電子產品不斷趨于微型化、輕量化,電子元器件不斷集成化,元器件的組裝和后續(xù)的生產工藝更加精密,自然而然地也對電子材料粘合劑(膠水)提出了更高的適應性要求。
隨著5G、人工智能、物聯網的飛速發(fā)展,電子產品不斷趨于微型化、輕量化和多功能化,電子元器件也不斷趨向于集成化。這就要求元器件的組裝和后續(xù)的生產工藝更加精密,自然而然地也對電子材料粘合劑(膠水)提出了更高的適應性要求。
3月17日,漢高(Henkel)亮相2021 SEMICON China,重點展示了其為實現系統(tǒng)性封裝的先進封裝技術、存儲器內部芯片堆疊的加工技術、氮化鎵和碳化硅技術、緊湊攝像頭模組及推動3D攝像頭模組粘接的智慧電子材料粘合劑解決方案。
圖:漢高攜粘合劑技術創(chuàng)新解決方案亮相2021 SEMICON China
在接受探索科技(techsugar)采訪時,漢高電子事業(yè)部市場策略經理劉鵬提到,膠水無好壞之分,契合客戶需求的膠水才是真正合適的膠水。電子材料膠水的應用場景非常廣泛,包括半導體封裝、模組組裝及后道整機組裝。
根據客戶提供的技術要求和CTQ(客戶技術需求),具體到每一個應用點,提供合適的膠水,是漢高一直以來的任務和目標。劉鵬表示,針對客戶定制化需求,漢高在電子材料粘合劑市場有以下三點優(yōu)勢:
第一,研發(fā)能力強大。漢高研發(fā)中心遍布全球,且各有所長,溝通“零障礙”,可實時共享所有技術資料和實驗結果。
第二,提供在線技術支持。漢高擁有遍布全球網絡的銷售和技術支持,能夠“真槍實彈”地派駐在客戶產線幫助客戶驗證膠水合適與否。
第三,穩(wěn)定靈活的供應鏈管理體系。漢高的供應鏈管理采購基于全球網絡,能夠很容易應對原材料斷貨等一系列突發(fā)情況,根據客戶生產需求,迅速調整生產計劃。
2015年,在攝像頭市場爆發(fā)式增長的前夜,漢高卡點切入該市場。進入市場后拿到的第一個應用就是漢高傳統(tǒng)強勢領域——芯片粘接。經過兩年的技術研發(fā)和積累,漢高推出了UV加熱固產品,該系列產品在2018年開始廣泛應用于模組工廠。借此機會,漢高和市場一起成長起來。
目前攝像頭的發(fā)展趨勢主要分為兩點,前攝趨于屏下,而后攝的升級則表現在單個模組越來越大,或使用更多攝像頭。這就對膠水的設計本身提出不同趨向的要求,進而傳遞到膠水的定制化需求。
圖:緊湊攝像頭模組解決方案 實現更高的成像質量
手機攝像頭對像素要求越來越高,從原來的4800萬延伸到6400萬,甚至1億像素以上。高清像素傳感器較之普通傳感器尺寸更大,粘接時易發(fā)生翹曲。劉鵬表示,為了解決傳感器與鏡頭匹配問題,控制翹曲,漢高專門開發(fā)了一系列圖像傳感器芯片粘接膠水。
攝像頭市場需求更多光學功能,如大光圈、夜景拍攝,對鏡頭主動對準工藝提出了更加嚴苛的精度和可靠性要求。漢高也提供了相應解決方案,以滿足不同技術需求的產品。
另外,3D傳感器滲透率也在不斷提高。3D傳感器功能強大,在3D建模、VR和AR方面都有很大的應用前景。蘋果推出Lidar,已經在iPad、iPhone上被廣泛接受,漢高也緊跟潮流,于2018年開始與相關模組工廠合作,研發(fā)相對應的膠水。
從市場層面來看,3D傳感器的應用未來會迎來爆發(fā)性增長。除手機之外,3D傳感器在智能家居和消費電子領域的應用也越來越廣泛。
針對模組市場,對膠水的發(fā)展則有以下三點要求。
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可靠性測試從原來的250小時到現在500小時,未來可能發(fā)展到1000小時以上。
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終端設計把產品賣點寄希望于模組技術迭代,對膠水提出了更多定制化要求。
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模組廠不斷擴產增能,膠水UV和熱固化也要求快速化,由原來60分鐘降到5-10分鐘。
膠水固化方式分為UV加熱固化、純UV固化、純熱固化和濕氣固化??焖俟袒那疤崾潜WC質量和性能,只有在質量和性能保證的前提下,加速固化時間對客戶才有意義。
而按照半導體技術的發(fā)展趨勢,對膠水的金屬材質兼容性、導電性、導熱性則有更高要求。膠膜市場需求的增長尤為顯著。芯片越來越薄且微型化,傳統(tǒng)膠膜乃至導電膠膜的使用量逐漸增大,傳統(tǒng)芯片膠最終將會被膠膜取代。
存儲器作為半導體行業(yè)三大支柱之一,在電子產品“輕薄化”過程中起到了十分關鍵的作用。為了滿足不斷發(fā)展的芯片堆疊要求,更薄的晶圓必不可少,因此有效處理和加工25μm至50μm厚的晶圓就變得十分重要。針對該類應用漢高推出了非導電芯片粘接薄膜,為用于堆疊封裝的母子芯片而設計,穩(wěn)定的晶圓切割和芯片拾取性能,適用于薄型大芯片應用,能夠有效助力于當今存儲器件的生產。
圖:BlueBox 3.0出色的組合
此外,漢高還提出了大功率芯片粘接解決新方案,推出了兩款以高可靠性和高導電導熱為特點的芯片粘接材料,一款是全銀燒結芯片粘接膠,不僅具有高導電率和高導熱性,還具有在線工作時間長,可加工性好的特點。另一款是漢高新一代半燒結芯片粘接膠,能夠通過燒結金屬連接,確保器件運行的可靠性。
漢高電子事業(yè)部半導體技術經理沈杰表示漢高對碳化硅大功率器件的發(fā)展尤為關注。以氮化鎵和碳化硅為代表的第三代半導體材料具有更高的禁帶寬度、高擊穿電壓、電導率和熱導率,在高溫、高壓、高功率和高頻的領域將替代前兩代半導體材料,具有巨大的發(fā)展前景和市場機遇。
芯片體積更小,集成度更高,散熱不可避免地成了亟待解決的問題,對于高導熱銀膠的技術要求也隨之提升。漢高在此方面擁有成熟的工藝,可以用壓力燒結實現200瓦以上導熱,也可無壓力燒結實現可觀的高導熱。
電子行業(yè)在中國蓬勃發(fā)展,并開始引領全球。漢高正逐步運用全球資源進行本地化探索,國內外均設有研發(fā)實驗室和工廠,有利于資源整合。
膠水粘接跟應用密切相關,因此漢高研發(fā)和技術支持實驗室均建立在客戶周圍,致力于做好技術支持工作。劉鵬透露,漢高電子事業(yè)部將在國內新建一個研發(fā)技術支持實驗室,繼續(xù)幫助客戶解決挑戰(zhàn)性的難題,并積極為不同行業(yè)的客戶持續(xù)創(chuàng)造更高價值。