能夠批次印刷形成可在200℃下接合且可耐熱至300℃的接合材料的微細復合圖案，利用結合了絲網印刷的新技術，一舉解決MEMS、LED等低耐熱性裝置的問題。

 

田中貴金屬工業株式會社（※1）（總公司：東京都千代田區、執行總裁：岡本英彌）、NEWLONG精密工業株式會社（總公司：東京都品川區、執行總裁：板垣昌幸）、太陽化學工業株式會社（總公司：群馬縣高崎市、執行總裁：小川等）三家公司，將自2013年12月4日（周三）起開始提供新技術（以下簡稱本技術），其可借由高精密絲網印刷，在基板上批次形成使用次微米大小（萬分之一厘米）金粒子的低溫接合材料“AuRoFUSE(TM)”的微細復合圖案。除給客戶提供“AuRoFUSE(TM)”、印刷裝置、網板技術外，也提供技術導入相關的咨詢和樣品試制支持。

制造LED（發光二極管）芯片、MEMS（微機電系統）裝置等的廠商通過導入本技術，可實現以下成效：

-- 在硅晶圓、基板的金（Au）配線上可印刷形成有利于吸收接合面高低差的高耐熱性且低電阻的微細復合圖案，適用于電極接合、密封外框用途。
-- 印刷后的密封外框可借由200℃的熱壓焊接使組織精密，進而實現氣密封裝。
-- 可借由高精密絲網印刷形成圖案，無需按照傳統方式結合電鍍、蒸鍍、濺鍍等多個工序，因而可減少加工處理步驟。
-- 可形成8寸晶圓尺寸的圖案。
-- 由于“AuRoFUSE(TM)”可承受反復印刷，所以可用較低限度的材料損耗來完成作業。由此可見，借此應可以實際性地降低主要工序成本。

- 開發出可以以“薄、小、細”方式形成“AuRoFUSE(TM)”的微細復合圖案的印刷技術

“AuRoFUSE(TM)”是在將粒徑控制至次微米大小的金粒子中混合了有機溶劑的膠狀接合材料。一般而言，微細粒子具有在低于熔點的溫度下加熱，粒子互相結合的“燒結”特性。“AuRoFUSE(TM)”一旦被加熱至200℃時溶劑會先蒸發，即便不施重，金粒子也可實現燒結結合，并在300℃的溫度下維持約30兆帕（MPa）的充足接合強度。在接合時無需對構成零件施予按壓，即可達成高溫時的接合強度。

為了讓客戶使用“AuRoFUSE(TM)”更加輕易的在基板上形成微細復合圖案，田中貴金屬工業針對其工序技術進行了深入研討。研討時，為了有效使用昂貴的金材料，本公司認為必須以“薄、小、細”的方式形成圖案，著眼于搭配可對應批量生產的高精密絲網印刷，并與NEWLONG精密工業、太陽化學工業共同研發。田中貴金屬工業負責“AuRoFUSE(TM)”的印刷穩定性；NEWLONG精密工業負責評估能用絲網印刷機充分發揮“AuRoFUSE(TM)”功能的技術；太陽化學工業負責與印刷網板的校正。

- 對MEMS等氣密封裝有效

在裝置的高機能化發展過程中，晶圓級封裝（WLP）的安裝成本的提高成為MEMS裝置制造廠商的新課題。例如，傳統的密封法是在密封外框上實施金-銦多層電鍍并以200℃使其熔融接合，其缺點是必須降低電鍍成本以及提高接合的成品率。

將“AuRoFUSE(TM)”進行絲網印刷所形成的密封外框，經熱壓（200℃、100MPa）使金粒子燒結體變形后，可實現精密化、高真空氣密封裝（※2）。金粒子燒結體具有吸收基板表面凹凸的壓縮變形性，不僅可簡化傳統所必須的接合前表面平滑化處理（CMP），也可提高產品的成品率。因為印刷寬度的縮減，可應對封裝的小型化，所以其在未來的通用性可以說非常高。

- 解決用于高輸出LED等功率裝置的接合材料的“熱”問題

目前，主要用作固晶黏著材料（※3）的錫類與金類焊錫雖具有可承受至熔點溫度的耐熱性，但要用于未來具有更高性能的第二代功率裝置上，仍面臨許多課題。例如，在高輸出LED領域中，雖可使用鍵合線將芯片表面與基板進行電氣接續，但卻存在因鍵合線遮蔽發光面而導致亮度下降的問題。因此，覆晶接合法頗受矚目，其不使用鍵合線，改用突出狀端子（凸塊）來接續電極，借此達成更高的發光效率。此方法將使接合面積變小，又因焊錫合金本身的高熱電阻，從而降低組件的放熱性，結果組件的溫度上升且發光能力下降。從高放熱性的觀點而言，金-金接合的“AuRoFUSE(TM)”可解決組件受損的問題。

另外，使用了碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）的次世代功率半導體，操作溫度也有超過300℃的情形。因此，如用金-錫類焊錫接合，材料將會熔融，不過，如用“AuRoFUSE(TM)”接合，即使在300℃也可實現充分的高放熱性和高接合強度。

田中貴金屬工業自2009年12月起開始提供“AuRoFUSE(TM)”的樣品，并于本技術開始提供之際，建立了一年可制造200公斤的批量生產體制。今后，將僅提供材料，或通過套裝技術（如本技術）提供“AuRoFUSE(TM)”，計劃到2020年將“AuRoFUSE(TM)”的目標營業額提高至每年20億日圓。

此外，自2014年1月15日（周三）至17日（周五），田中貴金屬工業將參展在東京Big Sight（東京都江東區有明）舉辦的“第15屆半導體封裝技術展”。屆時不僅會在展示攤位上（東43-001）展出使用本技術形成圖案的晶圓樣品，同時也將派駐技術負責人員，歡迎蒞臨采訪。