北京企業(yè)攻破集成電路封裝關(guān)鍵技術(shù)

“100臺(tái)鍵合機(jī)，這可不僅是3000多萬產(chǎn)值，重要的是，這是大訂單的零突破啊!”捧著剛剛簽訂的銷售合同，北京中電科電子裝備有限公司負(fù)責(zé)人難掩興奮。公司承擔(dān)的國家重大專項(xiàng)“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”專項(xiàng)(全自動(dòng)引線鍵合機(jī))去年底剛通過課題驗(yàn)收，轉(zhuǎn)年開春就收到了客戶的大訂單。這意味著我國結(jié)束了全自動(dòng)引線鍵合機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售長期被國外壟斷的窘?jīng)r。

“看到了嗎，這兒有一條金線。這個(gè)尖尖的劈刀正在用金線把硅電路和外面的引腳焊接起來，這樣芯片上的電路才能接通。”公司技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹說，這是第一批國產(chǎn)“全自動(dòng)引線鍵合機(jī)”，它們的“使命”是完成集成電路封裝最關(guān)鍵的一道工序——金絲鍵合。

記者湊近定睛觀看，一米多高的操作臺(tái)上，繃著一條比頭發(fā)絲還細(xì)的金線，穿金線劈刀正引著金線在米粒大小的芯片上“穿針引線”?？蓜e小看這個(gè)動(dòng)作，自動(dòng)識(shí)別焊點(diǎn)、對(duì)準(zhǔn)、打火熔化焊絲、將焊絲拉出一道弧線……僅是焊1條金線，引線鍵合機(jī)就需要連續(xù)做出10個(gè)動(dòng)作;1秒鐘需要焊近20條線。這就是說，眨兩次眼的工夫，鍵合機(jī)已經(jīng)完成了200個(gè)微機(jī)械動(dòng)作。

金線只有頭發(fā)絲的五分之一細(xì)、硅片的面積也只有小米粒大小，對(duì)操作精細(xì)度的要求可想而知。

此前全球市場每年約需要8千到1萬臺(tái)引線鍵合機(jī)，但里面沒有一臺(tái)是中國研發(fā)制造的。而同時(shí)國內(nèi)每年占到全球引線鍵合機(jī)需求量的近80%，不僅引進(jìn)設(shè)備要付出高昂代價(jià)，配件和維護(hù)費(fèi)用同樣需要支付高價(jià)。

“美國K&S、新加坡ASM這兩家公司此前幾乎壟斷了所有的引線鍵合機(jī)市場。因?yàn)樵O(shè)備涉及精密機(jī)械、光學(xué)、自動(dòng)控制等多種技術(shù)，技術(shù)門檻實(shí)在太高。”中電科負(fù)責(zé)人這樣說。但北京中電科公司控股單位中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所決心攻克技術(shù)難題，承擔(dān)起自主研發(fā)全自動(dòng)引線鍵合機(jī)的任務(wù)。在國家“千人計(jì)劃”成員、中國電科集團(tuán)公司首席專家陳文博士帶領(lǐng)下，30多位研發(fā)人員，經(jīng)過1000多天夜以繼日的工作，畫出1000多張圖紙，寫出近200萬行軟件代碼……做出第5代樣機(jī)時(shí)，鍵合頭、大推力直線電機(jī)、音圈電機(jī)、換能器、光路、斷線檢測、驅(qū)動(dòng)電源、電子打火等核心技術(shù)，終于一一被攻克。

去年年底，每天連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)，與進(jìn)口設(shè)備同臺(tái)“PK”而毫不遜色的北京中電科全自動(dòng)引線鍵合機(jī)，通過了多家行業(yè)客戶的驗(yàn)證，拿到了總計(jì)10余臺(tái)的小訂單。又經(jīng)幾個(gè)月試用確認(rèn)性能質(zhì)量過硬之后，第一家大客戶終于在新春與公司簽下100臺(tái)訂單。光這筆訂單，就占到了國內(nèi)全年市場總量的1%左右。