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电子信息材料技术产业化中试平台

时间:2012-08-27

一、项目背景,目的和意义
    随着科学技术的高速发展,当今社会正以几何量级的速度进入信息数字化时代,作为信息化和数字化时代的物质载体,微电子技术的发展正以一日千里、日新月异的速度向前飞驰,电子产业也将随之日新月异,并影响到我们生活的方方面面,使之成为永远的朝阳产业,不可动摇地站在产业链金字塔的最高层,成为各个国家产业结构调整的发展方向。
   集成电路可谓是微电子技术产品的代表之一,而在集成电路制造过程中,键合线是其中必不可少的材料,它起到连接芯片和封装结构的作用,具有线径细(通常为25微米)、长度长(通常700米以上)、性能稳定性与可靠性要求高等特点。目前,集成电路键合线主要用金或铝制成。其中,金的导电性和导热性好,延伸率高,因而易于拉制成细而长的键合线。但金丝存在两三个明显的缺点,其一,原材料价格较贵,制造成本高;其二,密度大,不适合航天、航空等军工部门的需要; 其三,在高温下会与铝电极形成金属间化合物AuAl2和Au2Al,可能引起器件失效。铝基键合线的密度小、导电和导热性良好。因此,发展密度更小、线径更细和线长更长的Al键合线不仅有利于资源的合理利用,同时可以满足相关领域对轻量化的要求。
    目前,高导电性、超细金属键合丝产品在军事、电子封装、LED封装等众多高新领域等方面得到了日益广泛的应用。因此,该技术如果得以落地北京,以北京作为研发和中试及产业化基地,将有望对北京发达的IT产业以及电子信息产业形成强大技术和服务支撑,具有经济和社会效益显著。
二、项目优势(技术创新性、关键点)
    合金熔体的纯净化技术、连续定向凝固技术和室温冷加工技术是配备铝硅合金超细丝的关键技术,北京科技大学多年来一直从事相关方面的研究开发,积累了丰富的研究经验和实践经验。本项目中合金熔体的纯净化技术已经非常成熟,室温冷加工技术中的各种工艺参数,北京北科麦思科新材料技术有限公司研发团队及合作伙伴经过长期摸索,已经积累了丰富的经验。
    本项目研制的线径为25和31微米的铝硅合金丝产品已经在北京半久科技有限公司和北京信诚焊邦电子技术有限公司试用,试用结果证明,产品具有良好的
力学性能和键合性能,能完全满足他们公司生产需求。目前产品已经由北京有色金属与稀土应用研究所做了成分及性能检测,检测结果表明,该产品性能完全满足企业需求。由于该产品的国标已经在2005年废止,因此没有相关该行业的许可认证。作为集成电路行业的一部分,该项目一直得到北京市工业发展政策支持,在2003年和2004年都被列入《北京市工业当前重点发展的技术和产品目录》;而连续定向凝固技术虽然也有成熟的应用,但如何在真空中能精确控制凝固过程中热量的释放问题,以及如何保证凝固过程温度的一致性都是还需进一步研究来完善解决。其余的工艺和控制技术及产品推广工作。


 
三、项目合作进展情况
    项目计划在未来的1~2年内,按照以下工作步骤进行。
    技术方面包括:金属熔体中直径为5μm以上夹杂的去除技术;金属熔体的电脉冲变质处理与凝固组织精确控制;合金高效形变加工工艺的优化,实现连续纤维晶组织与丝材织构的精确控制; 丝材高效热处理工艺与复绕工艺的确定。
    合作开发方面:北京科技大学负责金属熔体除杂技术、合金高效形变加工工艺优化及丝材高效热处理工艺与复绕工艺;北京北科麦思科新材料有限公司负责。
四、社会效益和经济效益
    根据目前市场价格,成品铝硅丝每千克8~12万元,而所用原料铝硅合金的价格为每千克80元计算,因此本项目所选择的铝硅键合线丝本身就具有很高的附加值,将所开发的铝硅合金键合线生产技术,由试验阶段转入批量生产阶段,作为国家微电子产业配套材料的键合线,其经济效益和社会效益十分显著,不但能够为微电子行业提供高新技术产品,而且还能够替代同类进口产品,提高我国微电子行业的国际竞争力,缩短与先进国家的技术差距,具有十分明显的经济意义和社会意义。
从本项目实施单位主体来看,按2011年实现年产成品超细丝2500万米,产值将达到4000万元,实现利润1500万元。按2012年实现年产成品超细丝3500万米可为公司实现产值5000万元,实现利润2000万元。由此可见,本项目的实施将给公司带来上佳的经济效益。


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