利氏石英玻璃公司解決了材料在反應室內產生熱輻射控制的問題。HBQ吸收超過95%的熱輻射,波長範圍從紫外線到可見光至中紅外線,輻射率超過 90%,這是二氧化矽基材(石英)中獨有的特性,因此HBQ提供了熱管理應用的新選擇。石英玻璃運用在賀利氏特殊光源上能確保均勻散熱,也能被運用在半導體或光電的真空製程。

賀利氏石英玻璃公司是唯一能提供完整熱輻射控制,具有透明、反射或吸收特性,達半導體級最高純度標準的材料供應商。

演講資訊:

展覽期間,賀利氏電子全球產品經理將會進行主題演講。
演講地點:南港展覽館1館一樓K2968號賀利氏攤位
演講時間:
9月5日(週三)下午1:30-2:30
9月6日(週四)下午1:30-2:30
9月7日(週五)上午11:00-中午12:00