行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
半导体键合用铝-1%硅细丝
建议项目名称
(英文)
Standard specification for fine aluminum-1% silicon wire for semiconductor lead-bonding
制定或修订
□制定 ■修订
被修订标准号
YS /T 543-2015
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
29.045
中国标准分类号
H 61
牵头单位
新疆众和股份有限公司
体系编号
1222
参与单位
河北临泰电子科技有限公司
完成周期(月)
18
目的、意义
或必要性

“十四五”原材料工业发展规划》( 四) 提高产品质量: 加强质量管理和过程控制。加强材料标准体系化建设,持续开展原材料工业质量提升行动,提高产品质量的稳定性、可靠性和适用性。《中国制造2025》明确了9项战略任务和重点,包括聚焦新一代信息技术产业、节能与新能源汽车等重点领域。键合丝是集成电路的基础产业,是集成电路四大关键基础材料之一。键合丝广泛应用于集成电路,如民用消费品IC:电脑,手机,电视机等芯片上;工业IC:大型服务器,电机,智能仪器仪表,存储器,医疗器械设备等芯片上;还用被作为大、中功率三极管、可控硅、场效应管、各种功率模块、大电流快恢复二极管、IGBT、肖特基二极管、LED显示器芯片等的内引线材料。

目前,用于半导体芯片键合的铝硅丝主要由德国及俄罗斯进口。键合丝产品力学性能及导电性能的稳定性直接影响终端电子器件的稳定性。丝材的成分对丝材性能有直接影响,而原标准中对铝硅丝的合金成分及微量元素的控制范围较宽,不利于丝材性能的稳定性管控。故项目修订了合金元素及微量元素的控制标准。同时修订了丝材的包装、标记的要求更利于产品产业化制备过程的工艺管控。由于丝材成本控制标准提高,故仲裁标准中添加YS/T 871作为痕量元素的检测标准。

本项目旨在原半导体键合用铝-1%硅细丝标准中修订成分及其他条款标准,推进铝-1%硅细丝的质量提升以更好地满足国内及国际市场需求,实现铝-1%硅细丝的国产化替代。


范围和主要
技术内容

本标准规定了半导体器件键合用铝-1%硅细丝的要求、试验方法、检验规则及包装、标志、运输、贮存及质量证明书与订货单(或合同)内容。

本标准适用于半导体内引线用的拉制或挤压铝-1%硅细丝(以下简称细丝)。

YS/T 543-2015标准中主要规定了键合用铝-1%硅细丝的技术指标:如化学成分、力学性能等。本标准修订了细丝的化学成分指标,新增细丝包装端口标识等,具体修订情况如下:

1)修改了产品的化学成分中Si、Fe、Cu、B元素的控制标准,缩减Si合金元素波动范围及杂质元素控制标准。

2)修改了细丝标记示例。删减了细丝标记中的标准号,标记内容仅使用细丝牌号及规格指标。

3)修改了表面质量中细丝端口的标记标准。细丝尾部端口使用特殊颜色标记,易于辨识。

4)化学成分分析方法增加YS/T 871仲裁标准以满足痕量元素的检测需求。

5)包装标准中增加细丝采用线轴绕线包装标准。


国内外情况
简要说明

国内外产业情况(市场、进出口、需求及未来发展展望等)及申报单位情况;

1)国内外产业情况:

键合丝为电子行业的小品种产品,但其作用在IGBT封装领域很重要。键合丝按材料类别可分为贵金属线:金线、银线等;键合铜丝;键合铝丝。其中贵金属线由于其良好的力学性能及耐热、耐蚀性能被广泛的应用于极细丝领域。近几年铜线替代贵金属线的趋势更明显。铝丝相比贵金属线及铜线成本更优,分析铜线与铝线的成本,铝线成本约是铜线成本的1/6。键合铝丝中根据终端丝材直径可分为粗线及细线应用。其中粗线直径为1000-500μm,主要为高纯铝丝、应用于大功率器件;而细丝直径为13-100μm,主要为铝合金丝,应用于半导体分立器件。

目前,全球键合铝丝年需求量约180吨(含铝-1%硅细丝),其中铝-1%硅细丝主要由国外(德国、俄罗斯等)进口。由于铝硅键合丝应用对丝材性能要求高,且应用领域特殊,故铝硅丝材生产制备门槛高是产品长期被国外垄断的根本原因。

-1%硅细丝制备工艺路线主要分为两种:(1)铸锭-挤压-拉拔;(2)连铸连轧-拉拔。制备工艺的难点及关键点在于:(1)原料纯度的控制:原料纯度99.998%以上,且添加合金硅合金纯度99.99%以上;(2)合金元素的精准控制:合金元素的波动直接影响丝材的性能稳定性从而影响终端客户键合及使用工艺;(3)丝材内部含气含渣量的工艺控制:终端丝材应用直径为13-100μm。控制十几微米的丝材断线性能要求丝材内部渣含量为极低水平。

铝线的成本是铜线的1/6,且铝线中添加合金元素改善了其力学性能及耐热、耐蚀性能,提高了铝线性能的稳定性。预计未来几年,键合铝线的需求量有20-30%的上涨,且因其成本优势不存在被其他丝材替代的风险。

2)申报单位情况

国内铝-1%硅细丝产品主要依赖进口,新疆众和是国内最早进行铝-1%硅细丝产品工艺开发及供应的厂家,制备工艺技术稳定,已实现批量供应。该标准项目可促进铝-1%硅细丝产品制备的标准化,促进其产业化应用及推广。


备注
集成电路-上游-材料 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
1 半导体键合用铝-1%硅细丝.doc (42.5KB)任务书(建议书)