從2019高機能材料展看功能材料最新發展(上)

 

刊登日期:2020/6/1
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曹翔雁、劉彥群/ 工研院材化所
前言
由日本辦展集團Reed Exhibitions主辦的第10屆高機能材料展「Highly Functional Material Week 2019」於去年12月在日本幕張盛大舉行。該展集結了第29屆Finetech Japan、第10屆高機能薄膜展(Film Expo)、第6屆高機能金屬展(Metal Expo)、第8屆高機能塑膠展(Plastic Expo)、第4屆高機能陶瓷展(Ceramics Expo)、第3屆高機能接著.接合展(Adhesion & Joining Expo)、第2屆高機能塗料展(Paint & Coating Expo)以及首次一起展出的第19屆光雷射技術展(Photonix)等8個專業展同期舉辦,走一趟會場可以看到多面向的展示內容,吸引相當多國內外專家、買主進場(圖一)。本文將重點介紹該展中幾家主要廠商的展示內容,供國內讀者參考。
 
Highly Functional Material Week 2019 展場回顧
1. Denka
Denka本次共有2個攤位,在粉體方面展出包含5G通訊材料、粉體球形化及粒徑控制技術、導熱材料、隔熱材料、耐熱耐金屬材料等技術。5G通訊用粉體可分為低損失常數(low Df)以及高介電常數(high Dk)兩項,low Df的粉體種類包含BN、奈米級球形BN以及特殊處理過的球形SiO2,其可應用於網路路由器、網路轉換器以及數據伺服器的樹脂基板或是IC封裝等。而具有high Dk的球形BaTiO3可應用於指紋辨識Sensor的樹脂封裝(圖二)。
 
圖二、Denka 5G通訊材料規格
圖二、Denka 5G通訊材料規格
 
在粉體製程技術方面,Denka在Al2O3球型化的基礎技術上進行開發,目前可將高介電常數的BaTiO3、SrTiO3(開發品)、具有低折射率及高熱膨脹特性的MgF2、CaF2以及高傳導係數的MgO等進行球型化設計。而球形的Silica部分除了原有的0.1以及0.6 μm粒徑外,另外也增加1.0以及1.2 μm的粒徑尺寸進行開發(圖三)。
 
圖三、Denka粉體球形化說明及展品
圖三、Denka粉體球形化說明及展品
 
隔熱材料則是展出Polycrystalline Alumina Short Fiber (Al2O3/SiO2),纖維長度為3~5 μm、熔點大於2,000度。另外,也有展出新開發的斷熱材料,其中一款是CA6(Calcium Hexa-Aluminate),此材料屬於低密度(0.2 g/cm3)、低導熱係數的材料,最高使用溫度可達1,450度。另一個開發中的材料為Amorphous Silica,一次粒徑大小為數十奈米,導熱係數為0.05 W/m*K(圖四)。
 
在導熱粉體方面,除了有球型Al2O3外,也有BN (D50粒徑30 ~4 μm)、奈米級BN、新開發的球形MgO以及Silicon Nitride(圖五)。Silicon Nitride屬於燒結材料,除了具有耐磨損性、耐熱衝擊性外,也同時具有低密度、在高溫下仍擁有高強度等特性,可應用於陶瓷基板、半導體製造裝置等產品上(圖六)。
 
在膜材方面則有展出LCP Film、LCP FCCL、LCP CCL、LCP CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics)。LCP Film厚度可從25到400 μm且對銅箔的接著性良好,目前有開發品A & B 2種產品,開發品A其Dk約為2.8 (@10~100 GHz)、Df約為0.005(@100 GHz),開發品B其 Dk約為2.6 (@10~100 GHz)、Df<0.005(@100 GHz),未來主要應用在智慧手機的基板、基材與小型基地台或是電動車載上。與銅箔接著後可形成LCP FCCL,其 Dk約為3.36 (@35 GHz)、Df 約為0.002(@35 GHz)。若將 LCP 含浸做成 CCL板,則 Dk 約為3.02(@35 GHz)、Df約為0.0017(@35 GHz)(圖七)。CFRTP則是將Carbon Fiber含浸LCP後製成的樣品。Carbon Fiber與LCP的接著性良好,且CFRTP具有輕量化、熱膨脹係數低、較好的彎曲特性等,未來也可應用於車載上(圖八)。
 
2. Daikin
Daikin展出的技術則是以氟素為主,氟素的化學特性包含耐候性佳、耐熱性佳、難燃性佳、Low Df、低折射率、非黏著性等。因為氟素的Df很低,因此目前也是朝向5G應用發展的潛力材料之一,但因本身的接著性差,所以很難進行其他產品的應用。本次Daikin展出具有接著特性的氟素樹脂膜(PFA),表面處理過的PFA對於無粗糙化的銅箔擁有良好的接著性(≧1.0 N/mm),目前厚度最薄可達---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
圖九、Daikin展出的氟素相關技術
圖九、Daikin展出的氟素相關技術
 

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