恭賀！交大電子柯明道教授獲頒行政院傑出科技貢獻獎，本系與有榮焉！

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電子工程系柯明道特聘教授投入靜電放電（ESD）防護設計近三十年，曾經協助多家業界公司解決各式各樣的ESD問題，為全球ESD防護設計權威。12月8日以「積體電路與電子系統之靜電放電防護與可靠度設計技術」獲行政院頒贈「傑出科技貢獻獎」，由毛治國院長親自頒獎。



電子產品持續朝向輕薄短小發展，加上半導體製程技術日新月異，系統單晶片(System on Chip)越來越有其必要性，但也容易被靜電放電轟擊而破壞，因此ESD防護設計對積體電路產品的可靠度具有關鍵影響力。柯明道教授三十年前接觸ESD防護設計後，就與產業密切合作、解決各式ESD問題，一路深耕成為台灣、乃至全球的ESD防護設計權威。



投入ESD防護設計研究的前幾年，柯明道教授已是台灣半導體產業競相網羅的人才，「當時拿到幾家知名公司的Offer Letter，後來還是決定留在交大教書。」他的決定為台灣產業界培養無數ESD防護設計人才，和業界的交流更是深入及頻繁，包括台積電、聯華電子、聯發科、奇景光電等眾多廠商絡繹前來請教。在不斷為業界解決疑難雜症的過程中，柯明道教授帶領交大電子研究所團隊持續發展出創新解決方案，引領ESD防護技術進展。



此外，柯明道教授提出的ESD防護設計技術與閂鎖效應(Latchup)防治技術，已被條列於晶圓代工廠半導體製程的設計準則(Design Rules)中，經由台積電及聯電台灣兩大半導體代工廠的大量生產製造，使用柯明道教授研發的可靠度技術所生產的積體電路產品顆數已不計其數。



柯明道教授致力解決業界面臨的挑戰，近年經由交大研發處簽約處理的產學合作計畫就達53 件，許多創新性設計也經由合作廠商提出多國專利申請，迄今獲證的美國發明專利有222件、中華民國專利計有202件，中國大陸專利也有64項，成果豐碩。



柯明道教授數十年來培養的ESD人才散見各家公司，也是交大校友的晶焱科技總經理姜信欽博士是柯明道教授的學弟，柯明道教授與姜信欽總經理完成博士學業後，先後以國防役身分進入工研院，念茲在茲為業界培養更多ESD防護設計人才，共同推動「台灣靜電放電防護工程學會」的成立，為台灣ESD防護人才提供更寬廣的舞台。



柯明道教授在ESD防護與可靠度設計上的成就享譽國際，獲國內外多項重要獎項肯定，包含國家發明創作獎、經濟部技術創新獎、十大傑出青年、傑出發明家、傑出工程教授等，並於2008年榮獲IEEE Fellow，實至名歸，為國內相關研究領域學者之表率。已發表之國際期刊論文與國際研討會論文累計超過500篇，是此領域的佼佼者。在台灣廠商深受ESD問題所困的年代，柯明道教授的先驅投入，順利研發多項關鍵技術，國內廠商因而受益，是技術創新研究的成功典範。



行政院「傑出科技貢獻獎」今年舉辦第39屆，每年約僅選出2至4位得獎者。交大目前共有五位教授曾獲得此殊榮，包括施敏教授(1997年)、張俊彥教授(1998年)、張豐志教授(2004年)、林一平教授(2008年)、柯明道教授(2015年)。

交通大學材料系特聘教授暨奈米學士班主任陳智以及交通大學電子系教授暨國際半導體產業學院副院長陳冠能團隊，與美國UCLA杜經寧院士合作，在微電子封裝業的研究有重大突破。


2015-06-03 交大研發第五代高階電子封裝技術 低溫(150 oC)及低壓下之銅-銅直接接合


交通大學材料系特聘教授暨奈米學士班主任陳智以及交通大學電子系教授暨國際半導體產業學院副院長陳冠能團隊，與美國UCLA杜經寧院士合作，在微電子封裝業的研究有重大突破。團隊利用特殊電鍍技術，發展低溫低壓的銅銅接合技術，若未來進一步提升反應速度與均勻度，將有望取代銲錫，成為繼打線接合、捲帶自動接合、覆晶封裝技術、微凸塊/矽穿孔電鍍後的第五代電子封裝技術。



交通大學材料系特聘教授暨奈米學士班主任陳智表示，2012年團隊利用特殊電鍍技術，製備具有高度(111)優選方向的奈米雙晶銅金屬膜 (當時發表於Science期刊)。因為(111)面為最密堆積平面，其平面上的銅原子擴散速度較快的特性，團隊開始發展低溫低壓的銅銅接合技術，目前已經可以成功在一般真空環境(10-3 torr)下，以低溫(150 oC)低壓(小於1MPa)進行銅-銅接合，接合過程可在60分鐘內完成(如下圖)。此溫度已經遠低於一般無鉛銲錫迴銲的溫度，若將溫度提昇至250 oC，將可在十分鐘內接合完成，此一令人振奮的結果在銅-銅接合發展上，是一重大突破，並已發表於五月出版的科學報導(Scientific Reports)。



研究團隊表示，現今半導體界的發展乃跟隨著摩爾定律的曲線，但預期即將達到微影技術及材料的物理極限，無法再繼續微縮。而三微積體電路(3D IC)技術低耗能及高傳導的優點，被預期能使各大廠繼續維持在摩爾定律上的技術，並且能大幅減少元件尺寸。現今3D IC 技術中，因銲錫具有低熔點及製程簡單的優點，所以自1969年以來被廣泛應用於半導體元件中的接點，但在大家不斷追逐體積縮小的效應下，會造成機械性質較脆、導熱速度慢。因此，使用焊錫接點在3D IC的應用會引發許多可靠度的問題。



銅具有非常好的導電率與導熱係數，但因熔點為1083 oC，要將兩片銅膜直接接合有其難度。過去銅接合的研究指出可在超高真空(10-8 torr)的環境下，將兩片經過氬離子束表面活化且具有高平整度的銅膜，可在室溫且不需施加壓力的情況下做接合。但由於此方法需要超高真空(10-8 torr)的環境，對於業界來說所需耗費的成本過高。此外，也有研究提出可在一般的真空(10-3 torr)環境下，利用300oC的熱壓可接合兩片銅膜，但300oC的溫度對於業界實際應用來說溫度還是過高。除了熱預算對成本及可靠度的影響外，有些應用例如CMOS image sensor，希望其接合溫度能降低到200 oC以下。綜合以上所述，銅直接接合技術要能實際應用在業界，必須符合兩個要求: (1)一般的真空環境下(10-3 torr)、(2)接合溫度需低於300 oC。



交大研究團隊成功研發在一般真空環境(10-3 torr)下，以低溫(150 oC)低壓(小於1MPa)進行銅-銅接合，實為學術與產業界一大突破。更難能可貴的是，此一研究為台灣團隊主導，實驗也都在台灣完成，足以證明交大與台灣的研究水準具世界級競爭力。此技術已經獲得台灣發明專利，並同時申請美國及德國專利。



本研究是台灣團隊主導，研究水準具世界級競爭力



此研究由交通大學材料系陳智教授與電子系陳冠能教授領導，團隊成員包含交通大學材料系博士後研究員劉健民博士、蕭翔耀博士，與博士班學生劉道奇、林漢文、呂佳凌、黃以撒，碩士班學生呂典融，以及加州大學洛杉磯分校，同時也是中研院院士杜經寧教授等人，所有的實驗都在台灣完成。



秘書室
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