NEPCON JAPAN 2018 日本東京特別報導系列一

由日本最具規模的策展集團Reed Exhibitions Japan公司企畫主辦的第47屆電子研發&製造綜合展「NEPCON JAPAN」於東京時間1月17日上午10點在東京國際展覽館(Big Sight)隆重揭幕。另外，第10屆「汽車技術博覽會(Automotive World)」、人氣熱門的第4屆「可穿戴式設備&技術博覽會(Wearable EXPO)」以及第2屆「機器人開發活用展(RoboDEX)」與「智慧工廠博覽會(Smart Factory Expo)」等相關展會亦同步登場，展會主題多元，規模為歷屆最大。展示內容在歷屆基礎上進一步豐富和深化的NEPCON JAPAN等展會將從1月17日起一連三天，在東京國際展覽館展出最新產業資訊與技術成果。這場亞洲最具指標性的國際年度產業盛會，將為來自海內外參展的近2,500家廠商帶來源源商機。Big Sight東、西兩館盛況非凡、堅強陣容展現產業鏈價值，也將為前來共襄盛舉的全球參觀者，提供最新產業話題與關注焦點。
                                            圖一、五大展會連動，匯聚絡繹人潮

展會開幕儀式由Reed Exhibitions集團代表取締役社長石積忠夫先生親臨主持，今年邀請的剪綵佳賓主要來自海內外各大車廠及零組件、半導體等相關業內領袖，眾多佳賓為2018年的年度盛會揭開序幕。亞洲最大的電子設計、研發和製造技術展覽會-「電子研發&製造綜合展(NEPCON)」今年參展企業廠商家數再創新高，達到879家，展場規模佔了東館展場約一半面積，規模更勝既往。

展場巡禮
自2011年智慧型手機開始普及後，隨之興起的下一代電子產品預估將由穿戴式電子裝置領風騷，穿戴式電子裝置近年來已成為各家矚目的熱門重點。第四屆Wearable EXPO 2018為世界最大的穿戴式電子展覽之一，參展廠家數逐年遞增，今年來自各國的參展廠商近300家，其中包含台灣、日本、韓國、香港與美國在內的廠商，紛紛展示最新且多樣的穿戴式電子展品以及技術。其中，可拉伸式電子即為關注焦點之一。由於軟板技術日趨成熟，可撓式、可彎曲式電子已無法滿足現今發展的智慧機械、自動化工廠的需求，拉伸式電子主要由可拉伸的軟板材料及電極材料組成，矽膠、橡膠等高分子材料多可符合拉伸需求，然而網印式的金屬電極材料卻很難達到應變量> 10 %，鬆弛回復後還具有電性的再現性及可靠度。

杜邦智慧服飾科技突破創新   Intexar™成展會焦點
杜邦公司發表一項可拉伸電極產品之最新智慧服飾科技以及全新品牌識別-杜邦™ Intexar™(圖二)，應變量可達100 %，且電阻值幾乎呈線性變化，阻值差異量在100 ohm以內。在可靠度方面，展覽會上呈現循環次數80次，維持電阻變化25 ohm以內的線性變化再現性。Intexar™產品系列包括一整套獨特、相容、可拉伸的電子油墨和薄膜，可用來製造舒適、耐用、可洗滌的智慧服飾，不僅提供極佳的伸縮性和舒適性，並可提供關鍵的生物特徵測量數據，包括心率、呼吸速率、形式覺知和肌肉緊張度等。      
          圖二、杜邦的Intexar™包括一整套獨特、相容、可拉伸的電子油墨和薄膜

Panasonic展出低溫固化二次封裝Underfill
Panasonic公司針對封裝材料技術展出低溫固化二次封裝(Board Level)之底部填充材料(Underfill)，主要為應用於車用電子元件模組方面的可低溫硬化型兼具高可靠度的底部封裝材料。該產品是一種液態型樹脂材料，在覆晶元件或是BGA元件和電路板以錫球迴焊導通之後，在元件和電路板之間再進行Underfill封裝，可加強車用電子模組應用之封裝信賴性。此外，該材料可低溫硬化，如80℃/30分鐘的低溫下固化，翹曲量可從傳統材料的60μm下降到23μm。固化後與其他部分的熱收縮差別較小，仍具有相當高的Tg約為140℃或是更高。可以在極狹小的空隙中以毛細管流動，在實際的驗證測試當中，在約為20μm的間隙內毛細流動達40mm，此材料亦具有高的接合強度特性。
  圖三、傳統Underfill材料與新型低溫硬化型Underfill材料相關測試比較

日立化成提出車載用功率模組之全方位熱管理材料解決方案
日立化成(Hitachi Chemical)針對車載用功率模組之熱管理對策，提出了多項可提高功率模組性能之材料解決方案，以因應高電壓化與大電流化之需求。包括了燒結Cu接合漿料(Paste)、低彈性燒結接合材料、石墨垂直配向熱傳導片、高絕緣塗佈材料、高耐熱轉移成型封裝材料、Case Module用高耐熱封裝材料、超厚銅樹脂絕緣基板等製品(圖四)。         
           圖四、日立化成之超厚銅樹脂絕緣基板

SUMITOMO BAKELITE展示各種熱硬化成型材料、次世代印刷電路板迴路材料應用
SUMITOMO BAKELITE以其成型材料技術與金屬配線形成技術所開發之3D迴路零組件(MID)用熱硬化成型材料，將有助於零組件數量與製程工序的削減，並對零組件的小型化、輕量化及低成本化帶來貢獻，裝置的設計自由度亦可望進一步提高(圖五)。
圖五、SUMITOMO BAKELITE車載、機電一體用之次世代印刷電路板迴路材料應用

先端功率元件封裝技術與技術展望
隨著地球暖化以及能源議題發燒，電動車的需求與普及率也不斷擴大，相關零組件與新材料持續的蓬勃發展。其中車載電子製品中的功率模組，更是下世代電動車的關鍵零組件，不論是薄型化、輕量化以及續航力的改善都與此有關，也因此引起各家廠商研發的投入與競爭。其中在NEPCON系列下的第十九屆IC與SENSOR封裝技術展的研討會中，即針對功率模組的封裝技術邀請到知名的日本車載電子大廠DENSO以及致力研發SiC模組的三菱電子進行封裝技術的探討以及未來趨勢的預測。

DENSO在會中提出，車載ECU的小型化與輕量化將會是未來的趨勢，因此在體積縮小後的散熱性即為一大問題。在車載電子中，熱量的傳遞分別是藉由熱傳導使整體溫度均一化，熱對流是使平均溫度下降，熱輻射則是輔助對流的效果。藉由這三個傳遞方式將會發展出不同的策略來達成散熱目的。包含銅材的導入、導線架(Lead Frame)的材料變更、內藏散熱鰭片等。最新的主流將會使用雙面散熱的方式，在功率元件的兩側導入放熱板以達到更佳的散熱效果。DENSO表示未來功率模組體積將會縮小1/5，在縮小的過程中，具備高功率的SiC模組將會被大量運用。模組封裝的型態也將隨著小型化與輕量化等需求而從陶瓷基板封裝變成樹脂金屬基板封裝，最終則會演變成模組一體封裝的模式，取代現在以元件單獨封裝。

在SiC模組的開發上，三菱電子投入了大量的研發資源。SiC相較於Si有兩倍的電子飽和速度、三倍多的熱傳導率以及十倍的絕緣破壞強度。在SiC與Si模組最大的不同在於可使用的操作溫度，也因此衍伸出不同的材料挑戰。SiC的操作溫度可大於200℃，因此在晶片接合、Wire配線以及封裝材料上必須提出新的因應方案。在三菱電子的方案中，晶片接合將由奈米銀來取代錫，提供高於200℃的工作溫度，最高的工作溫度可達225℃，熱傳導率也是錫的五倍以上。在Wire配線技術上，將從原本的鋁/鋁合金、銅線改為DLB接合技術(Direct Lead Bonding)，也就是改為整片的銅進行配線，電流密度比將會是鋁的兩倍，大面積的接合也可提升使用壽命。在封裝材料中，一般的矽膠只能使用至150℃，必須改用耐熱的環氧樹脂系統。利用硬質樹脂封裝相較於矽膠也可獲得更好的CTE匹配，避免配線區與基板、基板與底板中間的缺陷產生。目前硬質樹脂封裝已開始應用於家電用IPM模組，未來將會導入電動車與電鐵系統，預估新一代的SiC模組將可以省下30%的能源，並且減少65%的重量---《以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群：詹英楠、吳禹函、劉彥群、范淑櫻來自東京現場的Live 報導，更多資料請點選 more 瀏覽》