陶瓷材料的冷燒結

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燒結製程一直在陶瓷製造中佔有20%以上的成本,同時因為攸關良率,在技術上也扮演極為重要的關鍵角色

2021. 8. 25 出刊
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材料最前線
   陶瓷材料的冷燒結

近五年陶瓷界最值得關注的新發展之一,應該是陶瓷材料的冷燒結製程。陶瓷材料的熔點高,燒結溫度也高,舉例來說,氧化鋁的燒結溫度一般來說在1500℃以上,氧化鋯的燒結溫度在1450℃以上,氮化矽的燒結溫度在1700 ℃以上,碳化矽的燒結溫度更高達1900℃以上,這些高溫,造成陶瓷製造商必須投入大量經費於購置燒結爐上,而且能源的消耗也大,使得燒結製程一直在陶瓷製造中佔有20%以上的成本,同時因為攸關良率,在技術上也扮演極為重要的關鍵角色。為了說明陶瓷材料的冷燒結製程及在學理上的爭議,本文先簡要說明陶瓷材料的燒結機理,再對比陶瓷冷燒結的機制,及在技術及學理上的基礎---《本文節錄自「材料最前線」專欄(作者:段維新/臺灣大學材料系),更多資料請點選 MORE 瀏覽》
 
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隨著電子材料朝著高效能、低能耗的趨勢發展,晶片設計及封裝技術需更進一步提升,目標是將多功能的晶片整合到一個極小空間,在高密度I/O需求下,其線寬線距勢必縮小。然而,面臨細線寬的高密度互聯,目前C4或C2 Bump技術面臨使用瓶頸。銅-銅直接接合為一個解決方案,既不會產生介金屬化合物(IMC)或橋接的問題,電性也比銲錫凸塊更優越。在先進封裝技術中,三維堆疊結構的3D/2.5D IC成為超越摩爾定律的關鍵技術之一。相較於傳統常見的封裝型式將不同的晶片以平面配置,3D/2.5D IC透過垂直方式將晶片堆疊整合,縮短晶片間的傳輸距離進而降低電阻與訊號延遲問題。因此透過3D/2.5D IC技術除了能夠整合異質晶片於單一封裝之中,並能夠將---《本文節錄自「工業材料雜誌」416期,更多資料請點選 MORE 瀏覽》
 
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