单金铜键合引线成套生产技术项目
- 格式:doc
- 大小:39.00 KB
- 文档页数:9
集成电路封装中的引线键合技术集成电路封装中的引线键合技术2007-03-29 13:17集成电路封装中的引线键合技术黄⽟财1 程秀兰1 蔡俊荣2上海交通⼤学微电⼦学院(1. 上海交通⼤学微电⼦学院,上海200030 2. 星科⾦朋(上海)有限公司201702)摘要: 在回顾现⾏的引线键合技术之后,本⽂主要探讨了集成电路封装中引线键合技术的发展趋势。
球形焊接⼯艺⽐楔形焊接⼯艺具有更多的优势,因⽽获得了⼴泛使⽤。
传统的前向拱丝越来越难以满⾜⽬前封装的⾼密度要求,反向拱丝能满⾜⾮常低的弧⾼的要求。
前向拱丝和反向拱丝⼯艺相结合,能适应复杂的多排引线键合和多芯⽚封装结构的要求。
不断发展的引线键合技术使得引线键合⼯艺能继续满⾜封装⽇益发展的要求,为封装继续提供低成本解决⽅案。
关键词: 引线键合;球形焊接;楔形焊接;反向键合分类号:TN305 ⽂献标志码:BWire Bonding Technology in IC PackagingHuang Yucai1 Cheng Xiulan1 Cai Junrong2(1. School of Microelectronics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 2000302. STATS ChipPAC Shanghai Co., Ltd, Shanghia, 201702)Abstract:After reviewing current wire bonding technology, wire bonding technology development trends are discussed. Ball bonding has more advantages than wedge bonding, so that it is widely used in IC Packaging. Traditional forward looping technology is becoming hard to meet high-density requirements of IC Packaging, and reverse looping can comparatively achieve very low loop height. Integrated forward looping and reverse looping, complex multi layer wire bonding and multi chip packaging can be achieved. Summarily, with continuously developing wire bonding technology, it can meet advanced packaging requirement and provide a low cost solution for packaging.Key words: Wire Bonding; Ball Bonding; Wedge Bonding; Reverse Bonding1. 封装技术简介IC封装就是将晶圆切割下来,再安装⾄引线框架(基板)上,并以⾦属丝或凸点连接裸芯⽚及引线框架或基板的线路,接着在晶粒外⾯包装绝缘的塑料或陶瓷外壳,就完成IC的封装,完成后再做⼀次测试,将不合格品挑出来。
金丝球键合工艺1、课题背景1. 随着集成电路的发展,先进封装技术不断改进变化以适应各种半导体新工艺和新材料的要求和挑战.半导体封装内部芯片内部管脚以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入/输出畅通的重要作用,是整个后道封装过程中的关键。
引线键合以工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式而在连接方式中占主导地位,目前所有封装管脚的90%以上采用引线键合连接。
引线键合是以非常细小的金属引线的两端分别与芯片和管脚键合而形成电气连接。
引线键合前,先从金属带材上截取引线框架材料(外引线),用热压法将高纯si或Ge的半导体元件压在引线框架上所选好的位置,并用导电树脂如银浆料在引线框架表面涂上一层或在其局部镀上一层金;然后借助特殊的键合工具用金属丝将半导体元件(电路)与引线框架键合起来,键合后的电路进行保护性树脂封装。
无论是封装行业多年的事实还是权威的预测都表明,引线键合在可预见的未来(目前到2020年)仍将是半导体封装尤其是低端封装内部连接的主流方式。
基于引线键合工艺的硅片凸点生成可以完成倒装芯片的关键步骤并且具有相对于常规工艺的诸多优势,是引线键合长久生命力和向新兴连接方式延伸的巨大潜力的有力例证。
2。
引线键合大约始源于1947年。
如今已成为复杂,成熟的电子制造工艺。
根据引线不同,又可分为金线、铜线、铝线键合等. 根据键合条件不同,球键合可分为热压焊、冷超声键合和热超声键合。
热压焊(TC)是引线在热压头的压力下,高温加热(>250℃)发生形变焊热压超声焊(TS)焊接工艺包括热压焊与超声焊两种形式的组合。
在焊接工具的压力下,加热温度较低(低于TC温度值,大约150℃),与楔焊工具的超声运动,发生形变焊接。
热超声键合常为金丝球键合,因同时使用热压和超声能量,能够在较低的温度下实现较好的键合质量,从而得到广泛使用。
3. 键合工具负责固定引线、传递压力和超声能量、拉弧等作用。
铜丝在引线键合技术的发展及其合金的应用一、简介目前超过90%的集成电路的封装是采用引线键合技术,引线键合,又称线焊。
即用金属细丝将裸芯片电极焊区与电子封装外壳的输入,输出引线或基板上的金属布线焊区连接起来。
连接过程一般通过加热、加压、超声等能量,借助键合工具“劈刀”实现。
按外加能量形式的不同,引线键合可分为热压键合、超声键合和热超声键合。
按劈刀的不同,可分为楔形键合和球形键合。
引线键合工艺中所用导电丝主要有金丝、铜丝和铝丝,由于金丝价格昂贵、成本高,并且Au/Al金属学系统易产生有害的金属间化合物,使键合处产生空腔,电阻急剧增大,导电性破坏甚至产生裂缝,严重影响接头性能。
因此人们一直尝试使用其它金属替代金,由于铜丝价格便宜、成本低、具有较高的导电导热性,并且Cu/Al金属间化合物生长速于Au/Al,不易形成有害的金属间化合物。
近年来,铜丝引线键合日益引起人们的兴趣。
二、铜丝键合的工艺当今,全球的IC制造商普遍采用3种金属互连工艺,即:铜丝与晶片铝金属化层的键合工艺,金丝与晶片铜金属化层的键合工艺以及铜丝与晶片铜金属化层的键合工艺。
近年来第一种工艺用得最为广泛,后两者则是今后的发展方向。
1. 铜丝与晶片铝金属化层的键合工艺近年来,人们对铜丝焊、劈刀材料及新型的合金焊丝进行了一些新的工艺研究,克服了铜易氧化及难以焊接的缺陷。
采用铜丝键合不但使封装成本下降,更主要的是作为互连材料,铜的物理特性优于金。
特别是采用以下’3种新工艺,更能确保铜丝键合的稳定性。
(1)充惰性气体的EFO工艺:常规用于金丝球焊工艺中的EFO是在形成焊球过程中的一种电火花放电。
但对于铜丝球焊来说,在成球的瞬间,放电温度极高,由于剧烈膨胀,气氛瞬时呈真空状态,但这种气氛很快和周围的大气相混合,常造成焊球变形或氧化。
氧化的焊球比那些无氧化层的焊球明显坚硬,而且不易焊接。
新型EFO工艺是在成球过程中增加惰性气体保护功能,即在一个专利悬空管内充入氮气,确保在成球的一瞬间与周围的空气完全隔离,以防止焊球氧化,焊球质量极好,焊接工艺比较完善。
引线键合(WireBonding)引线键合(Wire Bonding)——将芯片装配到PCB上的方法 | SK hynix Newsroom结束前工序的每一个晶圆上,都连接着500~1200个芯片(也可称作Die)。
为了将这些芯片用于所需之处,需要将晶圆切割(Dicing)成单独的芯片后,再与外部进行连接、通电。
此时,连接电线(电信号的传输路径)的方法被称为引线键合(Wire Bonding)。
其实,使用金属引线连接电路的方法已是非常传统的方法了,现在已经越来越少用了。
近来,加装芯片键合(Flip Chip Bonding)和硅穿孔(Through Silicon Via,简称TSV)正在成为新的主流。
加装芯片键合也被称作凸点键合(Bump Bonding),是利用锡球(Solder Ball)小凸点进行键合的方法。
硅穿孔则是一种更先进的方法。
为了了解键合的最基本概念,在本文中,我们将着重探讨引线键合,这一传统的方法。
一、键合法的发展历程图1. 键合法的发展史:引线键合(Wire Bonding)→加装芯片键合(Flip Chip Bonding)→硅穿孔(TSV)下载图片为使半导体芯片在各个领域正常运作,必须从外部提供偏压(Bias voltage)和输入。
因此,需要将金属引线和芯片焊盘连接起来。
早期,人们通过焊接的方法把金属引线连接到芯片焊盘上。
从1965年至今,这种连接方法从引线键合(Wire Bonding),到加装芯片键合(Flip Chip Bonding),再到TSV,经历了多种不同的发展方式。
引线键合顾名思义,是利用金属引线进行连接的方法;加装芯片键合则是利用凸点(bump)代替了金属引线,从而增加了引线连接的柔韧性;TSV作为一种全新的方法,通过数百个孔使上下芯片与印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)相连。
二、键合法的比较:引线键合(Wire Bonding)和加装芯片键合(Flip Chip Bonding)图2. 引线键合(Wire Bonding) VS加装芯片键合(Flip Chip Bonding)的工艺下载图片三、引线键合(Wire Bonding)是什么?图3. 引线键合的结构(载体为印刷电路板(PCB)时)下载图片引线键合是把金属引线连接到焊盘上的一种方法,即是把内外部的芯片连接起来的一种技术。
引线框架铜合金材料1)介绍引线框架:作为集成电路的芯片载体,是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接,形成电气回路的关键结构件,它起到了和外部导线连接的桥梁作用,绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架,是电子信息产业中重要的基础材料。
2)优势所在:科学技术现代化对铜及铜合金材料提出越来越多的新要求,引线框架的作用是导电、散热、联接外部电路,因此要求制作引线框架材料具有高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻性能。
目前全世界百分之八十的引线框架使用铜合金高精带材制作,据不完全统计,引线框架合金约77种,按合金系划分主要有铜-铁-磷、铜-镍-硅、铜-铬-锆Cu-Fe-P、Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr 三大系列,按着性能可分为高导电、高强度、中强中导等系列所有这些新要求,将推动铜及铜合金材料的现代化进程。
常用的铜基引线框架材料主要有C194和KFC合金,其中C194(Cu-2.3Fe-0.1Zn-0.03P)属于Cu-Fe-P系合金,具有高导电、高导热性以及好的热稳定性,大量应用于电子封装(安装集成电路内置芯片外用的管壳,起着安放固定密封,保护集成电路内置芯片,增强环境适应的能力,并且集成电路芯片上的铆点也就是接点,是焊接到封装管壳的引脚上的)领域。
C194合金(Cu-2.35%Fe-0.12%Zn-0.03% P)是美国奥林公司20世纪60年代开发生产的引线框架材料,因其优良的导电性、导热性和低价格等特点成为引线框架材料的主导产品。
目前日本和德国是世界上最大的引线框架铜带出口国, 我国虽然可以自行生产一定量的C194合金材料,但合金性能与国外产品相比存在一定差距,国外合金性能为:抗拉强度500MPa,硬度151HV,电导率3.77×10-2S/m;而国内合金性能为:抗拉强度≥410 MPa,硬度120~145HV,电导率≥3.48×10 -2S/m。
铜丝引线键合技术的发展摘要铜丝引线键合有望取代金丝引线键合,在集成电路封装中获得大规模应用。
论文从键合工艺﹑接头强度评估﹑键合机理以及最新的研究手段等方面简述了近年来铜丝引线键合技术的发展情况,讨论了现有研究的成果和不足,指出了未来铜丝引线键合技术的研究发展方向,对铜丝在集成电路封装中的大规模应用以及半导体集成电路工业在国内高水平和快速发展具有重要的意义。
关键词集成电路封装铜丝引线键合工艺1.铜丝引线键合的研究意义目前超过90%的集成电路的封装是采用引线键合技术。
引线键合(wire bonding)又称线焊,即用金属细丝将裸芯片电极焊区与电子封装外壳的输入/输出引线或基板上的金属布线焊区连接起来。
连接过程一般通过加热﹑加压﹑超声等能量借助键合工具(劈刀)实现。
按外加能量形式的不同,引线键合可分为热压键合﹑超声键合和热超声键合。
按劈刀的不同,可分为楔形键合(wedge bonding)和球形键合(ball bonding)。
目前金丝球形热超声键合是最普遍采用的引线键合技术,其键合过程如图1所示。
由于金丝价格昂贵﹑成本高,并且Au/Al金属学系统易产生有害的金属间化合物,使键合处产生空腔,电阻急剧增大,导电性破坏甚至产生裂缝,严重影响接头性能。
因此人们一直尝试使用其它金属替代金。
由于铜丝价格便宜,成本低,具有较高的导电导热性,并且金属间化合物生长速率低于Au/Al,不易形成有害的金属间化合物。
近年来,铜丝引线键合日益引起人们的兴趣。
但是,铜丝引线键合技术在近些年才开始用于集成电路的封装,与金丝近半个世纪的应用实践相比还很不成熟,缺乏基础研究﹑工艺理论和实践经验。
近年来许多学者对这些问题进行了多项研究工作。
论文将对铜丝引线键合的研究内容和成果作简要的介绍,并从工艺设计和接头性能评估两方面探讨铜丝引线键合的研究内容和发展方向。
图1 金丝球形热超声键和过程2.铜丝引线键合的研究现状2.1工艺研究2.1.1防止铜丝氧化与金丝不同的是,铜丝在空气中极易氧化在表面形成一层氧化膜,而氧化膜对铜球的成形与质量有害,并且还有可能导致接头强度低,甚至虚焊(Non-Stick),因此必须采取措施防止铜丝氧化。
金、铜丝球键合焊点的可靠性对比研究徐慧,杭春进,王春青,田艳红(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院微连接研究室,黑龙江哈尔滨 150001)摘要:金丝球焊是电子工业中应用最广泛的引线键合技术,但随着高密度封装的发展,铜丝球焊日益引起人们的关注。
采用热压超声键合的方法,分别实现Au引线和Cu引线键合到Al-1%Si-0.5%Cu金属化焊盘。
对焊点进行200 ℃老化实验的结果表明:铜丝球焊焊点的金属间化合物生长速率比金丝球焊焊点慢的多;铜丝球焊焊点具有比金丝球焊焊点更稳定的剪切断裂载荷,并且在一定的老化时间内铜丝球焊焊点表现出更好的力学性能;铜丝球焊焊点和金丝球焊焊点在老化后的失效模式不同。
关键词:丝球焊;可靠性;金属间化合物;力学性能;失效模式中图分类号:TN305.96 文献标识码:A 文章编号:1004-4507(2006)05-0023-051 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
引线键合工艺介绍及质量检验引线键合工艺是一种广泛应用于电子元器件制造的连接技术,它通过金属引线的熔融连接实现芯片与外部电路的连接。
这种工艺具有高可靠性、低成本、高生产效率等优点,因此在电子产业中得到广泛应用。
本文将详细介绍引线键合工艺的过程、质量检验方法及其应用实例。
准备:包括芯片贴装、引线框架设计、选择合适的引线材料和键合设备等。
键合:通过加热或超声波能量使金属引线与芯片和外部电路键合。
检测:对键合后的产品进行外观和功能性检测。
封装:将检测合格的产品进行封装,以保护其内部电路并提高可靠性。
质量检验是保证引线键合工艺成品质量的重要环节。
以下是一些建议的质量检验步骤和方法:外观检测:通过目视或显微镜检查产品外观,判断是否有键合不良、毛刺、断线等问题。
功能性检测:利用检测仪器进行电气性能测试,确保产品在规定范围内正常运行。
X光检测:利用X光无损检测技术对产品内部结构进行观察,以发现潜在的内部缺陷。
可靠性测试:进行环境试验、寿命测试等,以评估产品的长期性能和可靠性。
微处理器封装:在微处理器封装中,引线键合工艺用于将芯片与外部电路进行连接,以确保微处理器能够正常工作。
传感器制造:在传感器制造中,引线键合工艺用于将敏感元件与信号处理电路进行连接,以提高传感器的精度和可靠性。
医疗设备制造:在医疗设备制造中,引线键合工艺用于将电子元件与医疗器械进行连接,以确保医疗器械的安全性和有效性。
引线键合工艺作为电子元器件制造中重要的连接技术,具有不可替代的地位。
通过对其工艺过程的了解和对其质量检验方法的掌握,有助于提高电子元器件制造的整体水平和产品的可靠性。
随着科技的不断发展,我们有理由相信,引线键合工艺将继续在未来的电子产业中发挥重要作用。
超声引线键合点是指通过超声波振动将金属导线与芯片或基板连接起来的连接点。
超声引线键合点的形态包括圆形、椭圆形、扁平形等,其中圆形是最常见的形态。
超声引线键合点的形态受多种因素影响,如键合工艺参数、金属导线材料、芯片或基板材料等。
单金铜键合引线成套生产技术项目可行性分析报告一、概述众所周知,在超大规模集成电路(VLSI)和甚大规模集成电路(VLSI)的芯片与外部引线的连接方法中,无论何时引线键合均是芯片连接的主要技术手段,因而键合引线已成为电子封装业四大重要结构材料之一。
鉴于键合引线的智能更新作用是将一个封装器件或两个部分焊接好并导电,以及封装设计中键合引线焊接所需间隙主要取决于丝的直径,因此对键合引线的单位体积导电率有很高的要求,同时,所选用之金属必须具有足够的延伸率,必须能够被拉伸到Ф0.016~0.050mm,且为了避免破坏晶片,该金属必须能够在足够低的温度下进行热压焊接和超声波焊接,其化学性能、抗腐蚀性能和冶金特性必须与它所焊接的材料相熔合。
基于上述技术特性需求,所以用作键合引线的材料就被局限于Au、Ag、Cu、AI 四种金属之中。
迄今为止,在微电子键合封装业中,最为广泛应用的键合引线是键合金丝。
随着微电子工业的蓬勃发展,集成电路电子封装业正向体积小、高性能、高密集、多芯片方向快捷推进,从而对键合引线的直径提出了超细(Ф0.018mm)的要求。
由于超细的键合金丝在键合工艺中已不能胜任窄间距、长间距离键合技术指标的要求,同时也因黄金市值一路飙升,导致使用键合金丝的厂家生产成本猛增,制约了整个行业的技术提升及规模发展,因此,键合金丝无论从质量上、数量上和成本上,均一不能满足集成电路电子封装也发展的需要。
于是,开发和推广应用新型微电子封装材料势在必行,迫在眉睫。
正是在这种背景下,我们决定联合开发单金铜键合引线成套生产技术,以满足不断发展的微电子封装业的需要。
顾名思义,单晶铜,即单晶体铜材,其整根铜材仅由一个晶粒组成,不存在晶粒之间产生的“晶界”。
单金铜材料是经过“高温热铸模式连续铸造法”所制造的导体,也即运用凝固理论,通过热型连续铸造技术改变普通铜材微观多晶体结构而获得的一种新型材料,系无氧铜技术升级换代的新材料。
该材料由于不存在“晶界”,不会对通过的信号产生折射和反射,故不会造成信号失真和衰减,因为具有稳定而优异的导电性、导热性、极好的高保真信号传输性,同时又具有稳定的化学性能及超常的物理机械加工性能,在加上过程中损耗量极低。
基于这些特点,单金铜键合丝现在成为机电工业、微电子集成电路封装业相当完美极具应用价值的重要材料。
具体来说,单金铜丝用于键合引线的优势主要表现在以下几个方面:1.单晶粒:单金铜丝只有一个晶粒,内部无晶界。
单晶铜杆有致密的定向凝固组织,消除了横向晶界,很少有缩孔、气孔等铸造缺陷,且结晶方向控丝方向相同,能够承受巨大的塑性变形能力。
另外,由于没有阻碍位错滑移的晶界,变形、冷作、硬化恢复快,所以是拉制Ф0.016~0.03mm键合引线的理想材料;2.高纯度:目前,在我国的单晶铜丝原材料可以做到99.999%(5N)或99.9999%(6N)的纯度;3.机械性能好:与纯度相同的金丝相比,单晶铜丝具有良好的拉伸、剪切强度和延展性,可将其加工至Ф0.016~0.03mm的单晶铜微细丝代替金丝,从而供引线键合间距更小、更稳定,以满足封装新技术工艺需要;4.导电性、导热性好:单晶铜丝的导电率、导热率比金丝高20%,因此在丝径相同的条件下,可承载更大的电流,而键合金丝直径小于0.018mm时,其阻抗或电阻特性很难满足封装要求;5.成本低:单晶铜丝成本只有金丝的1/3~1/10,可节约键合封装材料成本90%,比重是金丝的1/2,一顿单晶铜丝可替代两吨金丝;6.单晶铜键合丝已展现出比金丝更为优异的特性,从而具有了非常广阔的发展空间。
二、单晶铜键合丝应用领域1.集成电路封装领域:目前,在微电子封装业,如大规模、超大规模和甚大规模集成电路、二极管、三极管等半导体分主器件及LED灯发光芯片封装业中,单晶铜键合丝正逐步取代键合金丝。
南通富士通、天津摩托罗拉、上海英特尔等国内较大的集成电路封装测试企业已开始将单晶铜键合丝运用于IC封装技术发展。
对器件超细间距的要求成为降低焊丝直径的主要驱动力。
因此,在今后的集成电路封装业中,单晶铜丝球焊技术是目前国际上正在兴起的用于微电子器件芯片内引线连接的一种高科技创新技术,并且球焊技术工艺中今后必将成为主流技术,而单晶铜键合丝作为键合引线材料也必将成为电封装业的发展趋势。
加之,黄金价格的暴涨,更加快了单晶铜键合丝代替键合金丝的步伐。
因此,单晶铜键合丝,无论国内外、无论现在和未来,均有着巨大的潜在市场和发展商机。
2.高标准音频视频传输领域:由于单晶铜丝独特的高保真传输功能,所以国际市场上首先用于音频视频传输线,多集中于音响喇叭线、电源线、音频连接线、平衡线、数码同轴线、麦克风线、DVD色差视频线、DVI和HDMI线缆级各种接插件等;3.高标准通信网络线缆传输领域:随着电脑网络技术的发展,对网络传输线的传输速度要求越来越高。
传输速度高也就是线的使用频率范围高,但以现使用的网络线缆,频率范围越高,则信号衰减就越严重。
较早的5类线只可用到100MHZ,而超5类线也只有120MHZ,自推出单晶铜丝制作的网络线后,使用频率可达350MHZ以上。
超过6类线标准(250MHZ)很多。
因为单晶铜丝网络线的需求平均每年以百分之十几的速度持续增长。
目前六类以上线缆基本上是国外产品,这就为国产单晶铜丝网络线的应用提供了非常巨大的空间。
三、单晶铜键合引线市场需求及前景分析在过去的十年,随着微电子信息产品制造业的蓬勃发展,对电子材料的需求也在高速增长。
2000年,我国境内键合引线的需求量为4500kg,2005年急剧增加到25000kg,而到2010年,则又翻了一翻,达到了50000kg,与2000年相比,十年间意增加了10倍以上,非常惊人。
预计到2012年,我国将成为世界第二大半导体市场,对键合引线的需求必将有更大的增幅。
然而迄今为止,键合引线的供应商居于统治地位的则是少数几家外国及台湾公司,如美国的K8CS公司、德国的贺利氏公司、日本左河电工株式会社、佳友电工株式会社及台湾ASM公司。
我国生产键合引线的单位主要有:宁波康强电子材料有限公司,北京有色金属研究院,华微电子有限公司及昆明贵金属研究所。
这些单位的产品质量较低,且性能不稳定,又主要从事键合金丝的生产(其中华微键合金丝已被德国贺利氏收购),而单晶铜键合引线的开发和生产,在国内仅有个别单位,如合肥谊群科技电子材料有限公司和安徽恒正线缆有限公司等在进行。
于是一方面是微电子信息产品制造业对单晶铜键合引线日益增加的需要,一方面是国内又暂无具有竞争的厂家,国外产品的价格又过高这就为我们即将成功开发的产品提供了巨大的商机和潜在的广阔的市场,并且可以预见,在一个相当长的时期内,我们的产品必将始终保持强大的竞争力。
此外应该指出国家的发展规划曾明确要求对核心电子器件,高端通用芯片要加大开发力度,因此作为微电子产业配套材料的单晶铜键合引线的开发,不仅具有明显的经济效益,也具有明显的社会意义,符合国家产业技术政策。
四、单晶铜键合引线技术分析该项目系高新技术项目,我们依托四十三所封装协会等高等研究所的技术优势,并与之联合开发,从而确保了技术装备及生产工艺进入了世界先进行列。
产品经信息部五所全项目测试,多项指标达到国家标准。
产品合格率达到98%以上。
产品通过四十三所及封装协会组织的专家评审鉴定,并进行了9001、2008国际认证及行业认证。
该项目生产工艺融合了金属材料制备工艺、热处理工艺、金刚石模具工艺,保证了生产一性、可靠性、解决了规模化生产问题,确保了产品合格率达到98%以上。
工艺流程如下:修模原材料————制线设备、正火设备————复绕成品包装气体保护设备原材料一次性制成Ф0.02mm的微细线,并可进行连续性生产。
五、项目投资1.该项目投资后年生产φ0.02mm—φ0.04mm单晶铜键合线0.5吨。
2.基建配套厂房500㎡,装机容量50KW,厂房环境达到净化级,密闭、洁净、光亮、无尘。
3.设备配套智能控制中拉机1台、细拉机4台、退火设备3套、复绕机10台、真空包装机1台、氮气储藏柜5台、氢气瓶组3组、氮气瓶组3组。
电流、电阻、拉伸、线径测试设备1套。
4.生产用工2~6人5.项目总投资、国定资产130万元,流动资金60万元。
六、项目经济分析该项目初期投资规模以年产单晶铜键合引线(规格为φ0.02mm~0.04mm)0.5吨。
(注:1g=300m)计1.3亿米。
1、投资预算:国定资产投资130万元流动资金:60万元总投资额:190万元2、成本核算:1、原材料:进口单晶铜丝1.2mm。
70万/吨,年用量0.5吨*70万=35万材料损耗15%。
材料总成本37.6万2.辅助材料、能耗、工、税、水、油、气折合每生产一米线0.03元*1.3亿米=390万3.企业成本,租金、工资、办公、税金折合每生产一米线0.03元*1.3亿米=390万4.利润分析:以1.3亿米进行分析1.销售收入1.3亿米*销售价0.12元/米=1560万2.生产成本780万3.销售利润1560万-780万=780万4.毛利润率(780/1560)*100%=50%5.所得率780*25%=195万6.净利率780-195=585万7.净利润率(585/1560)*100%=37.5%5.项目投资回收期项目设备投资130万年净利润585万总投资回收期585万/12月=48.75万/月130万/48.75约等于3个月即以年产1.3亿米计,投产三个月后即可收回全部设备投资。
七、投资风险1、技术风险本项目设备全部采用国内先进的计算机同服控制系统,工艺水平处以国内领先水平,技术先进,产品质量稳定可靠,已完全达到国家标准,且具有很高的性价比,故无任何技术风险。
2管理风险单晶铜键合引线属于高科技产品,技术含量很高,对生产工人和管理要求比较严格,管理的好坏关系着产品的质量及生产成本,因此要加强培训不断提高生产及管理人员的综合素质。
3市场风险目前,单晶铜键合引线系高科技新产品,市场需求量大,货源非常紧张,且因其性能的特殊性,又无可替代的产品,因而在一个相对长的时间内,至少在10年内市场不会饱和。
故基本无市场风险。
八、环境保护与安全生产1,环境保护生产过程中无“三废”排放,对环境不会产生不良影响,生产过程中排水、排气不含有害物质。
本项目可通过合肥市环保局环评认证。
2、劳动安全与工业卫生本项目生产安全过程,无原材料化学变化发生,均为物理变化,同时生产过程自动化程度高,操作化境洁净,低噪音,对员工不会产生有害影响及危险。
九、结论1、本项目生产工艺先进环保,产品开发符合国家经济技术政策,产品质量优良可靠,市场预期广阔长远,经济效益好,因此从技术经济角度评价可行。
2、本项目投资利润率,投资回收期,内部效益各项指标均高于其他行业的经济指标。