集成电路镀膜键合丝的研发及产业化
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-12-05 16:59:26
镀膜键合丝定义:集成电路中用作连接线的键合丝,采用金属原料制造,又称球焊丝或引线丝,为起到防被氧化及防金属离子扩散作用,在键合丝表面包覆50纳米左右厚度的膜材料。键合丝金属含量≥99.99%,微量添加元素总和0.01%。 键合丝是微电子工业的重要材料,是集成电路封装的基础材料和关键材料,其主要功能用作芯片和引线框架间连接线,实现电信号传导。膜材料有铬、镍、碳等,镀膜键合丝,镀膜键合丝与键合金丝几乎应用至高端LED及集成电路产品,但两者价格相差巨大。黄金作为国家重要战略储备物资和国际通用货币,价格高昂,键合金丝制造成本远高于普通金属键合丝,也制约着下游产业的多元发展。为促进集成电路制造产业发展,大幅降低集成电路制造成本,公司设想使用价格低的金属为材料,寻找合适的膜材料,通过覆膜实现替代或升级。在前期大量调研工作基础上,我们认为,铜属于大宗商品且价格低,但由于铜金属本身的特性缺陷,易氧化及离子扩散问题,造成了LED及集成电路产品的品质可靠性不如键合金丝。而镀钯键合铜丝,可以解决铜材的防氧化及铜离子扩散问题。
键合丝属新型材料和军工材料,具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能,是信息材料的关键组成,而碳膜包覆键合铜丝,不仅生产成本低,还能满足集成电路的封装要求、不被氧化甚至品质升级。目前全球的键合铜丝均会被氧化,镀钯铜丝虽然不会被氧化,但是受金属钯价格影响、生产成本非常高,不具盈利水平。因此,关于纳米级碳膜包覆防氧化键合铜丝的研发生产,全球仅我司一家。
本项目生产研发的纳米级碳膜包覆键合铜丝。此方法改进了铜线的金属缺陷,满足键合封装集成电路所需要的防氧化,防扩散标准要求。又极大的降低了材料成本。完全替代镀钯键合铜丝,是一次材料技术的革命。可广泛用于国防军工、航空航天、微波通信、轨道交通、高端装备、智能电网等众多领域,是支撑5G通信、轨道交通、新能源汽车等产业发展的核心关键材料
此项目依托中科院宁波所, 中国科学院宁波材料技术与工程研究所成立于2004年4月,是中国科学院在浙江布局建立的首家国家级研究机构,是中国科学院在“知识创新工程”试点工作向“创新跨越、持续发展”推进的新阶段,与地方政府共同出资建设的一个新的直属科研机构。不仅填补了当时中科院在全省研究机构中布局的空白,也极大地提升了宁波乃至浙江省的自主创新能力,为宁波乃至浙江新材料产业发展提供了强大的创新动力,已成为全省新材料技术研究的人才、技术和创新高地。
本项目研究成功的产品纳米级碳膜包覆键合铜丝。将促进产业集群发展方面实现突破,将获得较大的经济效益和社会效益,还将带动当地高新技术产业的进一步突破,促进当地国民经济的可持续发展。在“微电子”领域,此方法改进了铜线的金属缺陷,满足键合封装集成电路所需要的防氧化,防扩散标准要求。又极大的降低了材料成本。完全替代镀钯键合铜丝,是一次材料技术的革命。为我国微电子技术的发展奠定基础
目前处于何种研发阶段: ☒研发 ☐小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☐产业化; 样机: ☒ 有 ☐无 其他:□如选择“其他”,请说明:。
已投入成本: 300000 元。
推广应用情况:已用于学术研究。转化方式:转化方式:合作开发、技术转让、技术许可、技术参股、采购合同、买卖合同