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【新聞】AuSn（金錫）製程蕭條下的挑戰與轉機

2025-09-03

 

AuSn 製程的衰退現象

近年來，AuSn（金錫）製程 在台灣乃至全球市場陷入低潮。過去，AuSn eutectic（Au80/Sn20）因其優異的導電性、熱傳導與高可靠度，被廣泛應用於 光電通訊、功率半導體、雷射模組、醫療光學 等高端封裝。然而，2024–2025 年隨著金價持續飆升，產業走向卻顯示出：AuSn（金錫）合金在封裝與光電產業中的應用逐漸式微，台灣多家專門從事 AuSn 電鍍製程的廠商面臨嚴峻挑戰。然而，市場並非只有衰退，也正在出現新的轉機 —— 來自 替代技術的崛起。

 

五大原因解析

  • 金價飆升→成本過高

    黃金價格持續上漲，使 AuSn 製程成本遠高於其他方案。

  • 應用市場萎縮

    光電、雷射與通訊產業逐步轉向更具成本效益的焊料或鍵合技術。

  • 製程難度與良率問題

    AuSn 電鍍需要嚴格控制 eutectic 成分比例，且容易形成脆性金屬間化合物，導致良率下降。

  • 台灣產業結構脆弱
    多數 AuSn 電鍍廠商屬中小企業，研發與抗風險能力不足，導致市場震盪時易陷入困境。

  • 替代技術成熟
    • SAC 錫銀銅合金 (SnAgCu)
      SAC 是最常見的無鉛焊料，早已廣泛應用於一般電子組裝領域。雖然在高可靠度與高導熱應用上不及 AuSn，但隨著成本壓力加劇，許多光電與通訊應用開始評估 SAC 作為替代方案。

      Bowman XRF 切入點
      • 可精準測量 Sn / Ag / Cu 多層結構的鍍層厚度與成分比例。
      • X-ray光譜協助製程調控 Ag、Cu 的比例，確保可靠度與潤濕性。
      • 適用於薄鍍層與局部鍍層檢測，確保一致性。

    • Cu-Sn Bonding (銅-錫接合)
      這是近年來快速發展的技術，利用銅與錫之間的 金屬間化合物 (IMC) 反應，形成可靠且低成本的接合界面。此方式比 SAC 更高可靠度，且更適合 3D IC、TGV/TSV 等先進封裝。

      Bowman XRF 切入點
      • 測量 Cu seed layer 與 Sn 鍍層厚度，確保形成理想 IMC。
      • 控制 阻擋層 (Ni, Ti, Ta 等) 厚度，避免過度擴散造成失效。
      • 提供 X-ray 多層分析協助監控製程變異，提升長期可靠性。

    • Cu-Cu Direct Bonding (銅-銅直接鍵合)
      Cu-Cu bonding 是近年最具潛力的「去焊料化」技術，特別適用於 3D IC 與高頻高速應用。它不需要中間焊料，直接透過 CMP 平坦化後的銅表面貼合與退火擴散，形成高導電與高導熱的接合。

      Bowman XRF 切入點
      • 監控 銅種子層（seed layer）厚度，確保後續 CMP 與平坦化良率。
      • 檢測 阻擋層 (如 Ru, Ta, Ti) 鍍層厚度，避免界面失效。
      • 提供 非破壞式檢測，在量產過程中快速篩查良率。

    • 其他低成本焊料合金（Sn-Bi, Sn-In 等）
      在某些光電與低溫應用領域，低熔點合金如 Sn-Bi、Sn-In 也被提出作為 AuSn 的替代方案。雖然在高溫可靠性上仍有限制，但在成本敏感市場已逐漸被採用。

      Bowman XRF 切入點
      • 支援 X-ray 薄層厚度測試 Bi、In 在低厚度下的成分均勻性。
      • 協助材料研發時，快速驗證合金比例是否落在設計範圍。
      • 在量產線上提供 快速取樣檢測，降低批次失敗風險。

      這些方案具備 低成本、高產能、良好可靠度，逐步取代 AuSn。

    •  

Bowman XRF 的角色：不僅限於 AuSn

雖然 AuSn 市場逐漸式微，但 X-ray 檢測需求依然強勁。因為無論是傳統 AuSn，還是新興的 Cu-Sn、SnAgCu、或 Cu-Cu bonding，鍍層與材料厚度的精準管控 始終是產業核心需求。 Bowman XRF 作為 非破壞式 X-ray 分析工具，不僅能協助傳統 AuSn 製程的品質監控，更能快速切入替代製程的管控需求，幫助廠商平穩轉型。


Bowman XRF 的關鍵優勢：
  • 多層結構解析能力：可同時量測多層金屬堆疊（如 Cu / Ni / SnAg）。
  • 精準厚度監控：確保焊料層或金屬柱的厚度均勻與可靠。
  • 成分比例分析：針對 SnAgCu 或 Cu-Sn 等新型合金，提供即時的元素比例監測。
  • 靈活應用：從 AuSn 到先進替代製程，Bowman XRF 都能精準適用。

 

結論：從「淘汰」到「升級」

AuSn 製程的蕭條，反映了產業對 成本與效率 的追求。但這並不意味著 XRF 技術的價值下降，反而替代技術如 SAC、Cu-Sn bonding、Cu-Cu direct bonding 以及低成本合金 的崛起，對於 快速、非破壞性、精準的 X-ray 檢測 需求更為迫切。 在這波轉型潮流中，Bowman高精度 X-ray 測厚與成分分析不僅能幫助廠商持續管控傳統 AuSn 製程，也能精準切入 新一代封裝材料與製程替代方案的厚度與成分監控需求的可靠解決方案。對於面臨製程轉換的企業而言，這不僅是挑戰，更是重新建立競爭優勢的契機。



 

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