不景气中不断涌现的低成本封装技术（三）

焊料

可存放在室温的全新产品

在今年的展会中，可看到许多致力削减成本的焊料新构想。今年不少参展商展出了可存放在室温下的无铅锡膏。很明显，具备成本意识的用户更加关注焊料的发展，迫使焊料产业开始採取行动。

一家焊料制造商的工程师表示，过去一年来，这个产业中有多家公司都快速开发出了可在室温下保存的锡膏。包括日本Nihon Genma Mfg.公司、Senju Metal Industry公司，以及Tamura公司等，都展示了可在室温贮存的锡膏产品。传统的锡膏在室温中会由于助焊剂挥发而导致黏度增加，因此通常储存在冰箱中。然而，若导电能存放于室温下，就不再需要使用冰箱，这可减少所消耗的电力，以及所流失的黏度损失，这些都有助于降低成本。

依照需求制作锡膏

日本Nihon Superior公司展出了所谓的“Fresh Paste”，是一种能让用户仅需准备所需锡膏数量的工具（图6）。过去，仅需使用少量锡膏的用户，通常会被迫放弃未使用的部份。新工具有助改善此一情况，减少浪费，还有助削减成本。该公司的一款套件约含250克的锡膏，并提供一系列旋转/搅拌混合的建议。该公司的这项展出是预先测试市场接受度，目前尚未决定推出样品。

图6为低产量用户量身打造的全新产品。
Nihon公司展示了“Fresh Paste”原型，包含了一罐助焊剂和焊粉。用户可在使用前立即混合二者来制作所需的锡膏。

此外，包括日本的Harima Chemicals及Senju Jetal Industry等公司，则提出了使用焊膏印刷形成数十微米凸块间距的建议（图7）。Harima Chemicals公司解释道：“行动电话需要数十微米的凸块间距，但目前是无法用印刷技术达成的。在别无选择之下，业者们只好选择打线接合的方式。”Harima公司积极推广其技术，并指出凸块的焊膏印刷不仅可减少粘着面积，还能持续降低成本。

图7用焊膏印刷制作超小型凸块
Harima Chemicals展示了一种“超级焊膏”，可形成间距35μm的凸块（a）。Senju Metal Industry则展出了采用锡膏形成80μm间距凸点的200mm晶圆（b），据表示，该晶圆是采用松下生产科技公司（Panasonic Factory Solutions）所开发的印刷系统来制造。

LED封装


同时实现高输出和低成本

LED的应用范围正从讯号显示扩展到包括LCD面板背光和照明等的广大市场。扩大应用的关键因素是不断降低的价格，同时也有许多技术为显示器应用提供成本低廉的LED封装。一般来说，这个领域可区分为较低的元件成本，以及更低成本的制造过程。

延长寿命的塑料

在诸如LCD面板背光和照明等应用中，经常使用输出超过1W的LED。这些高输出功率LED所产生的热量不仅降低发光效率，还会降低封装材料本身的品质。因此，目前的关键是解决这些问题，以及降低封装成本。

日本的松下电工（Panasonic Electric Works）已研发出一种可提高辐射性能的塑胶基板与散热器（图8）。像铝这类的金属基板虽然可提供更高的辐射性能，但成本相对更高。因此，该公司摒弃了金属，试图藉由改善塑胶基板的热辐射性能来延长使用寿命。松下电工改善了在两层铜之中将填料添加到塑料层的过程，将基板的导热效率从1W/mK提高到了 2W/mK或3W/mK。该公司解释道，目前塑料基板的热辐射性能比不上铝，但该公司将继续开发，以实现导热效率在2W/mK到3W/mK水准的商用化产品，同时也将进一步提高导热性能。

图8减少封装元件的成本。
松下电工透过改善塑料基板的热辐射性能，以及塑胶材料对热和光的阻抗能力来延长塑料基板的寿命。TDK-EPC公司的压敏电阻基板则无须使用齐纳二极体，便可保护大输出功率的LED免于静电放电的损害。

同时，日本Risho Kogyo公司则建议由环氧树脂转换到硅，藉此提高LED封装基板中的塑料使用率。该公司表示，当曝露在光、热等环境中，环氧树脂的寿命仅有数千小时，相对较短。在此同时，人们越来越关注可提供数万小时寿命的陶瓷材料，但陶瓷往往比塑料更加昂贵。据该公司透露，采用硅的新型塑料基板仅需“陶瓷基本的一小部份成本，但却可提供同样的使用寿命。”该公司预计2010年上半年开始提供样品。

日本TDK-EPC公司提出了可在LED封装中减少元件数量的方法。高输出功率的LED中通常内含一个齐纳二极体，以保护设备免受封装过程中所产生的静电电荷损害。TDK-EPC公司建议使用氧化锌（ZnO）压敏电阻，而非通常采用的氧化铝（Al2O3）子基板。即使在未使用齐纳二极体情况下，这个压敏电阻仍可释放电荷，并能承受高达12kV的静电放电。TDK-EPC目前正推出新压敏电阻基板的样品，并计划到2010年底前实现商用化。

采用塑料封装解决问题

京瓷化学公司开发出一种据称可降低处理成本的塑胶，可用于在LED封装量产应用，如压缩成型（图9）。该公司并未披露详细材料资讯，仅表示是一种热固性塑胶。通常，使用在LED封装中的硅塑料，其接合力较差，并具有用于反射的镀银，这使其不适用于压缩成型。此外，柔软的材料往往会在封装后导致导线变形，而且产品通常具有过度的透气性，容易使镀银恶化。

图9降低封装制程成本
京瓷化学的封装材料可用于批次制造，如压缩成型。DISCO提出了一种可让薄型蓝宝石基板更加容易处理的方法。佳能机械则展示了专为LED设计的黏晶机。

新开发的塑胶则解决这些硅胶的问题。与镀银的接合力是硅塑料的数十倍，硬度则是2～3倍。其渗透性因数则低于100。京瓷化学表示，该公司的量产目标价格将低于硅胶。目前客户正在进行评估。（未完待续 记者 木村雅秀 河合基伸 小谷卓也 大下淳一 久米秀尚）