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內埋技術於5G高頻散熱元件的開發與應用

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內埋技術於5G高頻散熱元件的開發與應用

●技術簡介:
本內埋式散熱元件之技術用以改善5G高頻/高速傳輸之散熱及訊號損耗問題:
1.透過高速電鍍方法以及脈衝-反脈衝高速電鍍法,以提升電鍍銅之均勻度與機械可靠度。
2.透過金屬導線結構改質與5G高頻/高速傳輸設計,有效提升整體結構的延展性,可製造出具低傳輸損耗的5G通訊產品。
●技術之科學突破性:
本技術係有關內埋技術於5G高頻散熱元件的開發與應用。在業界產能應用方面,本技術的開發成功,預計可大幅提升高速電鍍30–40%之生產效益(依據合作廠商-先豐通訊-臻鼎集團評估結果)。以下條列本技術之科學突破性:
1. 高速電鍍製作內埋元件之技術突破:
(1)透過交流電鍍:脈衝-脈衝法、間歇式脈衝法、脈衝-反脈衝法等方法,以改善銅離子及有機添加劑在高電流密度電鍍下的供應問題,其成果已發表於Microelectronics Reliability (vol. 96, p. 71, 2019)。
(2)成功模擬銅離子、有機添加劑、電流密度、及流場分佈作用情形,其成果已發表於Materials & Design (vol. 206, p. 109830, 2021) (IF:6.289)及Microelectronics Reliability (vol. 96, p. 71, 2019)。
2. 銅微結構改質之技術突破:
(1)開發脈衝-反脈衝電鍍銅製程,並大幅增加電鍍銅雙晶(twins)比例,以強化內埋式散熱元件之耐候特性。中華民國專利:奈米雙晶結構(I731293)。
(2)開發高速電鍍銅製程,並調整電鍍銅之晶體微結構,以避免Kirkendall voids產生。取得中華民國專利(107127821),部分成果已發表於Journal of The Electrochemical Society (vol. 165, p. D647, 2018)及Surface and Coatings Technology (vol. 320, p. 559, 2017)。
(3)建立電鍍銅製程所引發之板彎機構,並提出預防方法,其成果已發表於Surface and Coatings Technology (vol. 364, p. 383, 2019)。
(4)提出避免針孔產生技術,其成果已發表於Surface and Coatings Technology (vol. 350, p. 1010, 2018)及Thin Solid Films (vol. 596, p. 209, 2015)。中華民國發明專利(I683041)。
3. 5G高頻/高速的關鍵技術突破:透過銅微結構改質大幅增進5G高頻傳輸(1−110 GHz)效能,其成果已申請中華民國專利(110111538)。
●技術之產業應用性:
5G高頻/高速之產品除了要考量訊號完整性外,同時也要將傳輸所產生的高熱問題納入考量。高效能的散熱元件製作是5G發展的技術瓶頸。以下條列本技術研究之產業應用性:
1. 內埋散熱元件之電鍍技術開發(高速、高縱深比、高均勻度):為了縮短鍍製過程以及改善電鍍銅外觀形貌,本技術透過脈衝-反脈衝電鍍波形並搭配適當的噴流,以達到產業所需之高速、高縱深比、高均勻度電鍍技術。其中,高速電鍍已申請中華民國專利(專利號:I697265)及美國專利(申請號:US16393948)。相關研發成果業已發表於Materials & Design (vol. 206, p. 109830, 2021) (IF:6.289)與Microelectronics Reliability (vol. 96, p. 71, 2019)。
2. 有限元素分析(FEA)模擬平台建立:藉由數值模擬(ANSYS + COMSOL Multiphysics),可量化多項指標於電鍍槽中的情況,進而得到更好的電鍍參數,以減少研發成本與原料浪費。相關模擬技術已發表於Microelectronics Reliability (vol. 96, p. 71, 2019)。
3. 金屬導線可靠度提升:本技術透過晶體取向(orientation)、晶粒尺寸、及晶界特性的改善,提升了導線機械特性,目前已申請多項專利:奈米雙晶結構(中華民國專利號:I731293)、金屬導線結構改質(中華民國專利申請號:109136612),並發表於Journal of The Electrochemical Society (vol. 167(8), p. 082514, 2020)及Surface and Coatings Technology (vol. 364, p. 383, 2019)等一流國際期刊。
4. 5G高頻/高速傳輸技術開發:以ANSYS-HFSS/COMSOL Multiphysics (RF)模擬平台,建立業界所需之導線粗糙度、表面處理技術、與高頻訊號損失等訊息,以作為銅導線以及內埋式散熱元件整平化的參考指標,相關結果已申請中華民國專利(110111538)。

線上展網址:
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/7758d4e3-66e2-4892-af42-5220bf6130c4?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw

聯絡人

  • 姓名:何政恩

  • 電話:(03)463-8800分機3552

  • 地址:

Email

其他資訊

  • 展館別:未來科技館 【2023】半導體專區

  • 所屬代表參展單位:國科會

  • 主要應用領域:材料化工與奈米

位置 更多資訊

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  • 技術成熟度:量產上市

  • 展示目的:可交易技術、可交易專利、商機推廣、研發成果展示

  • 流通方式:自行洽談

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