无畏挑战！贺利氏Welco AP520系列全新材料解决方案从容应对“后摩尔时代”先进封装需求

记者|田果

编辑 | Frank

来源 | 芯榜(ID:icrankcn)

6月29日-7月1日，SEMICON CHINA2023半导体“盛会”在上海展开，全球半导体产业及相关企业超过1200多家参展，迎接十万多人次的参观。电子行业内领先的元器件封装材料制造商贺利氏电子，也在此次展会上展出了其为半导体、Mini/Micro LED、汽车、功率电子行业提供的先进材料解决方案。

根据SEMI的测算，全球半导体封装材料市场从2019年的176亿美元，将持续增长到2024年的208亿美元，2019-2024年年复合增长率（CAGR）保持在4%以上。细分封装材料市场规模中，占比最高的是封装基板（32%），其次是引线框架（17%）、键合丝线（16%）、封装树脂（15%）、陶瓷材料（12%）。随着先进封测市场规模持续增加，先进封装市场对于片间连接需求日益增大，基板总面积需求迎来较大增长，年复合增长率超过5%；此外，晶圆级封装（WLP）采用的材料增速明显快于其他种类，WLP电镀化学品复合增速预计超过7%，WLP电介质需求年复合增长率预期接近9%。

先进封装趋势下，封装材料面临哪些挑战？

业界共识的“后摩尔时代”拉开帷幕，半导体先进封装行业和相关技术需要满足快速发展和日益复杂的电子产品的需求，尤其在高速高频领域并广泛涉及5G通信、物联网、虚拟现实和智能穿戴、电动汽车以及其他消费或工业应用。在“性能更强、尺寸更小”的行业趋势的不断推动下，先进封装、系统级封装（SiP）等半导体封装中的元件数量持续增加，而封装尺寸却在日趋缩小。基于满足当前电子行业的需求，亟需能够创造出几无缺陷的可靠微型接头的焊接材料。

焊料（Solder）被广泛应用于半导体及集成电路封装的各级封装工艺之中，主要包括芯片黏结、组装、外壳封接、球栅阵列（Ball Grid Array，BGA）封装中的焊球、倒装（Flip Chip）中的焊料凸点等。针对不同的应用，焊料的主要形态包括预成型焊料（Solder Preform）、焊膏（Solder Paste）、焊球（Solder Ball）、焊料凸点（Solder Bump）等。焊膏是由焊料粉、助焊剂及其他添加物混合而成的复杂材料体系，通常焊料粉占到整个焊膏体积的80%~90%，添加物的主要作用是调整焊膏黏度、对焊接表面进行活化等。

为应对全新挑战，贺利氏电子推出采用领先技术的新型Welco AP520 7号粉水溶性印刷锡膏。AP520无飞溅、空洞率低，在最小90µm的细间距（55µm钢网开孔和35µm开孔间隔）应用中具有出色的脱模性能，是下一代系统级封装应用中细间距无源器件和倒装芯片贴装的理想之选。此外，借助Welco AP520 7号粉焊锡膏，倒装芯片和表面贴装器件（SMD）焊盘可实现一体化印制(All-in-one printing)，从而简化SiP封装加工步骤，减少固定资产投资和材料成本，同时消除因基板翘曲和/或倒装芯片放置不均导致的焊接不完整等缺陷。

贺利氏电子半导体先进封装全球产品经理张瀚文先生介绍，“贺利氏WelcoAP520 焊锡膏的主要优势包括，全部采用高品质Welco 7号焊粉，同时产品在最小90μm的细间距应用中焊锡膏脱模性能稳定，而且仅仅采用DI水即可清洗，具备超低空洞率，无飞溅或锡珠，只需要一道工序即可一次性完成无源器件和倒装芯片的印刷。”贺利氏Welco AP520焊锡膏在钢网上进行使用寿命连续性的印刷测试，包括在方形开孔与环形开孔方面，连续印刷12小时均未观察到遗漏点或桥连缺陷，体现了显著的产品高可靠性优势。

贺利氏电子半导体先进封装全球产品经理张瀚文先生

值得关注的是，在008004无源器件贴装连续印刷时间和印刷后作业时间来看，贺利氏WelcoAP520焊锡膏连续印刷12小时和印刷后作业8小时未观察到立碑、锡珠或桥连缺陷，总空洞率低于10%；并且多次回流焊后，WelcoAP520仍然展现出稳定的低空洞率。

先进封装产业技术升级日新月异，贺利氏作为重要合作伙伴助力客户持续精进

不仅在焊锡膏及解决方案方面对于客户有着积极的响应和支持，值得一提的是，为应对ESG绿色可持续发展需求，结合全面“双碳”产业发展背景基础上，贺利氏推出采用100%再生黄金制成的键合金线和100%再生锡制成的Welco系列焊锡膏版本系统解决方案，助力封装企业打造环保绿色的未来，并已经取得众多客户的广泛认可。

贺利氏使用的黄金和锡供应商均遵循RMI和IS014021:2016标准，例如使用再生锡，可比使用开采锡减少近800倍的碳排放[ Report on the Environmental Benefits of Recycling, Centre for Sustainable Production Resource Efficiency (CSPRE)]。目前已有部分全球电子产品领导厂商提出2030年起全部使用回收再利用材料，这将是未来大势所趋。在贺利氏展台上，芯榜记者了解到，这套解决方案可以减少采矿、减少能耗和碳足迹。

在与芯榜记者交流过程中，张瀚文先生表示，“使用再生金或再生锡，并不会使产品性能有任何差异。一方面我们有严格的原材料监管体系和检测标准，保证与原生版本表现一致，用户原生版本材料切换到再生版本的过程不会出现任何问题。”

据悉，基于可持续生产与资源效率中心（CSPRE）关于回收利用的环境效益报告与《国际生命周期评估杂志》的相关数据，目前贺利氏的再生方案可以成百倍减少锡和金相关碳排放。展望未来，张瀚文先生强调，中国大陆先进封装产业在全球半导体供应链领域举足轻重，也是贺利氏Welco系列焊锡膏的重要拓展市场，并且伴随着先进制程和封装技术持续升级，对材料的需求将越来越严苛，中国客户对环境可持续发展、绿色制程的要求也会越来越关注。贺利氏将继续以领先的材料解决方案推动中国大陆先进半导体材料的未来发展。作为半导体产业的核心企业之一，贺利氏电子对环境可持续发展相关事项责无旁贷。同时，贺利氏电子减少碳足迹的工作也已在循序渐进地进行，预计到2030年将减少42%碳足迹。

关于贺利氏集团

贺利氏集团是全球领先的家族企业、科技公司，业务多元化，总部位于德国哈瑙。公司起源于1660年成立的一间小药房。如今，贺利氏集团的业务涵盖环保、电子、健康和工业应用等领域。通过广泛的专业材料专长和领先技术，为客户提供创新产品和解决方案，并使其从中受益。

2022年财年，贺利氏的总销售收入为291亿欧元，在40个国家拥有17,200名员工，名列《财富》“世界五百强”。贺利氏被评选为“德国家族企业十强”，在全球市场上占据领导地位。

大中华地区是贺利氏集团最为重要的三个市场之一，公司在这一地区的发展已有近五十年的历史。目前，贺利氏在大中华地区一共拥有2,700多名员工和20家公司。如需了解更多信息，请登陆：www.heraeus.cn

关于贺利氏电子

贺利氏电子是电子行业内领先的元器件封装材料制造商，为汽车、功率电子和先进半导体封装市场开发材料解决方案，并为客户提供从材料和材料系统到技术服务的广泛产品组合。