離散元件微細化 ROHM再創里程碑

ROHM將離散元件微細化，不到10公分的小沙漏中能裝入50萬個晶片電阻。

看好行動及穿戴式裝置熱潮蔓延，日本主被動元件大廠ROHM持續開發體積微小化的元件，RASMID(ROHM Advanced Smart Micro Device)系列元件便是登峰造極之作，在日前於台灣所舉行的產品發表會中，現場展出的電阻、齊納(Zener)二極體及蕭特基(Schottky)二極體等離散式(Discrete)元件體積與0.5mm鉛筆芯相較小了許多；更令人印象深刻的是，在一個不到10公分的小沙漏中竟然能裝入50萬個晶片電阻，體積之小令人驚嘆。

突破極限  推出0201晶片電阻

事實上，ROHM於2011年開發完成、並於2013年10月於福岡縣ROHMAPOLLO廠，以月產5000萬個規模進行量產的03015晶片電阻(0.3毫米×0.15毫米)，與當時的最小晶片電阻0402 (0.4 mm× 0.2mm)相較，體積大幅縮減56%，當時已認為這是晶片電阻小型化的極限，沒想到，ROHM在此次的發表會上進一步展出0201晶片電阻 (0.2mm x 0.1mm)。

與03015相較，0402晶片電阻在尺寸上更進一步成功減少68%，ROHM再度在離散式元件微細化方面創下「全球最小元件」的紀錄。ROHM預計於2014年10月提供0201晶片電阻樣品，並於2015年初量產。

解決矛盾  兼顧細微化及電氣特性

除了最小的晶片電阻外，ROHM也早於2012年便開發出全球最小半導體—0402齊納二極體。0402(0.4 mm x 0.2 mm)蕭特基二極體 (SBD)也已於2013年10月開始提供樣品，並於今年1月開始以月產500萬個的規模於ROHM的福岡縣APOLLO Techbolog廠進行量產。ROHM的0402蕭特基二極體較傳統的0603尺寸(0.6mm×0.3mm)大幅縮減82%的體積。

此次發表會由ROHM日本總公司董事兼離散式元件生產本部長東克己(AzumaKatsumi)親自簡報，他指出二極體的晶片細微化與電氣特性之間存在著矛盾關係，然而ROHM藉由獨創的晶片元件結構及超精密加工技術，讓0402的順向電壓(VF)等電氣特性與傳統0603產品無分軒輊。在體積微縮的情況下依然仍維持高水準的電氣特性，行動裝置才可能邁向超小型化、超薄型化。

另闢蹊徑  採用創新製程

RASMID系列元件令人驚嘆的還有尺寸精度，「RASMID系列的尺寸精度可以達到 ±10μm，這是其他業者所無法企及的。」東克己強調。

ROHM之所以能開發出如此細微化及高精度的元件，主要的關鍵就是在製程方面上「另闢蹊徑」。例如，在晶片電阻的製造上捨棄了傳統的製造方式，採用創新的晶片裁切(dicing)方法，因此能夠成功將裁切製程中的封裝尺寸公差大幅降低，而尺寸精度的提高足以減少安裝時的吸附錯誤。

另外，ROHM在電極表面上使用耐腐蝕性絕佳的純金，因此可提高焊料的黏著性，有效提升安裝的穩定性。「我們不斷融合新技術及既有的技術，所以才能持續領先業界。」東克己說。值得注意的是，ROHM電阻是採用單面電極，而非多面電極。

在採用多面電極的情況下，水平及垂直方向會有焊錫的吸引力，電極愈多面，則代表電極的面積差會變大，而如果焊錫的印刷位置或電極的大小有偏差，則元件會被拉引致接觸面積大的地方，產生所謂的立碑(tombstone)效應，也被稱為曼哈頓效應，這是一種焊接現象，是指片狀元件的一端抬起。為了避免產生立碑效應，ROHM的RASMID元件採用單 (底面)電極構造，因此只有底面才會產生拉力，不易產生立碑現象。

發展安裝技術  獲四家設備業者支持

東克己總結指出，為實現RASMID技術，ROHM的離散式元件生產本部共克服了五大小型化挑戰。除了上述的元件本身尺寸精度與電氣特性等兩大挑戰外，另外，RASMID系列超小型元件的安裝技術不同以往，因此周邊設備廠商的支持也非常重要，包括SMT打件機必須有所變革。到目前為止，已獲得4家打件機大廠的支持，與ROHM共同發展適用於RASMID元件的貼裝機器。ROHM還在Taping方面改良導引溝，以防止元件歪斜。

最後一個挑戰則是完成PCB的調整，東克己指出，「為讓客戶安心導入，我們反覆與封裝設備廠商協議，透過提供總計50萬個的大量樣品測試，全部確認OK，達成率是百分之百，完全沒有不良品出現。」整體而言，RASMID系列不僅追求產品的小型化，ROHM還站在客戶的立場，完整開發實用的安裝技術。

面對超微型化離散元件單價較高，客戶採用意願是否不高的質疑，東克己很有信地指出，採用超微型化電阻和二極體能有效降低整體物料清單(BOM)成本。這是因為元件體積縮減，則電極、焊接及焊膏尺寸都會跟著變小，成本自然下降；再者，採用RASMID元件所取得的微型化優勢，更能有效提升產品的附加價值，例如能將更多的空間讓給電池使用，如此便能提升產品的續航力。

佈局海外  期與台灣系統廠多方合作

此次在台灣盛大舉行的產品發表會，ROHM出席者除東克己外，尚包括ROHM台灣區董事長勝野英和、FAE海外系長水原德健、RASMID開發課課長玉川博詞，以及台灣區總經理吳茂盛等，顯現ROHM對台灣市場的重視。

當被問及RASMID系列元件，例如03015晶片電阻早於2012年便已提供樣品，為何遲至現在才前來台灣發表？東克己非常坦白指出，「這是由於過去兩年日本市場表現不振，再加上此元件需要許多周邊廠商的配合；相關條件發展到目前為止才趨於成熟，因此現在開始會更積極推動海外市場。」他並強調，ROHM非常看好台灣製造穿戴式裝置產品的實力，期望能與台灣相關業者有更多的合作。