御風而行,自在駕馭的助力
智慧座艙以人性化、沉浸體驗為訴求。近期國際展會上常見越來越大的曲面顯示屏,如:橫跨駕駛艙一體化內裝的柱對柱(Pillar to Pillar; P2P)顯示屏;另一方面,顯示面積越多影響駕駛安全的可能性也變多,如何提升駕駛專注力的設計也應運而生,如:防止屏幕反光或副駕娛樂屏的隱私膜等。各種新需求在在顯示以「第三生活空間」核心為主的智慧座艙,未來發展仍有很多可布局之處,從數位儀表板、抬頭顯示器(HUD)、車用資訊娛樂、液晶顯示屏、透明顯示、浮空觸控螢幕等,系統涵蓋範圍極廣。
「智慧座艙高頻通訊材料技術發展與應用」報導,智慧座艙隨5G、自動駕駛與AI技術發展而快速演進,同時帶動高頻通訊材料需求提升。為確保低延遲、高速穩定的訊號傳輸,材料需具備低介電常數(Dk)、低損耗(Df)、高耐熱性與低吸濕性。當前市場主流高頻材料包括PTFE、LCP、MPI等,廣泛應用於毫米波雷達、5G/V2X車聯網、HUD顯示與高頻天線模組。然而,由於PFAS法規影響,無氟或低氟材料是未來趨勢,LCP與MPI成為潛在替代方案。未來材料發展將聚焦於無氟或低氟技術、超低粗糙度銅箔與環保材料,以滿足6G通訊與智慧座艙的需求,推動智慧座艙朝向高效能與環保方向發展。
「電致變色於車載顯示器運用」一文說明,電致變色技術是一種材料在外加電場作用下改變其光學性質(如:顏色、透明度或反射率)的現象。此技術源於1960年代,最初研究集中於無機氧化物材料,如:氧化鎢(WO3)。隨著材料科學的發展,在各領域的電致變色材料都有逐步進展,使得技術性能大幅提升,應用領域也日益擴展。近年來,電致變色技術發展重點是朝著快速退/變色速度、高對比度、低功耗與雙穩態技術邁進,在元件製程上則往柔性方面進行,在這樣發展基礎下,電致變色有利於智慧汽車與智慧座艙運用。
「高深寬比材料於防窺片上的應用」指出,車用防窺片的發展,在考量資訊隱私與駕駛安全的雙重因素下,已成為車載顯示器技術的重要議題。傳統防窺片受限於製程技術,難以兼顧防窺效果與顯示性能。藉由高深寬比光阻技術的應用,為光學結構設計帶來高度彈性,不僅在微米等級實現精細線路結構,更提供材料微結構多元化設計空間,有效提升防窺效果並改善顯示性能。此技術突破了傳統製程的限制,為車載防窺片的發展注入新動力。高深寬比光阻技術的導入,為車用防窺片的發展開啟了全新篇章。透過不斷精進材料特性與製程技術,未來的車載防窺片將能提供更完善的隱私保護、更優異的顯示效果以及更多元的功能整合,為駕駛者打造更安全、便捷、舒適的用車環境。
隨著近年車輛中電子元件的大量使用,人車交流介面的需求提升,使得車用面板市場大幅拓展,提升了車用光學透明膠材的需求。然而車輛所用之膠材與電子產品膠材需求不同,因車內所接觸的溫度、濕度皆比傳統面板使用環境嚴苛,導致車用光學透明膠材需要更高的耐候性。「車載顯示器用光學膠」首先對於各式車用膠材特性與適用場合做一介紹,並條列當前常用的兩種耐UV與老化測試方法;再針對最適合使用於車用面板光學膠材的壓克力膠之技術沿革進行整理;最終介紹工研院材化所目前開發的高生質壓克力膠材料概況後進行總結。期望透過本文的介紹使讀者更加瞭解車用面板膠材之特性、規範與使用場景,促進車用膠材料的技術交流,並幫助國內產業走向更客製化、更節能低碳化的未來。
「透明基板與感光絕緣材料技術」智慧座艙將成為各種場域中沉浸式互動體驗的嶄新生活趨勢。透明顯示器不僅有流行的抬頭顯示器,還包括可用靈活的Micro LED透明技術,使擋風玻璃和窗戶能夠充當車輛顯示器。具有優異機械與熱性質的無色聚醯亞胺(CPI)即為可應用於透明顯示器、軟性顯示面板、可折疊窗戶、智慧座艙、智慧窗、太空船座艙等的重要材料。此外,透明感光聚醯亞胺(PSPI)具有低介電、高解析度與良好抗化性等特性,可大幅提升先進的封裝技術,朝整合更多異質晶片進行,最終應用於透明顯示、高速運算AI和專業性電子產品。
當車子越來越聰明,將創造出第三生活空間,讓乘駕者在移動過程中可從事更多活動,如會議或娛樂等。要讓車輛智動化,各種感知、回饋元件及座艙電子勢必將大幅增加,而為了讓這些零件能夠與內飾結合,內飾設計及組裝工序相對地變得複雜化,製造一輛智慧車增加更多污染、碳排與能耗。在全球推行淨零碳排浪潮下,如何在科技進步與環境永續取得平衡是目前車廠需解決的問題,「低碳車用顯示一體化成型技術」分享如何運用低碳車用顯示一體化成型技術,解決座艙在減碳、智慧、輕量與安全化的目標。
智慧座艙顯示科技逐漸成為車用技術的重要發展方向,其中,車用顯示面板的光學微結構技術憑藉其在光學性能上的顯著優勢,為智慧座艙的多元顯示需求提供了解決方案。「車用顯示面板光學微結構技術」從光學微結構技術的基本原理出發,探討其在智慧座艙顯示中的應用價值,並通過分析光學微結構對顯示技術和光學特性的影響,展示該技術如何助力車用顯示面板性能的提升。最後,結合智慧座艙的市場需求與未來趨勢,對光學微結構技術的應用進行總結與展望。
影響未來的面板級封裝技術—TGV金屬化製程
CoWoS架構的高階封裝,實現了異質整合,使得晶片功能更為強大、運算更為快速,促成生成式AI與高速通訊技術快速發展。然而隨著高階晶片封裝面積的擴大,原本矽晶圓製程因基板尺寸限制在12吋,導致利用率下降及生產量能無法提升,形成了瓶頸。在玻璃基板上進行CoWoS架構的高階封裝成為目前極為熱門的解決方案。玻璃是一種低熱膨脹係數、具有良好的尺寸穩定性、導熱性和電氣性能,並與晶片有很好相容性的材料。然而玻璃與金屬之間的異質材料接合,所衍生出的熱/機械應力,卻考驗著整個玻璃封裝製程的穩定性與良率,也影響面板級高階封裝製程正式進入市場的時程。從最初的Glass as Carrier進到Glass as Core,到Glass as Interposer,在玻璃基板上進行的金屬化製程,隨著孔徑的下降、間距的減小,難度不斷地提升。精密設計的理念必須依賴著材料特性的精準控制,方能有效地徹底實現。
玻璃通孔(TGV)是在玻璃基板中提供垂直串聯,實現玻璃基板成為中介層的關鍵結構,其內部填入金屬銅,使電子訊號可以在上下層間流通。而在玻璃上鑽孔、銅層的填充、玻璃與銅之間的熱膨脹係數(CTE)匹配,以及過程中的研磨切割,都必須有精密的控制,避免造成玻璃基板內部的缺陷形成,影響封裝製程的可信賴度。「玻璃基板上TGV的金屬化製程」將簡要地介紹TGV金屬化的整體流程,並舉出當中可能發生缺陷之成因與目前可見之相關因應對策。工研院材料與化工研究所先進金屬與複合材料研究組在玻璃材料改質、進出料品質檢測技術與設備開發、金屬化填銅製程以及異質材料整合,都已經建立關鍵的技術能量,並持續與國內上/下游業者攜手,針對放大量產製程進行合作。以材化所的創新技術整合越多業界的生產能量,越能加速面板封裝技術的成熟,持續墊高維持我國在半導體高階封裝產業的優勢。
在異質整合封裝中,中介層主要作為訊號重分佈與電氣互連的橋梁。在透過結合重佈線層(RDL)與多層金屬互連技術後,中介層即可有效地提升I/O數量、優化訊號傳輸效率,並降低寄生效應與功率損耗。近來,玻璃已逐漸成為取代傳統矽晶圓及有機基板之中介層材料。「玻璃通孔(TGV)之電鍍銅金屬化處理及其微結構改質」取材自「Through glass via (TGV) copper metallization and its microstructure modification」一文,透過電子背向散射繞射(EBSD)及有限元素分析(FEA)模擬,探討如何提升玻璃通孔(TGV)之電鍍銅的微結構及均勻性。研究發現,利用調控電流密度及電鍍時間的多階段電鍍方法,即可有效提升TGV孔壁電鍍銅的均厚能力(TP)。此外,經由電鍍參數的調整亦能產生較大的銅晶粒尺寸伴隨高比例的大角度晶界(HAGBs)與雙晶晶界(TBs)。均厚能力與微結構的優化可增進TGV孔壁電鍍銅的機械與電氣特性,有益於異質整合封裝品質的提升。
「玻璃成孔技術發展現況」報導,先進系統級封裝採用玻璃通孔基板技術來達成水平及垂直導線串接,可以大幅度增加I/O通道數,資料交換通道能達到百倍以上,縮短資料等待的時間,並大幅度降低功率消耗,達到成本、效能、功耗三贏需求。國內封裝技術及相關產業鏈相當完整,但在玻璃成孔技術之關鍵原物料及孔型檢測技術仍相對匱乏,大多被國外業者所壟斷。關鍵原料及關鍵技術自主化之建立及開發刻不容緩,未來產業加速整合與共同開發為必然之趨勢。
AI的浪潮激起了大量的數據處理以及運算需求,除了使人們的目光聚焦在處理速度、記憶體改革、散熱需求解決外,因應而生的電磁波干擾強度也逐漸增強到無法忽視。運算處理單元的電磁波干擾以往只聚焦在高頻電磁波的屏蔽處理,但是功率元件以及交流變壓器產生的低頻電磁干擾無法使用高頻電磁屏蔽的運作方式獲得解決,使得高磁導率材料如何整合到現有的封裝材料,成為許多封裝測試廠商要面對的課題。「先進封裝低頻電磁屏蔽材料製程發展」從電磁屏蔽的運作方式開始,介紹了高、低頻電磁屏蔽的製程與材料選擇,希望可以給讀者一些關於低頻電磁屏蔽的基本原理、知識以及應用場域介紹,使台灣在封測領域的人才知識庫更加齊全。
主題專欄與其他
「顯示器與消光樹脂的完美交響:光學與能源應用的未來之鑰」指出,顯示器與消光樹脂的結合為光學與太陽能應用帶來全新解決方案:顯示器具有動態調控能力,可根據太陽的位置或光照條件改變透光率或偏振方向;而消光樹脂則可通過降低反射與眩光,提升光學性能與環境適應性。兩者的多層結構設計使顯示器可選擇性啟用特定塗層,如:消光、增透或濾光層,實現高效智能光線管理。這種技術在太陽能面板中可降低反光損失、提高發電效率;在智慧窗戶中可根據需求動態調節光線,兼具遮陽與隱私功能。雖面臨層間附著力與穩定性挑戰,但透過材料改性與智能控制,該技術展現出在能源、建築與光學領域的廣泛應用潛力。
X光於醫療用檢測、工業用非破壞性檢測、海關安檢等各領域應用逐漸增加,更高靈敏度與解析度的X光感測器將能突破既有應用領域限制,其中鈣鈦礦材料因具備良好載子傳輸能力和高原子序等優勢,近期成為高靈敏度X光感測器的優勢候選感測材料。「鈣鈦礦X光感測技術」整理用於直接式與間接式(閃爍體)X光感測器的鈣鈦礦材料技術發展,並介紹工研院綠能所開發各式鈣鈦礦X光感測技術以及商規尺寸鈣鈦礦X光平板感測器開發成果。
鋰金屬是一種活性極高的1A族鹼金屬物質,因為是原子序最低的金屬物質,所以在電池整體重量與鹼金屬容易延展的設計考量下,鋰金屬能計算出最大的重量與體積能量密度。然而,鋰金屬高活性的缺點,使得鋰電池的商業應用性被侷限,如:儲存使用的安全疑慮、電池壽命性能低落、製程環境嚴苛以及原材料成本昂貴等因素,因此才有了後續使用碳/石墨取代鋰金屬作為電池陽極材料的翻轉。近期電動車輛、儲能需求大幅提升,對於鋰電池能量密度提升的期待也刻不容緩,諸多學者與產業紛紛提出再次使用鋰金屬作為電池材料的可能性。鋰電池相關技術在經過了超過35年的商業運轉以及技術精進的演進之後,鋰金屬的商業使用已出現可能,「下世代超高能量密度鋰離子電池設計—鋰金屬負極的開發、應用與安全性」將分兩期,針對過往鋰金屬使用會出現的問題、學理機制以及目前可能的解決方案進行介紹與剖析說明。
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