日本東京NEPCON JAPAN & LIGHTING JAPAN & AUTOMOTIVE WORLD 2015特別報導系列(一)

刊登日期:2015/1/15
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黃淑禎、陳凱琪、張敏忠、陳品誠、邱國展、林晉聲、游勝閔、吳禹函、曾寶貞寄自東京

由日本最大辦展公司Reed Exhibitions Co., Ltd.精心策劃,亞洲最大級的電子封裝、製造專業展--NEPCON Japan 2015,與綜合LED、OLED照明的Lighting Japan 2015、次世代汽車綜合展Automotive World 2015,以及今年新企劃、初亮相的第一屆穿戴式元件技術展---Wearable EXPO 2015,今晨(1/14)在東京國際展覽會場隆重登場了(圖一)。


圖一、Lighting Japan 2015在業界領袖共同剪綵下揭開序幕

這場匯聚全球24國、1,834家公司(其中,海外廠商289家)參展的國際盛會,將從今起一連三天,在Big Sight展出最新的相關技術與產品,同步舉行的270場不同主題的技術研討會與趨勢分析講座,亦將在業界掀起一波與會風潮與熱門話題。

材料世界網/工業材料雜誌今年特別擴大與會陣容,邀請工研院內多位市場、技術專家共同赴日,將依不同專業領域,從不同角度切入,為國內讀者在東京現場提供最即時的第一手觀察報告。關心產業最新趨勢、掌握技術最新發展,敬請持續鎖定本系列報導。

展會現場觀察 
Lighting Japan 2015
台灣廠商參展踴躍
今年參加Lighting Japan 2015的台灣參展廠商包括光磊科技、台灣區照明燈具輸出業同業公會、和正豐光電、威力暘電子、咸瑞科技、洋鑫科技、Mean Well Enterprises Co., Ltd.、佳總興業、順集科技、凱源科技、建和豐科技、嘉德晶光電、嘉崧實業、昶旭能源等公司。光磊科技這次展示的主要為曲面LED電視牆、手機控制可調光LED燈,以及具高透光且可當LED顯示牆之玻璃基板高透光度LED牆,如圖二所示。該高透光度LED牆之LED燈源間隙約為16 mm,搭配細線寬,提高牆面之透光度。 


圖二、光磊科技展示玻璃基板之高透光度LED牆(右圖為左圖的放大)

KOHA公司
日本KOHA公司將LED應用在農業生產的防蟲害用途。KOHA實驗各種光波長對農業生產防蟲害的改善效果,如圖三所示,光波長對昆蟲的確有影響,該實驗組在570 nm(黃綠光)波長的效果最好。此可做為國內LED業者開發農業應用光源,包括促進植物成長或減少蟲害的參考。

   
圖三、日本KOHA公司將LED應用在農業生產的防蟲害用途

Evolight公司
LED除了在農業應用外,日本Evolight公司展示防水型LED燈,並將它應用在如圖四所示的觀賞魚養殖的水族箱光源。整個光源完全浸泡到水中,因此LED燈的防水封裝技術必須做到位。


圖四、日本Evolight公司將LED燈應用在觀賞魚養殖的水族箱光源

Nippon Electric Glass
日本玻璃大廠Nippon Electric Glass展示如圖五所示的OLED照明基板應用之35μm厚度的軟性玻璃(G-Leaf)。歐洲最大的研究機構Fraunhofer就是使用G-Leaf去發展OLED照明R2R(Roll to Roll)製程技術與設備。


圖五、Nippon Electric Glass展示35μm厚度的軟性玻璃

OLED相關
在OLED照明相關應用的展區中,去年受到關注的Takahada公司,今年同樣在醫療用照明展出相關展品。在日間光線較強的情況下,可開啟高色溫白光(如圖六左側),夜間時則可開啟低色溫模式(如圖六右側),並藉著OLED的高演色性,協助在醫療現場的正確判斷。


圖六、Takahada公司開發之日/夜醫療用照明

在住友化學的協助下,Takahada公司設計具有圖案化的雙色OLED面板(圖七),其中發光材料均採用住友化學所研發的高分子發光材料,並藉由塗布的方式製作完成,對於室內設計的光源來說,是相當特別的呈現方式。


圖七、Takahada公司開發之雙色高分子OLED元件

此外,Takahada公司也展出可調光之OLED照明元件(圖八),展品不斷在高色溫及低色溫間轉換,在不同的情境下可以調整適當的光色,為OLED在室內照明中增加更廣泛的應用。


圖八、Takahada公司開發之可調光OLED元件

韓國LG Chem公司由日本代理商展示的OLED照明元件效率均超過50 lm/W(@1,000 nits)。色溫在4,000的照明元件,壽命為30,000小時;色溫降為3,000,則壽明可提升至40,000小時,不過,售價並不便宜。目前最大尺寸為320 mm X 320 mm(圖九),根據代理商說明,所有規格均有販售,而最大尺寸的售價為1,000 美元。如何降低售價將成為OLED照明何時全面進入市場的關鍵因素。


圖九、LG Chem公司開發之大尺寸白光OLED元件

可彎曲的白光OLED元件目前仍是採用薄玻璃作為基板,效率及壽命均不受影響(圖十)。


圖十、LG Chem公司開發之可彎曲白光OLED元件


另外值得注意的是,Tazmo公司開發出的超薄型”無機”EL,在厚度上,幾乎與OLED照明元件不相上下,並且已可以做在塑膠基板上,如圖十一左側為45度角所拍攝,圖十一右側為90度角所拍攝,顯示厚度的確相當薄。


圖十一、Tazmo公司開發之超薄型”無機”EL元件

Tazmo公司也展出其他的應用,例如在地上所呈現的指示標示或是圖案,且該產品可承受人站立在上面的重量(圖十二)。這是截至目前為止,尚未看過的OLED面板所做的呈現。


圖十二、Tazmo公司開發之超薄型”無機”EL元件,可承受人站立其上之重量

在OLED相關技術部份,日本電氣硝子(Nippon Electric Glass)展出兩種具取光效果的玻璃基板。其一為高折射率玻璃基板HX-1,折射率從1.5提升至1.63,搭配外部取光膜片可讓OLED元件大幅提升其效率,另外也和Saint-Gobain Glass共同開發出具內取光層的玻璃基板,其表面粗糙度Ra可控制在0.5nm以下,符合後續ITO鍍膜之需求,但有關取光層之做法廠商不願意透露太多,只知道是採散射層的做法完成。

NEPCON  JAPAN 2015
近年來,由於IC半導體構裝技術發展趨向於高密度、堆疊式構裝(PoP)以及3D-IC構裝,在半導體構裝材料相關的會場裡可發現許多大廠紛紛參與此次的展出,並推出許多新的材料與設備技術。
積水化學工業株式會社 (SEKISUI)
積水化學是日本知名的電子材料大廠,這次也沒有缺席這一年一度的盛會。積水化學的材料技術相當多樣,此次因應目前手持式電子裝置快速運算、薄型化、高密度的需求,開發相關的電子構裝材料技術,包括面板相關的光學膜、Adhesive Film;UV硬化的封止劑、低溫硬化樹脂;驅動IC封裝材料Anisotropic Conductive Paste,可以分別符合點膠(Dispense)或是印刷封裝(Screen Printed)的構裝製程;以及積水知名的微粒子(Microsphere);不只是導電微粒子技術,還包括Gap Control Spacer。展出的材料之一是Build-up Film材料,具有low CTE (CTE= 24.5 ppm/℃), Low Df (Df=0.0055 @5.8GHz)以及低表面粗糙度(Ra<100 nm)等特點。

SEKISUI也發展黏著劑材料技術(Adhesive Materials),瞭解客戶的需求,開發遮光部硬化技術(Shadow Area Curability: UV後硬化技術、濕氣硬化技術、低溫硬化技術)、光學調控技術(Optical Control: 折射率調控、光透過率調控)以及機能性材料技術(Functionalization: 低滲透率、厚度調控、黏度調控),依應用不同而生產Photolec A, E, S及F等不同硬化系統的材料技術產品。SAP材料 (Self Assembly Anisotropic Conductive Paste)是積水的異方性導電膠,應用在FPC與Substrate的黏著,熱硬化的樹脂膠材中含有Solder Particles。當構裝元件加熱時,Solder Particles熔融,與電極接合導通,這種構裝製程需要加熱、不需加壓,所需溫度可以是140℃×3min.或是180℃×30sec.,此Epowell AP系列材料已經通過Thermal Shock、耐濕性等信賴性測試。積水化學在精密微粒子材料技術上一直都居於龍頭的地位,此次展出的是Gap Control Spacer粒子,該微粒子具單一分佈粒徑,並能依應用產品進行表面金屬電鍍的處理。除了能具有高度共平面性之外,也能吸收Solder Ball多餘的應力、增加信賴性(圖十三)。

 
圖十三、積水化學Gap Control Spacer

信越(ShinEtsu)
矽膠前兩大廠商:信越(ShinEtsu)及道康寧(Dow Corning Toray)在今年的展會上不約而同均展出新的LED相關構裝材料。信越展出的內容如圖十四所示,包括:LED透明封裝材料(LPS-3570系列)、COB封裝材料(LPS-3426)、固晶膠(LPS-8448系列)、晶圓級CSP-LED構裝材料及車用元件封裝材料技術等。LED透明封裝材料LPS-3570系列為苯基系矽膠,強調的特性包括高耐熱性及高阻氣性(耐硫化性);固晶膠LPS-8448系列為甲基系矽膠,與傳統固晶膠相比,主要提昇的特性在耐熱性及較低的揮發物(Outgassing)上。


圖十四、信越LED元件相關構裝材料

此次信越首次展出車用元件封裝材料,包括:LED元件用封裝材料(LPS-2434)及半導體元件用封裝材料(SMC-762)。前者利用降低封裝材料在低溫時彈性模數的技術,使得車用LED封裝元件能夠通過更嚴苛的溫度循環可靠度測試;後者則為了同時兼顧低應力及低熱膨脹係數的材料特性,捨棄傳統利用Silicone Particles降低材料應力的技術,改用Silicone Epoxy Hybridization技術來達到兼顧低應力及低熱膨脹係數的材料特性,而得以通過耐Crack等可靠度測試。

道康寧(Dow Corning Toray)
道康寧今年也展出新開發的LED構裝材料,包括MAP/PLCC用的透明封裝材料、COB相關構裝材料及開發中的CSP-LED用構裝材料。MAP/PLCC用的透明封裝材料OE-7600系列亦為苯基系矽膠,強調的特性也是高耐熱性及高阻氣性,其中OE-7651N其透水率為10 g/m2/day,透氧率則僅有610 cm3/m2/day。在CSP-LED用構裝材料,則包括螢光膜(Phosphor Film)及反射材料(Die Edge Coat),螢光膜可以整片貼合在MAP 或Wafer LED上,再進行Dicing;Die Edge Coat反射材料則是利用點膠製程塗佈在CSP元件四邊,用以增加元件出光效能。 

ZEON公司
ZEON公司之ZeonorFilm(圖十五)相較於傳統PET膜,具有高絕緣、高平整與低吸水率之特點。透過此特點,可將銅導線良好的電鍍上去。由於其表面平整,因此與銅線附著力大幅上升,並且可具有高導電率、可撓性,以ZeonoFilm與雙面銅網狀結構堆疊形成具有透光、可撓與導電之觸控軟板,在展場展示之產品經實際檢視,在以斜角觀察可以發現有些微銅紅色澤顯現,如此應用在可視產品可能較難被使用者接受,但是應用在戶外空間的互動式面板,相信是一項兼顧成本、特性、耐用之產品選擇。


圖十五、ZEON公司之ZeonorFilm展示

SEIREN公司
SEIREN公司提供完整的Inkjet Printing Total Solution,該公司自行開發相關材料,在展場中展示之產品包括有色塗層、蝕刻材料、有機導電薄膜等,其中利用碳黑粒子混合在樹脂之中形成黑色塗層(於玻璃之上),經過實際測試,無法利用指甲刮傷與刮除,具有不錯之機械特性,並且可透過製程與材料調控其眩光度。此外,在蝕刻材料的應用上,該公司利用Inkjet技術塗佈不同大小之蝕刻油滴,進而控制玻璃表面的蝕刻抗眩結構,如此產生的抗眩結構將不會如一般塗層具硬度不良的缺點,並可簡單透過Inkjet特性調整所需呈現的織構形貌,如大小、間距等(圖十六)。


圖十六、SEIREN公司之展示

OKITSUMO公司
OKITSUMO公司的主要產品為各種耐熱塗漆,其中展示了LED模組之耐熱白色塗料,透過此塗料塗布在封裝完的LED模組上,第一個優點是透過高反射降低電路板的熱累積;第二個優點是高反射可作為模組之背反射板,讓整個模組發光效率提升。另外一項產品是高絕熱漆,是利用Sol-gel法製成Aerogel型態,再將Aerogel製成粉體混入油漆中。其特點是高絕熱性與低濕潤性,在住宅、廠房相關絕熱材的應用上提供一種成本低廉的解決方案,如圖十七展品,透過底板以攝氏50℃加熱,相較於一般塗漆的燙手感覺,觸摸絕熱塗漆位置並不會覺得燙手。


圖十七、OKITSUMO公司的耐熱塗漆展示

Wearable EXPO 2015
今年首度登場的穿戴式元件技術展可稱得上是展會焦點中的焦點;整個會場擠滿了參觀人潮,差堪以萬頭鑽動、水洩不通比擬。多家廠商都推出Demo活動,排隊嘗鮮的人龍更增展會熱烈的氣氛。

目前可撓式基板材料種類包含有塑膠、薄型金屬及薄玻璃等,但為符合穿戴式的需求,薄玻璃並不適用,近年來穿戴式裝置龐大的商機及日漸遽增的需求,在1st WEARABLE EXPO中不乏製作可撓式基板的廠商,以NAKAI INDUSTRIAL GROUP為例,主要產品以Super Hardcoated Film為主,可以應用在穿戴式顯示器上。此多用途軟性電子基板技術提供具專利性的軟性基材,他們在PET基板上鍍上特殊材料,使得基板具有抗刮(可達5H~9H,根據JIS K 5600測試標準,並經由SW#0000 1公斤荷重下1,000次來回測試無刮痕,如圖十八)、耐溶劑、耐熱性、抗油汙/指紋及具有可加工性,同時並保有塑膠基板的透明性(全光線穿透率90 %以上)、可彎曲性及對人體無毒性,當高硬度鍍膜處理面向內彎曲時,無論是硬度為2H(耐刮性)、5H(高硬度)還是9H(超高硬度)的基板(圖十九),其彎曲程度可達2 mm φ。


圖十八、Super Hardcoated Film經鋼刷來回測試無刮痕


圖十九、整捲可撓式9H Super Hardcoated Film

當高硬度鍍膜處理面向外彎曲時,硬度為2H的基板彎曲程度仍有10 mm φ。整體基板厚度在75 µm ~ 188 µm不等,可視需求性不同做調整,以滿足日益增加的軟性顯示器市場需求及商機,可提供全球高度成長的腕戴式裝置、智慧型手持裝置、軟性醫療感測器等市場(圖廿)。
為了提供輕薄可彎曲、更能符合人體工學的穿戴式產品,各家廠商積極發展軟性電子的研發,相關技術未來也可廣泛應用在電子紙、觸控、數位X光片、OLED照明等領域。


圖廿、Super Hardcoated Film彎曲度

Car Electronics技術展
日本ZMP
在汽車電子展場中,日本ZMP結合各式感測元件,架構一台概念車(RoboCar),是一台Plug-in Hybrid Car,可結合雲端運算技術互聯於世界各處,如圖廿一所示。


圖廿一、日本ZMP公司開發之RoboCar

Rohm
日本Rohm也針對Connected Car開發出各式對應電子元件,包含主被動IC元件、Power Device、感測元件、抵抗器、通訊模組及LED照明等部品。例如金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET, Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)與SBD (Schottky-barrier diode)使用之SiC功率模組(圖廿二)。


圖廿二、MOSFET與SBD使用之SiC量產功率模組

Sanyu Rec公司
在車用電子元件封裝材料方面,日本Sanyu Rec公司開發一液型與兩液型高導熱環氧樹脂,具有高導熱性(3.8W/m*K)、低膨脹係數(16ppm/oC)及高耐熱(110oC)等性質,此類型散熱封裝材料可用於Ignition Coil(圖廿三)與Inverter Module(圖廿四)等部品。

 
圖廿三、Ignition Coil    

               
 圖廿四、Inverter Module

研討會精摘
開展第一天,首場Keynote演講的主題設定為:”汽車廠技術首腦談未來技術戰略”。Honda技術研究所針對未來行動社會架構,提出”Waku Waku”價值(Waku日文意義為興奮之情湧上心頭),即創造積極向上的社會氛圍,而為了符合乾淨能源環境,汽車將以氫氣為能源,結合雲端、互聯及巨量資料等技術,開發未來下世代行動社會藍圖。福斯汽車也提出90%汽車產業創新來自電氣與電子元件,其中功能包含資訊與導航、安全與服務、遙控、系統整合及App連結等功能;歐盟方面預計2018年立法,未來汽車必備「交通事故自行通報系統」。2015年汽車型態將有50~70%為Connected Car,其產值約310億歐元,到了2020年其產值將更提高到1,100億歐元。另外,Mirrorlink、 Apple和Google也積極開發相關技術因應。福特汽車也於會場提出類似發展規劃,節合品質、綠能、安全及智慧等功能開發汽車相關技術。

在Lighting方面,今年主辦單位有安排2場基調演講與1場特別演講。第1場基調演講是由Philips公司的Jeffrey Cassis報告”Delivering the Promise and Potential of Digital Light”。Jeffrey提到3個主要趨勢,包括世界人口持續增加、全球20%電力用在照明(因此需要更節能燈源)、智慧照明發展等推動節能照明如LED的發展。日本2010年的LED滲透率僅有13.5%,到2014年底就成長到66.5%,預計2018年全球LED滲透率將達60-65%。Philips非常看好智慧照明的發展(需要如LED的Digital Lighting),也積極投入相關產品的開發(例如偏避街道的路燈可以和個人資訊系統做連結,可以依照是否有人的實際狀況調整照明需求,以達到更充分節電的功能)。此概念未來可望和物聯網(Internet of Things)或個人穿戴裝置(Wearable Devices)的發展相結合。

第2場基調演講是由OLED的發明人鄧青雲教授主講”Progress in OLED Display and Lighting Technologies”,主要分享OLED在顯示器與照明的應用和發展。鄧青雲教授認為OLED應用在顯示器及照明的最大關鍵就是成本因素,他引用LG Chem的資料,如圖廿五與圖廿六所示,2014年3,000 cd/m2 亮度OLED照明的壽命已經達40K小時,效率已達100 lm/W,預計至2016年,3,000 cd/m2 亮度的壽命將提高到60K小時,效率可達140 lm/W。其功能皆能與LED匹敵,但短期內,OLED照明在成本上還是很難與LED有所競爭,若能整合OLED Display的資源及技術以降低成本,未來仍非常有希望佔有一席之地。


圖廿五、LG Chem OLED照明面板壽命趨勢


圖廿六、LG Chem OLED照明面板效率趨勢

在特別演講的部分則是由Osram公司的Tetsuya Taki分享” The Transition to Solid State Lighting: Trends and Challenges”。Tetsuya提到照明的發展,如圖廿七所示,從19世紀的傳統照明、20世紀初的數位照明(固態照明),到現在的智慧照明,以及如圖廿八所示的,未來將成為物聯網一環的照明發展。

 
圖廿七、照明的發展


圖廿八、未來照明將成為物聯網的一環

2015年NEPCON JAPAN、LIGHTING JAPAN及 AUTOMOTIVE WORLD 正在冷冷的東京熱鬧開展。更多看展心得與研討會重點,將在明天的特別報導中呈現,敬請持續關注。

以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群:黃淑禎、陳凱琪、張敏忠、陳品誠、邱國展、林晉聲、游勝閔、吳禹函、曾寶貞來自東京NEPCON JAPAN & LIGHTING JAPAN &AUTOMOTIVE WORLD 2015現場的 Live 報導。 

相關報導:
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