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    媽呀! 成大做出「鋁」導線了

    洪飛義教授說,成大團隊做出可用於晶片燒球打線接合的精細鋁線,關鍵在將鋁線表層再鍍一層奈米鋅層,成功克服障礙。(記者王捷翻攝)

    洪飛義教授說,成大團隊做出可用於晶片燒球打線接合的精細鋁線,關鍵在將鋁線表層再鍍一層奈米鋅層,成功克服障礙。(記者王捷翻攝)

    2016/04/21 19:18

    〔記者王捷/台南報導〕上過物理課都曉得,金、銀或是銅的導電性佳,因此大多製作成電線,IC或LED晶片封裝也多採用金、銀或銅線。不過金線銀線不稀奇,成功大學竟然把導電性、延展性都差的鋁,做成比頭髮還要細的導線。

    IC或LED晶片封裝,現多採用金、銀或銅線用來「打線接合」(Wire bonding),打線接合又稱電路架橋,是IC或LED產業晶片封裝重要製程之一,用以連接晶片與封裝基板或導線架,以發揮電子訊號傳遞的功能。

    打線接合概分為壓合(wedge)、球型接合(ball),全球晶片9成採用球合技術,金、銀、銅是主要線材,但黃金1公斤價格約2百萬元,銀1公斤約4萬,銅1公斤也約220元成本較高,鋁雖然1公斤約60元,但可惜導電、延展性都不高。

    成大材料科學及工程學系教授洪飛義、呂傳盛多年來不斷研發,希望讓鋁也成為晶片封裝所需的球型打線接合材料之一,讓平庸的線材也能挑戰高階光電晶片,辛苦4年終於獲得突破性的成果。

    洪飛義、呂傳盛花費4年時間在鋁材料的應用獲得重大突破,碩士生朱冠銘、博士生曾譯葦兩人屢敗屢試,推測或許鍍鋅層太穩定造成反效果,嘗試在鍍鋅層略穩定即去燒鋁線,帶來了期待許久的結果。

    經分析發現,原來鍍鋅層容易再氧化成氧化鋅層,這將讓鋅失去了應有的活性,才遲遲無法讓鋁線呈現燒結成球的特性,最後成大團隊終於研發出直徑18微米且能夠燒結成球的「打線接合」,親民的價格將大幅降低生產成本。

    洪飛義與呂傳盛的團隊已經成功將奈米鋅層鍍在精細鋁線,並藉由活化熱處理提升線材的強度與韌性,掌握到可以燒結成球的精細鍍鋅鋁線,開啟了鋁導線應用的新紀元。此一技術已獲得台灣發明專利,近期也將取得中國的發明專利,相關的學術論文將於7月公開發表。

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