工業材料雜誌十月推出「印刷電路板」與「熱電材料」技術專題

刊登日期:2014/10/8
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 印刷電路板技術專題 
台灣以完整的上中下游產業供應鏈、快速交貨/彈性生產模式及成本控制等優勢,以 31%市占率成為全球電路板最大供應國,預估今年我國 PCB本業、相關材料與設備產值將可達到 8,000億新台幣,為僅次於半導體與面板的台灣第三大電子零組件產業。此外,為因應物聯網( IoT )與雲端運算以及新世代各項寬頻通訊之需求,發展高速伺服器與更高傳輸速度之手機已成市場之趨勢,而 PCB正是整個傳輸過程中的關鍵。工業材料雜誌十月號特別推出「印刷電路板」技術專題,針對高速電路板的關鍵核心技術以及相關主要材料技術與市場發展加以說明,包括台灣印刷電路板產業以及高頻/高速基板與銅箔技術發展與市場趨勢,還有高頻介電常數與損耗因數之量測等。透過本專題的主題式探討,協助 PCB相關業者掌握未來發展趨勢,迎接高頻高速傳播的印刷電路板商機!

台灣 PCB產業已在台灣和中國大陸兩地設立生產工廠,在台商持續擴廠和增加產能的推促下,使台灣成為全球第一大 PCB供應國家。終端電子產品的銷售程度,影響著台灣 PCB產業的成長幅度。「台灣印刷電路板產業未來趨勢展望」一文扼要分析全球及台灣 PCB產業趨勢,指出台灣 PCB產業未來可投入的應用領域,如高速高頻材料需求、車用 PCB、穿戴式產品等。並引述「台灣電路板推動白皮書」,列出六大發展方向,匯聚業界共識,集合政府與產業的力量,共同推升台灣電路板產業在 2020年躍升為台灣新的兆元產業。
 
蘋果電腦的 iPhone開啟了智慧型手機潮流,使得手機具備越來越多功能,下一代 4G/5G手機將擁有高通訊寬頻及快速影音傳輸下載,以及更強大功能的多媒體功能,加上雲端科技在未來幾年必然迅速發展,不論軟板或硬板,對於高頻基板的需求將會大幅成長。而電路訊號傳輸的高頻化,基板材料是一主要的關鍵,因此,低介電與低傳輸損失的基板材料將是未來高頻化的主要訴求重點。「高頻/高速基板技術發展與市場趨勢」一文首先說明高頻的定義與需求,並搭配實例分析,彙整松下、日立等國際大廠已商業化高頻材料的種類與發展。接著針對高頻軟板技術與材料如無膠軟性銅箔基板與覆蓋膜材料做一介紹,以提升我國材料研發自主之實力!
 
近年來,隨著雲端、4G通訊、穿戴式裝置及物聯網等新應用的發展,傳輸速率要求逐年升高,帶動高階銅箔產品的開發。高階銅箔市場向來由國外指標大廠佔領,而低階及泛用銅箔在中國技術方面逐漸迎頭趕上的雙重困境下,國內銅箔產業將如何迎接高頻、高速傳輸的物聯網時代?「迎接高頻高速物聯網時代—銅箔產業因應之道」針對壓延、電解銅箔的市場與技術現況,以及高頻高速傳輸時可能遇到的問題進行探討,並尋求後續發展之道。深入的分析探討,不可錯過!
 
在高頻高速電路中,材料的電氣特性與信號的傳播速度、衰減以及元件的尺寸,具備環環相扣的相關性。如何快速得到精確的材料寬頻及高頻特性儼然成為一個重要的議題。「高頻電路板Dk/Df值量測」一文針對材料分類、數種材料的 Dk/Df 值及測量方法進行詳細說明,並介紹目前工研院在材料量測方面的研發成果,以提供讀者精確量測的方法。
 
 熱電材料技術專題 
過去十年,熱電材料技術在奈米科技的推波助瀾下掀起新希望,帶動新一波的研究風潮,並促使低溫熱電材料(Bi2Te3系)的熱電優值( ZT )突破以往的瓶頸。工業材料雜雜誌十月號特別企劃「熱電技術」專題,除了從今年國際熱電會議( ICT 2014 )之論文發表觀察剖析全球熱電技術發展現況與未來方向之外,也與讀者分享國內在奈米結構高ZT熱電材料之發展及熱電模組最佳化設計與模擬,以及如何運用橫向席貝克係數來提升薄型熱電元件之性能等相關議題,透過此專題,希望讓大家更清楚掌握國內外熱電技術之最新發展與趨勢。
 
一年一度舉行的國際熱電研討會( ICT ),是熱電領域最重要且知名度最高的研討會,相關學術研究及產業機構,均在此場合發表本年度重要的研究成果,並就熱電技術的過去與未來進行檢討與展望,是瞭解目前國際上對於熱電技術發展情況的最佳場合。「由 ICT 2014國際熱電研討會觀察全球熱電技術最近發展趨勢」一文,針對 ICT 2014國際熱電會議在材料、模組及系統應用的發展現況做重點摘要及整體介紹,提供我國發展熱電技術及產業一個參考方向。
 
近年來,由於國際原油價格不斷攀升,能源問題浮現,尋找石油外的替代能源已經是各國政府的首要目標。除了永續性的生質能源之外,該如何徹底應用現有能源也是發展方向。熱電發電可將廢熱轉換成電能,且具不受空間及經濟規模限制等優勢,適合應用於中低溫之中小型廢熱回收,而熱電發電之能源轉換效率,正取決於材料之熱電優值( ZT )。「以奈米結構概念提升熱電材料 ZT值」一文介紹微米/奈米、微米/奈米+奈米析出與奈米析出等奈米結構複合方法,以提高低溫( Bi2Te3 )與中溫熱電材料( PbTe )之熱電優值,為實現商業化目標,提供一份助力。
 
相較於傳統熱電元件中熱流方向與所產生電場方向相互平行的關係,橫向熱電效應則是指材料在縱向的溫度場作用下可產生一橫向的電場,該現象是由於材料具高度非均向熱電傳輸特性所造成。一般在單一均勻相材料中不易發現此一效應,但透過兩種具有高度熱傳導與電導特性差異的材料以層狀堆疊方式製備之複合材料,則可達到此非均向熱電傳輸特性的需求,得以產生明顯的橫向熱電效應。「橫向熱電效應原理及應用介紹」一文特邀國立清華大學廖建能教授,針對橫向熱電效應的基本原理、材料特性、元件架構與相關應用做詳盡介紹。透過本文可對今後熱電發電與致冷元件的設計提供更多的彈性,同時刺激出更多不同應用的想法。
 
熱電元件之熱電轉換效率與輸出功率,為熱電模組重要的兩個功能特性,為提升熱電材料應用之效能,必須了解熱電材料內部的熱傳遞與電性特性。以有限元素法之 COMSOL多重物理耦合分析模擬軟體可建立三維熱電產生器模型,進行熱電元件及模組的設計與分析,模擬熱電產生器運作方式。「熱電模組之熱電轉換效率及功率輸出模擬計算」一文中,利用 COMSOL多重物理耦合分析模擬軟體,計算熱電元件中熱電材料厚度、電極板厚度、接觸電阻抗與接觸熱阻抗等參數對熱電模組效能之影響。透過合理的模擬結果,可知不同熱電模組設計的熱電轉換效率與輸出功率,並建立熱電模組效能計算技術,以實現熱電模組結構之最佳化及優化設計。
 
主題專欄 
在主題專欄的部分,有鑑於半導體生產設備產業已成為兩岸政府鼓勵發展的策略性產業,「兩岸半導體生產設備產業發展現況與趨勢」一文詳細介紹台灣與中國大陸半導體生產設備產業與主要廠商、產品發展現況,關心半導體設備發展的讀者們可做為參考。IC封測產業一直是台灣半導體產業供應鏈上重要的一環,「全球IC封測產業趨勢與展望」一文針對全球的IC封測產值、IC封測業者動態與策略、新興封裝技術進行論述,對全球IC封測產業進行全面性的剖析,掌握IC封測現況,此文不容錯過。
 
熱門關鍵字中絕對榜上有名的3D列印,為2014年十大技術趨勢之一,美、德、日等國家均積極投入研發,「3D列印材料應用與發展」一文探討3D列印相關材料目前在國際應用市場之發展趨勢與市場規模預測,閱讀此文可帶您掌握3D列印技術的即時動向。「從Samsung Galaxy Round與LG G Flex探索Flexible AMOLED技術成長的契機」,針對韓國業者的競爭力與策略動向進行解析,可做為有意投入Flexible AMOLED的台灣廠商參考。矽光子可發展成可操縱光訊號、奈米等級的積體化晶片,是一項相當具有競爭力的技術,「矽光子積體化技術在光傳輸應用之展望」一文介紹這項可望改變未來電腦運算方式的尖端技術,包括矽光子技術層面,發展現況、雷射光源技術、光耦合技術,以及我國在矽光子積體化技術的產業現況及未來發展趨勢。
 
可承受高溫製程的高性能高分子在晶片或晶圓級封裝材上,具有相當的運用優勢,若賦予其感光性,使其可藉由微影製程得到所需的線路圖形,不僅可以縮短製程工序,更可以提升良率與可靠性,「感光性高分子在先進構裝之應用與發展趨勢」一文針對泛用的機能性感光高分子材料特性及其應用於先進封裝的狀況作一介紹,可供我國材料商掌握進入的先機!
 
近年來,鈣鈦礦型太陽電池(Perovskite Solar Cells)的快速演進,無論在一步驟製程或兩步驟製程製備Perovskite薄膜均有明顯突破,「鈣鈦礦型太陽電池的新突破與機會」一文針對鈣鈦礦型太陽電池的材料、製程差異、電洞傳輸材料及元件結構最新發展作系列比較說明,帶您深入認識這項技術。最後,本期材料愛說笑以「球是圓的」為主題,以運球原理及使用材料的角度分析球體,在輕鬆閱讀中窺見其中的學問!
 
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