單晶銅項(xiàng)目工藝

本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝融合了金屬材料制備工藝、熱處理工藝、金剛石模具工藝，保證了生產(chǎn)一致性、可靠性，解決了規(guī)?；a(chǎn)問題，產(chǎn)品合格率達(dá)到95%以上，可連續(xù)生產(chǎn)。工藝流程如下:

該項(xiàng)目技術(shù)含量高，具有高附加值。該公司結(jié)合國內(nèi)各大專院校提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)，聯(lián)合開發(fā)該項(xiàng)目，并且是該項(xiàng)目設(shè)備生產(chǎn)組織者，所制造的設(shè)備獲得安徽省科技進(jìn)步獎(jiǎng)，技術(shù)裝備及生產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到國際水平，產(chǎn)品的多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品合格率達(dá)到95%以上。

過去10年微電子信息產(chǎn)品制造業(yè)發(fā)展很快，年增長率達(dá)6%-7%，2002年全球電子工業(yè)制造業(yè)市場數(shù)額達(dá)1萬億美元:包括計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、路由器、DVD、發(fā)電機(jī)控制器和起搏器等等。亞洲(除日本外)是世界電子工業(yè)制造中心之一，它包括中國、臺(tái)灣地區(qū)和韓國等，其市場占全球電子產(chǎn)品制造業(yè)市場的20%，即2000億美元，其年增長率超過10%而全球其它地區(qū)的年增長率僅為5%-6%。電子材料市場是隨著電子工業(yè)制造業(yè)市場的發(fā)展而增長，電子材料市場占電子工業(yè)制造業(yè)相當(dāng)大的市場份額。但是就目前來說電子材料供應(yīng)商主要由日本和美國公司所霸占，歐洲只有少數(shù)的幾家公司，成功的只有一家，如DELO公司。亞洲半導(dǎo)體封裝材料供應(yīng)商(除日本外)開始步入封裝材料市場的大門，如Chang Chun、Eternal公司等已成為該行業(yè)的著名公司，將來有望成為重要的封裝材料供應(yīng)商。半導(dǎo)體封裝材料(鍵合引線)供應(yīng)商也是由少數(shù)幾家公司處統(tǒng)治地位，如美國K&S公司、德國賀利氏公司、日本古河電工株式會(huì)社、住友電工株式社會(huì)、臺(tái)灣ASM等。隨著中國市場的不斷開放，對工業(yè)控制、通信、消費(fèi)電子產(chǎn)品的巨大需求，預(yù)計(jì)到2010年，中國將成為世界第二大半導(dǎo)體市場。另外，由于集成電路價(jià)格不斷下跌，使得集成電路封裝在集成電路的生產(chǎn)過程中將會(huì)占據(jù)越來越重要的地位。集成度不斷提高，使得集成電路的體積越來越小、厚度越來越薄、引線數(shù)越來越多。價(jià)格的加速降低是集成電路得以永恒發(fā)展的要求。消費(fèi)類電子的興起以及IC卡和汽車等新興領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，這些都將成為未來幾年國內(nèi)集成電路市場需求增長的重要因素。2002年中國集成電路市場總銷售量為366.9萬億塊，總銷售額為1471億元。2010年，中國市場需求數(shù)量將達(dá)到800億塊，需求額超過3000億元人民幣。同時(shí)，中國半導(dǎo)體分立器件制造業(yè)已成為電子基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，半導(dǎo)體分立器件的生產(chǎn)規(guī)模近幾年一直保持平穩(wěn)增長趨勢。2006年中國集成電路總產(chǎn)量為355.6億塊，毎萬塊需用0.025mm的絲400米，絲用量8000千克:半導(dǎo)體分立器件總產(chǎn)量為700億只，規(guī)格為0.023mm，毎萬只用50米，絲用量3000千克:兩項(xiàng)合計(jì)球焊需求量為11000千克。2007年中國封裝市場鍵合引線的需求量為22噸，占全球總需求量的35%，按照國際半導(dǎo)體行業(yè)15%的增長率，2008年全球鍵合引線的需求量越90噸，中國大陸需求量約31噸。其中市場大部分鍵合引線被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。中國生產(chǎn)鍵合引線的單位主要有:寧波康強(qiáng)電子材料有限公司、華微電子有限公司(其中鍵合金絲已被德國賀利氏收購)、北京有色金屬研究所、昆明貴金屬研究等。產(chǎn)品質(zhì)量較低且性能不穩(wěn)定，并且主要從事鍵合金絲的生產(chǎn)。根據(jù)BSEIA世界信息技術(shù)公司的市場調(diào)查和預(yù)測，國內(nèi)今年電子行業(yè)對鍵合引線需求量在40噸左右，并且隨著信息時(shí)代的到來和發(fā)展，到2010年國際市場對鍵合引線需求量達(dá)到130噸以上。這都預(yù)示著各類鍵合材料，特別是新開發(fā)的單晶銅鍵合引線材料亦將迎來大的機(jī)遇和發(fā)展。目前，國內(nèi)暫無具有競爭力的廠家，國外產(chǎn)品的價(jià)格又極高，本項(xiàng)目投入運(yùn)營后，產(chǎn)品具有較強(qiáng)發(fā)揮咱潛力，至少替代10%左右的進(jìn)口產(chǎn)品，據(jù)保守分析在10年內(nèi)該產(chǎn)品不可能飽和，在沒有新的材料來替代的前提下，它始終保持著旺盛的生命力。國家為了大力推進(jìn)中國封裝業(yè)的發(fā)展，國家在新的五年計(jì)劃期間，提出了半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)的國家第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要第七篇第二十七章內(nèi)容:加快科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和跨越發(fā)展，在實(shí)施國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中，按照自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來的方針，加快建設(shè)國家創(chuàng)新體系，不斷加強(qiáng)企業(yè)創(chuàng)新能力，全民提高科技整體實(shí)力和產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，對核心電子器件、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件，加大開發(fā)力度。由此可見，作為國家微電子產(chǎn)業(yè)配套材料的鍵合引線，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。本項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，技術(shù)含量高，創(chuàng)新性強(qiáng)，可滿足微電子封裝行業(yè)發(fā)展需要，不但能夠?yàn)槲㈦娮有袠I(yè)提供高新技術(shù)產(chǎn)品，而且還能夠替代同類進(jìn)口產(chǎn)品，提高中國微電子行業(yè)的國際競爭力，縮短與先進(jìn)國家的技術(shù)差距，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

單晶銅鍵合絲替代鍵合金絲應(yīng)用到微電子中的封裝業(yè)，如大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路和甚大規(guī)模集成電路、二極管、三極管等半導(dǎo)體分立器件及LED燈發(fā)光芯片封裝業(yè)等。在日益激烈競爭的電子工業(yè)中，高成本效益，已不能滿足集成電路封裝業(yè)的發(fā)展，為了降低成本，國內(nèi)外眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域在尋找一種更便宜的導(dǎo)體替代昂貴的金絲材料。單晶銅鍵合絲具有機(jī)械、熱學(xué)、電學(xué)性能優(yōu)良及其化合物增長慢等特性。在特定條件要求下，線徑可以減小到一半，單晶銅鍵合絲高的拉伸率、剪切強(qiáng)度，可以有效降低絲球焊過程中可能發(fā)生的絲擺、坍塌等現(xiàn)象，有效緩解了采用直徑小的一些組裝難度。在很大程度上提高了芯片頻率和可靠性，適應(yīng)了低成本、細(xì)間距、高引出端元器件封裝的發(fā)展。南通富士通、天津摩托羅拉、上海英特爾、蘇州英飛凌、天水華天科技等國內(nèi)較大的集成電路封裝測試企業(yè)一開始試用單晶銅鍵合絲運(yùn)用于IC封裝技術(shù)的發(fā)展，晶片上的鋁金屬化層更換為銅金屬化層，因?yàn)樵诰你~金屬化層上可以直接焊接，而不需要像鋁金屬化層那樣加一層金屬焊接層，這不但能增強(qiáng)器件特性還能降低成本，同時(shí)，在工藝上，逐漸將傳統(tǒng)的金絲更換為單晶銅鍵合絲，解決細(xì)間距的器件封裝，對器件超細(xì)間距的要求成為降低焊絲直徑的主要驅(qū)動(dòng)力。因而，在今后的大規(guī)模集成電路、超大和甚大規(guī)模集成電路封裝業(yè)種，單晶銅絲球焊技術(shù)是目前國際上正在興起的用于微電子器件芯片內(nèi)引線連接的一種高科技創(chuàng)新技術(shù)，今后在球焊技術(shù)工藝中比將成為主流技術(shù)。單晶銅鍵合絲作為鍵合引線材料是現(xiàn)在和將來電子封裝業(yè)的必然趨勢。此外，由于黃金價(jià)格的上漲，更加快著單晶銅鍵合絲代替鍵合金絲的步伐，所以，單晶銅鍵合絲無論在國內(nèi)外還是現(xiàn)在和將來都具有非常大的潛在市場和巨大的發(fā)展商機(jī)。

單晶銅絲其結(jié)構(gòu)僅由一個(gè)晶粒組成，不存在晶粒之間產(chǎn)生的"晶界"，不會(huì)對通過的信號(hào)產(chǎn)生反射和折射而造成信號(hào)失真和衰減，因此具有獨(dú)特的高保真?zhèn)鬏敼δ埽試H市場上首先用于音視頻傳輸線，多集中于音響喇叭線、電源線、音頻連接線、平衡線、數(shù)碼同軸線、麥克風(fēng)線、DVD色差視頻線，DⅥ和HDMI線纜及各種接插件等。

近年來，國內(nèi)外又開始將單晶銅絲用于通信網(wǎng)絡(luò)線，隨著電腦通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)傳輸線的傳輸速度要求越來越高，傳輸速度高也就是線的使用頻率范圍高，頻率范圍高，則信號(hào)衰減就嚴(yán)重。較早的5類線可用到100MHz，而超5類線也只有120MHz，自推出單晶銅絲材料制作的網(wǎng)絡(luò)線以后，使用頻率可達(dá)350MHz以上，超過6類線標(biāo)準(zhǔn)很多(6類線為250MHz)。根據(jù)1999-2000年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，平均每年需求量以12%的速度持續(xù)增長。預(yù)計(jì)今后10年內(nèi)產(chǎn)品的需求量將達(dá)到現(xiàn)階段的兩倍以上。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊線纜，由于缺乏高性能材料方面的支持，所以，六類以上線纜基本上位國外產(chǎn)品所占領(lǐng)。據(jù)預(yù)測，二十一世紀(jì)初亞太地區(qū)將是網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展的熱點(diǎn)地區(qū)。高保真音視頻線纜，中國年用量在20萬km以上，隨著中國人民生活水平的提高，影音設(shè)備消費(fèi)將會(huì)大幅度的提高，與之匹配的高檔次音視頻傳輸線將會(huì)大量增加。

在超大規(guī)模集成電路(VLSI)和甚大規(guī)模集成電路(ULSI)的芯片與外部引線的連接方法中，過去、現(xiàn)在和將來引線鍵合仍是芯片連接的主要技術(shù)手段。集成電路引線鍵合也是實(shí)現(xiàn)集成電路芯片與封裝外殼多種電連接，并傳遞芯片的電信號(hào)、散發(fā)芯片內(nèi)產(chǎn)生的熱量，最通用、最簡單而有效的一種方式，所以鍵合引線已成為電子封裝業(yè)四大重要結(jié)構(gòu)材料之一。引線鍵合封裝的方式如圖所示:

鍵合引線的中心作用是將一個(gè)封裝器件或兩個(gè)部分焊接好并導(dǎo)電。因此，焊接的部分尤其是焊接點(diǎn)的電阻是此工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在元素周期表中過渡組金屬元素中銀、銅、金和鋁四種金屬元素具有較高的導(dǎo)電性能。此外，封裝設(shè)計(jì)中鍵合引線在焊接所需要的間隙主要取決于絲的直徑，對鍵合引線的單位體積導(dǎo)電率有很高的要求，所以可能的選擇被局限在集中金屬元素中。另外，所選擇金屬必須具有足夠的延伸率，以便于能夠被拉伸到0.015~0.050mm;為了避免被破壞晶片，這種金屬必須能夠在足夠低的溫度下進(jìn)行熱壓焊接和超聲焊接;它的化學(xué)性能、抗腐蝕性能和冶金特性必須與它所焊接的材料向熔合，不會(huì)對集成電路造成嚴(yán)重影響。在集成電路的鍵合引線中，主要應(yīng)用的鍵合引線有鍵合金絲、硅鋁絲、單晶銅鍵合絲等。

金絲作為應(yīng)用最廣泛的鍵合引線來說，在引線鍵合中存在以下幾個(gè)方面的問題:

1)在硅片鋁金屬化層上采用金絲鍵合，Au-AI金屬學(xué)系統(tǒng)易產(chǎn)生有害的金屬間化合物，這些金屬間化合物晶格常數(shù)不同，機(jī)械性能和熱性能也不同，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生物質(zhì)遷移，從而在交接層形成可見的柯肯德爾空洞(Kirkendall Void)，使鍵合處產(chǎn)生空腔，電阻急劇增大，破壞了集成電路的歐姆聯(lián)結(jié)，致使導(dǎo)電性嚴(yán)重下降，或易產(chǎn)生裂縫，引起器件焊點(diǎn)脫開而失效。2)金絲的耐熱性差，金的再結(jié)晶溫度較低(150℃)，導(dǎo)致高溫強(qiáng)度較低，球焊時(shí)，焊球附近的金絲由于受熱而形成再結(jié)晶組織，若金絲過硬會(huì)造成球頸部折曲，焊球加熱時(shí)，金絲晶粒粗大化會(huì)造成球頸部斷裂;另外，金絲還易造成塌絲現(xiàn)象和拖尾現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鍵合質(zhì)量。

3)金絲的價(jià)格不斷攀升，特別昂貴，導(dǎo)致封裝成本過高，企業(yè)過重承受。

硅鋁絲作為一種低成本的鍵合引線受到人們的廣泛重視，國內(nèi)外很多科研單位都在通過改變生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)各種替代金絲的硅鋁絲，但仍存在較多的問題。

1)普通硅鋁絲在球焊是加熱易氧化，生產(chǎn)一層硬的氧化膜，此膜阻礙球的形成，而球形的穩(wěn)定性是硅鋁絲鍵合強(qiáng)度的主要特性，實(shí)驗(yàn)證明，金絲球焊在空氣中焊點(diǎn)圓度高，硅鋁絲球焊由于表面氧化的影響，空氣中焊點(diǎn)圓度低。

2)硅鋁絲的拉伸強(qiáng)度和耐熱性不如金絲，容易發(fā)生引線下垂和塌絲。

3)同軸硅鋁絲的性能不穩(wěn)定，特別是延伸率波動(dòng)大，同批次產(chǎn)品性能相差大，且產(chǎn)品的成材率低，表面清潔度差，并較易在鍵合處經(jīng)常產(chǎn)生疲勞斷裂。

單晶銅鍵合絲(目前逐步推廣使用、替代鍵合金絲，未來"封裝焊接之星")是無氧銅的技術(shù)升級(jí)換代新材料，代號(hào)為"OCC"。單晶銅即單晶體銅材是經(jīng)過"高溫?zé)徼T模式連續(xù)鑄造法"所制造的導(dǎo)體，即將普通銅材圍觀多晶體結(jié)構(gòu)運(yùn)用凝固理論，通過熱型連續(xù)鑄造技術(shù)改變其晶體結(jié)構(gòu)獲得的具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、機(jī)械性能及化學(xué)性能穩(wěn)定的更加優(yōu)越的一種新型銅材，其整根銅材僅由一個(gè)晶粒組成，不存在晶粒之間產(chǎn)生的"晶界"，("晶界"會(huì)對通過的信號(hào)產(chǎn)生折射和反射，造成信號(hào)失真和衰減)，因而具有穩(wěn)定的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、極好的高保真信號(hào)傳輸性及超常的物理機(jī)械加工性能，因此損耗量極低，堪稱是機(jī)電工業(yè)、微電子集成電路封裝業(yè)相當(dāng)完美的極具應(yīng)用價(jià)值的重要材料。其物理性能接近白銀。

單晶銅絲用于鍵合引線的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

⑴其特性:

1)單晶粒:相對目前的普通銅材(多晶粒)，而單晶銅絲只有一個(gè)晶粒，內(nèi)部無晶界。而單晶銅桿有致密的定向凝固組織，消除了橫向晶界，很少有縮孔、氣孔等鑄造缺陷;且結(jié)晶方向拉絲方向相同，能承受更大的塑性變形能力。此外，單晶銅絲沒有阻礙位錯(cuò)滑移的晶界，變形、冷作、硬化回復(fù)快，所以是拉制鍵合引線(¢0.03-0.016mm)的理想材料。

2)高純度:目前，在中國的單晶銅絲(原材料)可以做到99.999%(5N)或99.9999%(6N)的純度;

3)機(jī)械性能好:與同純度的金絲相比具有良好的拉伸、剪切強(qiáng)度和延展性。單晶銅絲因其優(yōu)異的機(jī)械電氣性能和加工性能，可滿足封裝新技術(shù)工藝，將其加工至¢0.03-0.015mm的單晶銅超細(xì)絲代替金絲，從而使引線鍵合的間距更小、更穩(wěn)定。4)導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好:單晶銅絲的導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率比金絲提高20%，因此在和金絲徑相同的條件下可以承載更大的電流，鍵合金絲直徑小于0.018mm時(shí)，其阻抗或電阻特性很難滿足封裝要求。

5)低成本:單晶銅絲成本只有金絲的1/3-1/10，可節(jié)約鍵合封裝材料成本90%;比重是金絲的1/2，1噸單晶銅絲可替代2噸金絲; 當(dāng)今半導(dǎo)體行業(yè)的一些顯著變化直接影響到了IC互連技術(shù)，其中成本因素也是推動(dòng)互連技術(shù)發(fā)展的主要因素。目前金絲鍵合長度超過5mm，引線數(shù)達(dá)到400以上，其封裝成本超過0.2美元。而采用單晶銅絲鍵合不但能降低器件制造成本，提高競爭優(yōu)勢。對于1密耳焊線，成本最高可降低75%，2密耳可達(dá)90%。單晶銅和金的封裝成本比較

單晶銅鍵合引線

6)單晶銅鍵合絲可以再氮?dú)鈿夥障骆I合封裝，生產(chǎn)更安全，更可靠。單晶銅鍵合絲這種線性新型材料所展現(xiàn)出比金絲更優(yōu)異的特性，而引起了國內(nèi)外眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的熱切關(guān)注，隨著中國集成電路和分立器件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中國微電子封裝業(yè)需求應(yīng)用正在爆發(fā)式的喚醒，中國目前主要封裝企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這一新技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?，已?jīng)開始使用單晶銅鍵合絲，但產(chǎn)品大部分都是國外進(jìn)口，進(jìn)口價(jià)格昂貴。

集成電路時(shí)信息產(chǎn)品的發(fā)展基礎(chǔ)，信息產(chǎn)品是集成電路的應(yīng)用和發(fā)展的動(dòng)力。伴隨著集成電路制造業(yè)和封裝業(yè)的興起，必然將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，特別是上游基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。作為半導(dǎo)體封裝的四大基礎(chǔ)材料之一的鍵合金絲，多年來雖然是芯片與框架之間的內(nèi)引線，是集成電路封裝的專用材料，但是隨著微電子工業(yè)的蓬勃發(fā)展，集成電路電子封裝業(yè)正快速的向體積小，高性能，高密集，多芯片方向推進(jìn)，從而對集成電路封裝引線材料的要求特細(xì)(¢0.016mm)，而超細(xì)的鍵合金絲在鍵合工藝中已不能勝任窄間距、長距離鍵合技術(shù)指標(biāo)的要求。在超細(xì)間距球形鍵合工藝中，由于封裝引腳數(shù)的增多，引腳間距的減小，超細(xì)的鍵合金絲在鍵合過程中常常造成鍵合引線的擺動(dòng)、鍵合斷裂和踏絲現(xiàn)象;對器件包封密度的強(qiáng)度也越來越差;成弧能力的穩(wěn)定性也隨之下降，從而加大了操作難度。另外，近幾年來，黃金市值一路飚升，十年時(shí)間黃金價(jià)格增長了200%多，給使用鍵合金絲的廠家，增加了沉重的原材料成本，同事也加大了生產(chǎn)及流動(dòng)成本，生產(chǎn)廠商的毛利潤由20%降到了6%，從而導(dǎo)致了資金周轉(zhuǎn)緩慢，制約了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)提升及規(guī)模發(fā)展。由此表明，傳統(tǒng)的鍵合金絲根據(jù)自身的特點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到了其能力極限，再也不能滿足細(xì)線徑、高強(qiáng)度、低弧度、長弧形、并保持良好導(dǎo)電性的要求。因此，隨著半導(dǎo)體集成電路和分立器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鍵合金絲無論從質(zhì)量上、數(shù)量上和成本上都不能滿足國內(nèi)市場的發(fā)展要求。特別是低弧度超細(xì)金絲，大部份主要依賴于進(jìn)口，占總進(jìn)口量的45%以上。所以國家在新的五年計(jì)劃期間，提出把提高新型電子器件創(chuàng)新技術(shù)和工藝研發(fā)水平納入國家專項(xiàng)實(shí)施重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目來抓，大力開發(fā)高科技、高尖端、節(jié)能降耗、綠色環(huán)保型半導(dǎo)體集成電路封裝新材料。

隨著電子信息時(shí)代的飛速發(fā)展，其應(yīng)用基礎(chǔ)與核心的大規(guī)模集成電路、超大集成電路和甚大規(guī)模集成電路的特征間距尺寸已走過了0.18µm、0.13µm、0.10µm 的路程，直至當(dāng)今的0.07µm生產(chǎn)水平。其集成度也達(dá)到數(shù)千萬只晶體管至數(shù)億只晶體管，布線層數(shù)由幾層發(fā)展至10層，布線總長度可高達(dá)1.4Km。這樣一來，硅芯片上原由鋁布線實(shí)現(xiàn)多層互連，由于鋁的高電阻率制約，顯然難以得到發(fā)揮。所以在芯片特征間距尺寸達(dá)到0.18µm或更小時(shí)，根據(jù)研究我們采用了電阻率低、電氣性能和機(jī)械性能俱佳，以及價(jià)格低廉的單晶銅絲進(jìn)行了多次的鍵合試驗(yàn)，結(jié)果解決了多層布線多年要解決的難題。同樣情況，由于芯片輸入已高達(dá)數(shù)千輸入引腳的大量增加，使原來的金、鋁鍵合絲的數(shù)量及長度也大大增加，致使引線電感、電阻很高，從而也難以適應(yīng)高頻高速性能的要求，在這種情況下，我們同樣采取了性價(jià)比都優(yōu)于金絲的單晶銅(ф0.018mm)進(jìn)行了引線鍵合，值得可賀的是鍵合后結(jié)果取得了預(yù)想不到的成功。從此改變了傳統(tǒng)鍵合金絲的市場壟斷，實(shí)現(xiàn)了單晶銅絲鍵合引線在中國集成電路微電子封裝產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用未來發(fā)展前景十分廣闊。同時(shí)也填補(bǔ)了中國在這一領(lǐng)域的空白，節(jié)省貨幣金屬黃金消耗，增加了中國黃金戰(zhàn)略儲(chǔ)備具有一定重大的意義。

美、日、歐等發(fā)達(dá)國家，經(jīng)過對單晶銅布線及其引線鍵合的多年研發(fā)工藝，技術(shù)已日漸成熟，近幾年少數(shù)高校及科研院所(如哈工大)和該公司一樣未雨綢繆，開展了對單晶銅引線可靠性的探索和研究，并取得了可喜的成果。

近幾年來，根據(jù)國內(nèi)外集成電路封裝業(yè)大踏步的快速發(fā)展，該公司緊跟這一發(fā)展趨勢，在全國率先研發(fā)生產(chǎn)出單晶銅鍵合絲，其直徑規(guī)格最小為ф0.016mm，可達(dá)到或超過傳統(tǒng)鍵合金絲引線ф0.025mm和緝拿和硅鋁絲ф0.040mm質(zhì)量水平。為促進(jìn)技術(shù)成果盡快向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，為此，我們一直期待著能早日為集成電路封裝業(yè)高尖端技術(shù)的應(yīng)用做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

特別令我們高興的是，這種期待與渴望，在"2007年中國半導(dǎo)體封裝測試技術(shù)與市場研討會(huì)"上，我們公司的單晶銅鍵合引線新產(chǎn)品被行業(yè)協(xié)會(huì)的專家"發(fā)現(xiàn)"，并立即得到大會(huì)主席及封裝分會(huì)理事長畢克允教授的充分肯定和支持。從此我們將在分會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，將這一新興的單晶銅鍵合絲新產(chǎn)品盡早做強(qiáng)做大，走在全國的前列并瞄準(zhǔn)國際市場，以滿足即將到來的單晶銅鍵合引線的大量需求。

為此，我們起草了"高技術(shù)、高附加值、國家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目--IC封裝單晶銅鍵合引線項(xiàng)目分析書"，幫助相關(guān)投資者對該項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地市場了解、分析，并給予投資者一定的風(fēng)險(xiǎn)解析。

用單晶連鑄技術(shù)拉出的銅材僅由一個(gè)晶粒組成，具有超常的機(jī)械加工性能和電學(xué)特性。其特點(diǎn)有三:

a.單晶銅純度達(dá)到99.9999%;

b.電阻比普通銅材低8%到13%;

c.韌性極高，普通銅材扭轉(zhuǎn)16圈即斷，單晶銅材可扭轉(zhuǎn)116圈。

如此優(yōu)勢，使單晶銅產(chǎn)品成為制作高保真音視頻信號(hào)、高頻數(shù)字信號(hào)傳輸線纜和微電子行業(yè)用超微細(xì)絲的頂級(jí)材料，可用于手機(jī)、音響、電腦等領(lǐng)域，使微電子器件性能更佳、體積更小、壽命更長。

各種音頻視頻信號(hào)在傳輸過程中通過晶界時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生反射、折射等現(xiàn)象使信號(hào)變形、失真衰減，而單晶銅極少的晶界或無晶界使傳輸質(zhì)量得到根本改善。因此，單晶銅在音視頻信號(hào)傳輸方面得到廣泛的應(yīng)用。

由于高頻信號(hào)的強(qiáng)烈集膚效應(yīng)和其在晶界處的衰減和損耗，造成傳輸速度慢、失真度大，特別是在多晶的普通材料更為嚴(yán)重，隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)速度要求越來越快，傳輸頻率越來越高，而當(dāng)今計(jì)算機(jī)速度最大瓶頸就是硬盤速度，如果采用單晶銅做硬盤數(shù)據(jù)信號(hào)線可大大提高硬盤傳輸速度。

隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，各種電子元件都趨向于微型化、輕量化。作為導(dǎo)體主要材料的銅線，線徑要求也越來越細(xì)，無氧銅桿由于其多晶組織，就不可避免存在缺陷及在晶界處的氧化物等，從而影響其進(jìn)一步的拉細(xì)加工目前單晶銅線最細(xì)可拉到直徑0.016mm，基本滿足最高要求。

由于單晶銅具有優(yōu)良的機(jī)械性能、物理性能和電性能，它還將廣泛應(yīng)用于壓制線路板、集成電路底版、通訊電纜、航天飛行器、高導(dǎo)電率電纜電線等領(lǐng)域。

單晶銅絲是實(shí)現(xiàn)引線框架全銅化、全面替代集成電路中鍵合金絲的關(guān)鍵產(chǎn)品，集成電路封裝產(chǎn)業(yè)正向全銅化迅速推進(jìn)，這一革命化變革中具有重要意義。

單晶銅因消除了作為電阻產(chǎn)生源和信號(hào)衰減源的晶界而具有優(yōu)異的綜合性能: 卓越的電學(xué)和信號(hào)傳輸性能，良好的塑性加工性能;優(yōu)良的抗腐蝕性能;顯著的抗疲勞性能;減少了偏析、氣孔、縮孔、壓雜等鑄造缺陷;光亮的表面質(zhì)量;因而主要用于國防高技術(shù)、民用電子、通訊以及網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。

單晶銅，是經(jīng)過"高溫?zé)徼T模式連續(xù)鑄造法"所制造的導(dǎo)體技術(shù)，因?yàn)殍T造過程經(jīng)過特殊加熱處理，所以可以獲得單結(jié)晶狀銅導(dǎo)體，每一結(jié)晶可以延伸數(shù)百米以上，在實(shí)際應(yīng)用之長度上結(jié)晶粒僅有一個(gè)，并沒有所謂"晶粒界面"存在，在訊號(hào)傳訊時(shí)，無需透過晶粒與晶粒之間的"晶界"，訊號(hào)更易于穿透與傳導(dǎo)，因此損耗極低，堪稱是相當(dāng)完美的線材。其物理性能接近白銀。

項(xiàng)目實(shí)施總體分為三個(gè)階段;第一階段完成前期調(diào)研和項(xiàng)目論證工作。第二階段完成設(shè)備訂貨，廠房選址。第三階段為設(shè)備安裝調(diào)試，投料運(yùn)行階段。三個(gè)階段工作交叉進(jìn)行，總體進(jìn)度為4個(gè)月。

★ 生產(chǎn)單晶銅鍵合引線(以生產(chǎn)ф0.02mm，年產(chǎn)量10萬K為例)整套生產(chǎn)線設(shè)備投資260萬元，流動(dòng)資金30萬元;年生產(chǎn)能力10萬K。(注:1K=1000英尺=304.8m;)

原材料:ф3mm,35萬元/噸，ф0.02mm 毎k重量約:0.852克 0.852*0.35元/克+(0.852*0.35)*15%=0.343元/K b)

包裝費(fèi)用(按毎軸1000K計(jì)算) 0.025元/K c)

模具耗損:0.08元/K d)

工人工資:1500*10*12÷100000=1.8元/K e)

能源消耗:6600度/12月*12÷100000*0.8=0.63元/K f)

稅金:3.65元/K g)

折舊:1.2元/K h)

運(yùn)輸費(fèi):0.02元/K i)

管理費(fèi):45.72元/K*15%=6.858元/K j)

房租:20元/M²*100 M²*12月÷100000=0.24元/K k)綜合a-j 合計(jì):14.846元/K)

銷售價(jià):45.72元/K(含稅價(jià))m)

利潤:45.72-14.846=30.874元/K n)年利潤:30.874*10萬K=308.74萬元/年)

年銷售額:45.72元/K*10萬K=457.2萬元)

年利潤率:100%-{(457.2-308.74)÷457.2}=67.5%

本套機(jī)組采用全部采用伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)，鍵合引線在拉制過程中采用超聲波在線清洗，軸動(dòng)式收、排線，恒張力拉拔。機(jī)組裝機(jī)總功率為30.3Kw，其機(jī)組設(shè)備配置如下:

本項(xiàng)目整套的生產(chǎn)工藝，對廠房的環(huán)境要求，廠房外部不能存在震動(dòng)和吵雜聲，操作房內(nèi)要求密封、潔凈、光線好、無塵埃顆粒，因?yàn)閱尉с~鍵合引線的直徑一般在ф0.03-ф0.018mm之間，風(fēng)速、空氣中的塵埃顆粒，會(huì)使單晶銅鍵合引線產(chǎn)生段絲和質(zhì)量缺陷。此外，如果線材在復(fù)繞和包裝過程中由于環(huán)境不潔而使塵埃附著在線材表面，將成為鍵合絲產(chǎn)品進(jìn)入高檔電路封裝領(lǐng)域的最大障礙，所以對單晶銅鍵合絲的制備來說，其廠房為凈化級(jí)就可以了。

⒈合作方必須具備廠房等基礎(chǔ)設(shè)施，具有一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在當(dāng)?shù)貎?yōu)越的社會(huì)關(guān)系、政府關(guān)系。

⒉合作方必須提供企業(yè)現(xiàn)況說明及相關(guān)證明。

⒊合作方首先對該項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地調(diào)研、考察市場、生產(chǎn)工廠等。

⒋該公司對合作方實(shí)地考察?？疾鞆S房、交通、政策及政府關(guān)系。

⒌雙方確定項(xiàng)目投資規(guī)模，商定各方的股份，簽訂合資協(xié)議書。

⒍雙方資金到位，采購生產(chǎn)設(shè)備、原料。說明:生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品銷售，全部由該公司負(fù)責(zé)，具體見合資協(xié)議書。