從FINETECH JAPAN 2023看高機能金屬材料應用及發展趨勢

 

刊登日期:2024/1/22
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林柏維 / 工研院材化所
 
日本顯示器製造技術展(FINETECH JAPAN),2023年為第33屆舉辦。展覽主辦單位RX Japan在同期舉行 Highly-functional Material Week(高機能材料週)及Photonix(光雷射技術展);高機能材料週包含高機能薄膜展(FILMTECH TOKYO)、高機能塑膠展(PLASTICS TOKYO)、高機能金屬展(METAL TOKYO)、高機能陶瓷展(CERAMICS TOKYO)、接合展(ADHESION & BONDING EXPO)、塗料展(PAINT & COATING EQUIPMENT EXPO)以及永續材料展(SUSTAINABLE MATERIALS TOKYO),合計9個展覽同期登場。本文將著重在介紹高機能金屬相關廠商及材料應用之最新開發現況。
 
JX-Nippon Mining & Metals Corporation
JX金屬是一家業務範圍遍及全球的有色金屬企業,涉足與銅、稀有金屬等有色金屬相關的尖端材料生產和銷售,以及資源開發、冶煉、廢舊設備金屬回收等諸多領域。高附加值材料是智慧設備、通信基礎設施等不可或缺的材料。此外,以銅為首的有色金屬是其可應用減碳及資源回收等ESG永續治理之方式。
1. HA、HA-V2銅箔
(1) 產品用途
     可廣泛應用於光學拾取器用FPC、HDD用FPC、液晶模組用FPC、車載用FPC。
(2) 產品特點
a. 重結晶組織
通過晶粒變大和晶體方向一致性,實現了具有卓越的彎折特性(靜態彎曲特性)、滑動  屈曲特性(動態彎曲特性)、低回彈性、柔軟性、耐振動性的高性能壓延銅箔。退火後的晶粒明顯成長得更大,可以減小作為裂紋起源點的晶界面積來抑制裂紋的發生,其通過FIB-SIM對比銅箔截面的晶體結構分析如圖二所示。
b. 晶体取向的提高
HA、HA-V2箔設計使退火後的晶體方位明顯向著100的方向增加,因此晶界處錯位少,FPC在折疊、屈曲和振動時銅箔中不易累積變形,從而形成了能夠耐金屬疲勞和頸縮現象的銅箔,其晶體結構分析如圖三。
 
圖三、銅箔截面晶體結構分析
圖三、銅箔截面晶體結構分析
 
大同特殊鋼
大同特殊鋼株式會社(DAIDO STEEL Co., Ltd.) 創業於1916年、1950年設立,總部位於日本名古屋,新日本製鐵為其主要股東之一,主要經營特殊鋼鋼材、電子.磁性材料(高合金製品)、汽車鍛造品、產業機械零件、新材料(合金鋼粉、鈦合金產品)。
1. STARPAS坡莫合金箔
(1) 產品用途
用於高敏感度用途的高磁導率材料 (MEN® PC-2S) 和用於強磁場用途的高飽和磁通密度材料 (DF42N) 的金属箔。
(2) 產品特點
坡莫合金常指鐵鎳系合金,鎳含量在30~90%範圍內, 用電沉積工藝生產的鐵鎳合金(坡莫合金)箔是由金屬鐵、鎳兩種主要元素組成的金屬箔材,按照不同的合金比例組成,如圖四,其可分為高鐵合金箔、高鎳合金箔、INVAR合金箔等,其做成捲材如圖五。
2. 新式觸控製程用黑化膜用靶材STARMEDH-β1
(1) 產品用途
觸控式螢幕:大型觸控式螢幕、曲面觸控屏及5G的透明天線、5G的透明雜訊遮罩、光學感測器的透明加熱器等。
(2) 產品原理
大同特殊鋼開發出低反射率和耐久性俱佳的金屬網格電極黑化膜用靶材,使用該產品濺  鍍的黑化膜可以將銅(Cu)導電膜的反射率抑制10%至20%。並且,針對汽車用電子產品的環境測試(溫度85℃,濕度85%,1,000小時)結果,該黑化膜沒有出現導電性和顏色的變化。因此,相比于通常黑化膜的銅氧化物(CuO),可以適用於較苛刻的環境,並延長適用產品的壽命。還有,與用於觸控式螢幕透明導電膜的陶瓷基ITO(氧化銦錫)相比,本產品是不使用銦(In)等稀有金屬的金屬靶材。
(3) 產品特點
a. 低反射率:所形成的黑化膜可以將銅(Cu)導電膜的反射率抑制10%至20%,其黑化後低反射率驗證效果如圖七。
b. 高可靠性:該黑化膜經環境測試(溫度85℃,濕度85%,1,000小時)後也沒有出現變色和導電性變化,其環境測試可靠性比較如圖八。
c. 不使用稀有金屬,是易於回收利用的金屬靶材。
d. 可以通過與ITO相同的製程(濺射方法)進行成膜,其ITO成型方式如圖九。
 
圖七、STARMEDH-β1低反射率效果
圖七、STARMEDH-β1低反射率效果
 
大日本科研株式會社
大日本科研株式會社為致力於開發生產半導體、LED、觸控螢幕產業需求之曝光設備之製作商,於展會期間展出雷射直寫機台,該機台無需光罩即可進行圖案曝光,可節省製程時間及提升良率。
1. 無光罩曝光機
(1) 產品特長
a. 能夠用於研究開發、試作、小批量生產等的直寫曝光,外觀形貌如圖十。
b. 能夠對應半導體、電子零件、高端PCB、高密度封裝件、MEMS、FPD等的 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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