单晶铜键合线.doc

宏银电子科技热线：15505510096李先生

一、概述：
国家的改革开放，促进了国民经济的稳步发展。随着我国高技术产业发展规划的不断推进，我公司依托高校的科研基础，研究和开发了系列的工业化技术项目,部分项目技术已得到了充分的推广和转化。单晶铜键合引线替代键合金丝新项目的又一突破，更进一步体现了我公司研发项目的专业水准和技术实力。经过多年的探索和研究，在技术工艺和工艺装备上都得到了初步的推广和完善。使单晶铜键合引线走向实现引线框架全铜化，全面替代半导体分立器件、集成电路封装材料中键合金丝的关键产品。同时，单晶铜丝在高保真音、视频传输线、网络传输线缆方面也是最顶级的材料，目前我公司单晶铜键合引线正逐步向产业化推广和拓展。
集成电路是信息产品的发展基础，信息产品是集成电路的应用和发展的动力。伴随着集成电路制造业和封装业的兴起，必然将带动相关产业，特别是上游基础产业的蓬勃发展。作为半导体封装的四大基础材料之一的键合金丝，多年来虽然是芯片与框架之间的内引线，是集成电路封装的专用材料，但是随着微电子工业的蓬勃发展，集成电路电子封装业正快速的向体积小，高性能，高密集，多芯片方向推进，从而对集成电路封装引线材料的要求特细（￠0.016㎜），而超细的键合金丝在键合工艺中已不能胜任窄间距、长距离键合技术指标的要求。在超细间距球形键合工艺中，由于封装引脚数的增多，引脚间距的减小，超细的键合金丝在键合过程中常常造成键合引线的摆动、键合断裂和塌丝现象；对器件包封密度的强度也越来越差；成弧能力的稳定性也随之下降，从而加大了操作难度。另外，近几年来，黄金市值一路飕生，十年时间黄金价格增长了200%多，给使用键合金丝的厂家，增加了沉重的原材料成本，同时也加大了生产及流动成本，生产厂商的毛利润由20%降到了6%，从而导致了资金周转缓慢，制约了整个行业的技术提升及规模发展。由此表明，传统的键合金丝根据自身的特点已经达到了其能力极限，再也不能满足细线径、高强度、低弧度、长弧形、并保持良好导电性的要求。因此，随着半导体集成电路和分立器件产业的发展，键合金丝无论从质量上、数量上和成本上都不能满足国内市场的发展需求，特别是低弧度超细金丝，大部分主要依赖于进口，占总进口量的45%以上。所以国家在新的五年计划期间，提出把提高新型电子器件创新技术和工艺研发水平纳入国家专项实施重点规划项目来抓，大力开发高科技、高尖端、节能降耗、绿色环保型半导体集成电路封装新材料。
随着电子信息时代的飞速发展，其应用基础与核心的大规模集成电路、超大集成电路和甚大规模集成电路的特征间距尺寸已走过了0.18µm、0.13µm、0.10µm路程，直至当今的0.07µm生产水平。其集成度也达到数千万只晶体管至数亿只晶体管，布线层数也由几层发展至10层，布线总长度可高达1.4Km。这样一来，硅芯片上原由铝布线实现的多层互连，由于铝的高电阻率制约，显然难以达到传送高频、高速信号的能力，许多设计功能都难以得到发挥。所以在芯片特征间距尺寸达到0.18µm或更小时，根据研究我们采用了电阻率低、电气性能和机械性能俱佳，以及价格低廉的单晶铜丝进行了多次的键合实验，结果解决了多层布线多年所要解决的难题。同样情况，由于芯片输入已高达数千输入引脚的大量增加，使原来的金、铝键合丝的数量及长度也大大增加，致使引线电感、电阻很高，从而也难以适应高频高速性能的要求，在这种情况下，我们同样采取了性价比都优于金丝的单晶铜键合丝（Φ0.018㎜）进行了引线键合，值得可贺的是键合后结果取得了预想不到的成功。从此改变了传统键合金丝的市场垄断，实现了单晶铜丝键合引线在我国集成电路微电子封装产业系统中的应用，未来发展前景十分广阔。同时也填补了我国在这一领域的空白，节省货币金属黄金消耗,增加了我国黄金战略储备具有一定的重大意义。
美、日、欧等发达国家，经过对单晶铜布线及其引线键合的多年研发工艺，技术已日渐成熟，近几年少数高校及科研院所（如哈工大）和我公司一样未雨绸缪，开展了对单晶铜键合引线可靠性的探索和研究，并取得了可喜的成果。
近几年来，根据国内外集成电路封装业大踏步的快速发展，我公司紧跟这一发展趋势，在全国率先研发生产出单晶铜键合丝，其直径规格最小为Φ0.016㎜，可达到或超过传统键合金丝引线Φ0.025㎜和键合硅铝丝Φ0.040㎜的质量水平。为促进技术成果尽快向产业化转移，促进生产力的发展，为此，我们一直期待着能早日为集成电路封装业高尖端技术的应用作出应有的贡献。
特别令我们高兴的是，这种期待与渴望，在“2007年中国半导体封装测试技术与市场研讨会”上，我们公司的单晶铜键合引线新产品被行业协会的专家“发现”，并立即得到大会主席及封装分会理事长毕克允教授的充分肯定和支持。相信我们在封装协会的指导下，会将这一新兴的单晶铜键