9月快訊-4: 為台灣加油打氣專欄(29)_導電粒子 / 李家同 (作者為本會理事長)

張貼日期：2015/9/17 上午 09:36:19

我們的電子系統常常有需要將一個晶片放到一個基板上，晶片有很多腳，這些腳要和基座的電極一一相連，如圖一。

大家一定會想，要連接晶片和基座可以用焊錫來連接。理想的焊接如圖二。

 但是，基座上的節點只有10微米，一個微米是一百萬分之一米。所以，一不小心焊錫會橫跨兩個電極造成短路，有如圖三的情況。

一旦如圖三的情況發生，就會有所謂的短路(crosstalk)。這是絕對不行的。我們唯一的辦法是用所謂的導電粒子，也就是說，晶片和基座之間有一種接著劑作為連結，接著劑中有可以導電的塑膠導電粒子。這些塑膠導電粒子就可以將晶片和基座相連了，如圖四。

這些塑膠導電粒子的直徑是3~5微米，公差0.2微米以內。而我們在十年前是完全做不到的，現在由於工程師的努力，這種極為微小的塑膠導電粒子已經可以自己做出來了。

這些塑膠導電粒子在液體中是不能夠互相碰到的，碰到的話又會造成嚴重的問題。它們之所以不能碰到是因為工程師利用靜電互斥的原理造成。但是粒子和粒子之間的距離又不能太遠，因為一旦太遠，有可能晶片的腳和基座的節點連不起來，所以必須維持粒子和粒子之間的距離小於5微米。

這個塑膠導電粒子之所以能夠成功地做出來，是由於化工工程師的合成技術，他們對於化學結構設計有相當的功力。當然，塑膠粒子的表面是要鍍上黃金導電層，這個技術也是不容易的。

塑膠粒子要做得非常小而均一是我國最近才做出來的，在很多年前我們也有塑膠粒子，可是塑膠粒子的大小完全不一，從1毫米至100毫米都有。嚴格說起來，這種塑膠粒子無法用來作為導電粒子之用，而是一種粒子而已。這種塑膠粒子的價格是非常便宜的，1公斤價格低於200元台幣。現在的塑膠導電粒子，1公斤價值超過300萬台幣，而其中金子表層的價值只有25萬。可以想見我們國家是在進步之中。

我們能夠做出塑膠導電粒子顯示我們國家在向精密工業邁進，因為(1)導電粒子的直徑非常小，公差也非常小。(2)塑膠導電粒子在液體中的分布相當均勻，沒有成塊的現象。這都是工程師辛勤努力的結果。

也許大家會問，總不會如此地均勻，萬一有一個地方不太均勻怎麼辦?我在這裡要告訴各位一個好消息，我們國家有一種設備公司，已經發展出檢驗塑膠導電粒子的設備，可以檢驗出任何有不均勻的地方，也可以修補。這件事情又顯示了我國在精密機械上也在進步之中。

塑膠導電粒子的研究是由經濟部工業基礎技術發展計劃所支持的，在過去，政府是不太會支持這種計劃的，因為這種研究計劃不是耀眼的計劃。可是這種技術是相當重要的，我們顯示器的封裝就相當依賴