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提升半导体电子材料附加值 贺利氏电子上海创新中心落成

核心提示:10月26日,贺利氏电子上海创新中心正式落成开业,这里将专门从事材料系统的研发和测试,为其客户提供芯片组装及元器件焊接和测试等服务。这意味着,这家德国百年封装材料专家将更多的研发力量放到中国市场。

技术推动智能时代的发展,并不断刷新人类生活的各个层面。小到身份证、护照等证件的芯片化,大到汽车的智能化、电动化,每一次的技术革新,都离不开电子材料的创新。

 

10月26日,筹备近两年、投资近300万欧元的贺利氏电子上海创新中心正式落成开业,这是贺利氏电子在全球第二个创新中心(第一个位于德国总部)。这里将专门从事材料系统的研发和测试,为其客户提供芯片组装及元器件焊接和测试等服务。这意味着,这家德国百年封装材料专家将更多的研发力量放到中国市场。而选择落户上海的原因则很简单,因为“客户在这里”。

贺利氏电子业务领域总裁Frank Stietz指出,中国市场增长迅速,已经成为公司最重要的战略市场,贡献了贺利氏电子业务全球营收的40%。半导体和电子技术的发展,对材料创新的要求永无止境,为了快速应对市场需求,必须从研发到生产都要贴近客户。

“在研发初期阶段就和客户在一起”

“在汽车上150多个贺利氏材料技术应用点,在100微米的护照纸张中要嵌入35微米薄的芯片,这些应用的实现离不开电子材料技术。” 贺利氏电子全球业务单元总裁Klemens Brunner向半导体应用网介绍电子材料技术创新的重要性。

 

贺利氏电子全球业务单元总裁Klemens Brunner(右),贺利氏电子中国创新研发总监王栋一(左)

据Klemens Brunner介绍,贺利氏电子全球业务单元的核心业务涵盖键合丝、粘合剂、焊锡膏、烧结银、厚膜浆料、金属基板以及金属陶瓷基板,该业务单元可以提供创新的材料以及成套系统材料,基于完全匹配的解决方案来解决以上方面的问题以达到降低产品的复杂性和性能损失。而就具体的应用领域来看,贺利氏电子在中国的业务主要分为两个板块——集成电路的封装和电力电子业务,前者是为半导体行业的先进封装提供材料,后者则主要提供针对功率电子、电动汽车领域的材料。

比如,中国的二代身份证以及全球很多国家的护照页面中嵌入芯片的引线框架材料,就出自贺利氏电子。Klemens透露,目前他们提供的引线框架材料可以最终使得芯片电路板薄至35微米,能够嵌入到100微米厚的纸张中,并且要保证芯片存储所有加密身份信息的功能。这对于材料工艺的技术要求极高。目前贺利氏是全球为数极少的可以提供此类材料的厂商之一。

从材料供应商向材料解决方案供应商转型是贺利氏电子近几年来的一大重点。Klemens Brunner表示,基于贺利氏电子在材料领域广泛的材料种类和材料组合,以及对于各个材料长期深入的研究积累,知道如何找到材料的最优组合连接方案,真正解决客户的痛点。

而材料研发是一个漫长的过程。如今随着半导体、电子技术的不断发展,创新应用领域和应用环境也不断变化,对于材料的研究也不断提出新要求,同时产业链间研发新产品和解决问题的方法也在变化,通用产品已无法满足市场,需要更多客制化、个性化的产品,这也意味着产业链间的合作需要更为紧密,才能更快速更精准地满足客户需求。

 “我们希望在研发初期阶段就能为客户提供更多建议,只有这样才能与客户联手,顺利实现产品纵向整合。”贺利氏电子中国创新研发总监王栋一博士指出。

先进测试工艺提升行业附加值

半导体应用网了解到,新落成的上海创新中心占地400平方米,配备了18台先进设备以满足现代半导体、电子行业所需,可以实现直接从晶圆上拾取并组装小到250μm的芯片,将焊锡膏预涂到金属陶瓷基板上,以及在回流炉中贴装各类型号的表面贴装器件SMDs。创新中心目前有10名研发人员,帮助客户通过各种方式来模拟、设计和制作原型样品,并对材料系统进行测试和认知。比如双腔室真空回流炉可以在氮气保护下回流焊锡膏、键合机可将粗细键合丝或键合带连接到底板上,而且还拥有可进行耐久性试验的测试系统。在耐久性试验中,材料系统在最严苛的环境中测试场达数周或数月,试验内容包括高温储存测试、温度循环测试和功率循环测试等。另外,该创新研发中心内的光学显微镜、X射线检查和声波扫描技术可用来检测器件表面上最微小的刮痕或模糊影迹,以及肉眼不可见的内部空洞或层间裂缝。这些缺陷都会大大影响成品器件的长期可靠性。芯片和键合丝的剪切或拉力试验可以测量器件的受力极限,从而准确量化连接材料的质量和耐久性。

此外,上海创新中心的设备可以完成多种测试,随意组合复杂的测试工序以达到客户的测试目的。“这一点对于先进封装和电子电力领域来说至关重要。尺寸日益小型化的先进封装会由于极小的一个缺陷而整体失效。而电子电力的高功率密度和高散热要求,如果未经合理设计和测试,其整体可靠性将会大大降低。”王栋一进一步解释道,而贺利氏的测试能力和工艺可以为客户找出产生问题的原因,从而帮助他们有针对性地优化每一步的工艺。

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