【文章內(nèi)容簡介】 面，電信號通過晶界時會產(chǎn)生折射和反射，從而造成信號的衰減和失真。普通金屬材料在受力變形時晶粒和晶粒之間會在晶界上產(chǎn)生移位和斷裂，很難加工到鍵合線要求的極小直徑（目前已達(dá)到 ）。 科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，通過熱型連鑄連鍛的生產(chǎn)工藝金屬能加工成晶粒在整根金屬棒上按一個線性方向呈柱狀排列的金屬材料，單方向柱狀晶體材料亦即所謂的“單晶”材料，單晶金屬材料并非真正意義的單晶體物質(zhì)。由于其晶粒按同一線性方向呈柱狀有序排列，信號通過“晶界”的衰減小，具有更好更穩(wěn)定的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，極好的高保真信號傳 輸能力和 超常的物理機械加工性能，是極好的半導(dǎo)體封裝鍵合線材料。實驗證明單方向結(jié)晶線材導(dǎo)電率比同直徑普通線材提高 10%左右，目前已工業(yè)化生產(chǎn)的有銅和銀等。 銅鍵合引線 單方向結(jié)晶銅（即“單晶銅”）用于鍵合引線的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面 ： 晶粒呈單方向柱狀排列：相對普通銅材晶粒在同一線性方向呈柱狀排列，銅桿有致密的定向凝固組織，“晶界”間信號衰減小，極少有縮孔、氣孔等鑄造缺陷；且結(jié)晶方向與拉絲方向相同能承受更大的塑性變形，是拉制鍵合引線（ Φ ㎜ ）的理想材料。 高純度：目前可以做到 %（ 6N）的純度。 機械性 能好：與金鍵合線相比具有良好的拉伸、剪切強度。銅線相對于金線具有更高的球剪切力、線弧拉力值，銅線鍵合球剪切力比金線高 15%~25%，拉力值比金線高 10%~20%，且在塑封料包封時線弧抗重彎率（ wire sweep）更強。 導(dǎo)電性好 ： 20℃時 銅的電阻率為 ㎜ 2/m,比金的電阻率 ㎜2/m 低，在直徑相同的條件下銅絲可以承載更大的電流，使得銅引線不僅用于功率器件，也應(yīng)用于需要更小直徑引線的高密度 IC 封裝和 LED 封裝。 導(dǎo)熱性好：銅 的導(dǎo)熱性好，傳熱效率更高， 300K 時金為 317 w/(m k),銅為401 w/(m k)。 低成本： 銅線 成本只有金 線 的 1/20－ 1/30， 可節(jié)約鍵合 線 成本 90%以上。 不過，相對于金線，銅線化學(xué)穩(wěn)定性較差，容易被氧化，銅的硬度、屈服強度等物理參數(shù)高于金線，這意味著鍵合時需要施加更大的超聲能量和鍵合壓力，因此容易對芯片造成損傷甚至破壞，這是銅線封裝鍵合工藝的瓶頸。相關(guān)廠商通過對焊接材料（銅絲、基板、框架）和封裝鍵合工藝兩方面來改善其可焊性，根據(jù)現(xiàn)階段銅線封裝鍵合應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r，這一瓶頸已經(jīng)得到了有效的突破 ，銅線封裝鍵合工藝得到廣泛的推廣應(yīng)用和發(fā)展，受到業(yè)界普遍青睞，銅線焊接鍵合工藝必將成為今后半導(dǎo)體封裝的主流技術(shù)。 銅鍍鈀鍵合線 銅鍵合線代替金鍵合線是未來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，但由于銅的化學(xué)穩(wěn)定性較差，易于氧化，在 生產(chǎn)、貯存、運輸以及焊接工藝上都受到一定的制約 ，也不太適合 用于功率高、發(fā)熱大的高端半導(dǎo)體封裝（例如超大規(guī)模 IC、高亮 LED等）。我們在解決這一難題的過程中找到了非常完美的解決方案 —— 銅鍍鈀，即通過特殊工藝在銅線表面鍍上一定厚度的鈀，生產(chǎn)出了銅鈀鍵合線。 鈀是一種稀有的貴金屬，延展性好，化學(xué) 穩(wěn)定性接近于金，鈀具有極高的透氫性，銅鈀鍵合線在氫氮混合保護氣環(huán)境下封裝成球性更好。有效地解決了銅鍵合線的上述限制，且焊接性能更好。銅鈀鍵合線目前是高端半導(dǎo)體封裝廠商金線替代方案的首選，市場前景非?？春谩? 銀系列鍵合線 銀的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性是所有金屬中最好的，在高純銀中按一定比例加入金、鈀等貴金屬生產(chǎn)的銀系列合金鍵合線既具有銀良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，又具有貴金屬良好的化學(xué)穩(wěn)定性，銀合金鍵合線被廣泛應(yīng)用于高端 IC、高亮 LED封裝。 五、 合肥工科力研金屬材料科技有限公司的技術(shù)優(yōu)勢 早在 2021年，公司科技人員 就注意到了半導(dǎo)體封裝引線發(fā)展的趨勢，和相關(guān)科研機構(gòu)、半導(dǎo)體廠商合作，設(shè)計、研發(fā)新型鍵合引線生產(chǎn)設(shè)備和材料工藝，經(jīng)數(shù)年潛心研究，目前已取得滿意的效果并已走出實驗室，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 鍵合線設(shè)備 公司設(shè)計、制造的鍵合線生產(chǎn)設(shè)備為國內(nèi)首創(chuàng)，可生產(chǎn)直徑 （ ）以上各種規(guī)格、各種材料鍵合線，設(shè)備采用模塊化設(shè)計，觸摸屏式電腦控制，在線超聲清洗功能，可根據(jù)生產(chǎn)需要靈活編程，擁有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備整體技術(shù)達(dá)到瑞士產(chǎn)品水平，價格僅為后者的 1/5。設(shè)備自動化程度高，對操作工無學(xué)歷要求，產(chǎn)量高，產(chǎn) 品質(zhì)量優(yōu)異，鍵合線綜合成品率在 95%以上。 鍵合線材料 合肥 工科力研金屬材料科技有限公司 使用的單方向結(jié)晶銅（ 即“單晶銅”）、銀（即“單晶銀”）材料是公司的技術(shù)人員和相關(guān)科研機構(gòu)聯(lián)合研發(fā)而成，其優(yōu)勢表現(xiàn)在兩方面：第一，質(zhì)量穩(wěn)定，公司的各種鍵合線材料專門針對半導(dǎo)體封裝的要求而設(shè)計生產(chǎn)，用這些材料生產(chǎn)的鍵合線在強力、延伸率、成球性、焊點拉力上能完全滿足半導(dǎo)體封裝廠商的要求。第二，成本低，公司生產(chǎn)的單晶材料采用獨有的工藝，成本比市場上采購低 20%30%。 目前市場上的銅鍍鈀鍵合線鈀層大多為電鍍，附著力差、鍍 層不均勻、成本高，而且電鍍的污染非常大。公司生產(chǎn)的銅鈀鍵合線材料采用磁控濺射的方式，在行業(yè)內(nèi)居于領(lǐng)先水平，即用離子置換的方式將鈀原子“射”入單晶銅表層，附著力高（是化學(xué)鍍的 5倍以上）、鍍層均勻、成本低，無污染，鍵合線表面無酸離子殘留。 LED是一種將電能轉(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體器件，用于普通照明的 LED封裝，銅鍵合線完全可以替代金鍵合線，但用于汽車和戶外顯示等的高亮和超高亮 LED封裝，由于功率大，發(fā)熱高，銅鍵合線難以勝任，目前仍以金鍵合線為主導(dǎo)。公司的科研人員自主開發(fā)的銀系列合金鍵合線，采用獨有的配方、工藝，性 能優(yōu)異，公司和富士康合作，對產(chǎn)品的電、光、老化等性能進行了嚴(yán)格的測試，證明“塔愛格”銀系列合金鍵合線完全能夠滿足高端半導(dǎo)體特別是高亮、超高亮 LED封裝的要求。 鍵合線 公司生產(chǎn)的系列鍵合線產(chǎn)品經(jīng)廣州賽寶實驗室（原信息產(chǎn)業(yè)部第五研究院）檢測，證明達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，公司已成為富士康、意法半導(dǎo)體、氣派科技、東芝、松下等跨國半導(dǎo)體企業(yè)的固定供應(yīng)商并出口日本、臺灣。 六、市場與競爭 據(jù) 資策會產(chǎn)業(yè)情報研究所 (MIC)統(tǒng)計， 2021年全球半導(dǎo)體市場產(chǎn)值超過 12021億美元，僅芯片市場的營收就達(dá) 3050億美元。半導(dǎo)體 產(chǎn)業(yè)的制造中心已從美國、日本轉(zhuǎn)移到中國，半導(dǎo)體主要廠商如 INTEL、 AMD、英飛凌、飛思卡爾、富士通、富士康等都將生產(chǎn)廠的全部或大部轉(zhuǎn)移到了中國。 全球