1、应用场景符合国家发展战略需求
在微电子元器件的制造及电子设备组装中,焊接技术是影响产品最终质量的关键一项。焊接焊点实现了芯片与外电路、元器件间的连接,一个焊点的性能失效则可能导致元器件的整体失效。而在生产电子器件的过程中,焊接技术是发展最为薄弱之处,由焊点失效所造成的器件故障在所有故障中达到60%以上。与常规焊接不同,微电子领域的连接材料尺寸微小,结构特殊,性能要求高,往往需要采用特殊的焊接材料及焊接方法。随着电子器件集成度的增加,对高密度封装的要求不断提高,对电子封装焊接材料的要求随之提高。
金属铟良好的导电性、延展性与可锻性。以铟(包括部分铟合金)作为低熔点共晶焊料时,在中等压力就能变形填充两个配件之间微小的不平缝隙,且在超低温下仍可保持特性,使连接件在低温环境下保持有效密封;铟的导热率较高,能够散发电子元件产生的热量,铟焊料热疲劳性能良好,是可用于热管理应用设备中的优秀焊接材料;铟的蒸汽压力低,是高真空焊接的重要焊接材料;铟及某些铟合金熔点低于200℃,是多次焊接或者低温回流焊接的良好材料,且其耐抗程度优于其他低熔点合金。以铟(铟合金)为焊接材料可适用于多种焊接方式,形成的焊点具有电阻低、抗疲劳性好、机械强度高、塑性高等优点,是微电子焊接、电真空器件、玻璃、陶瓷和低温超导器件封等装领域重要材料之一。
2020年国内全行业预计铟及铟合金箔材需求量近万公斤级,目前国家高度重视电子器件领域的发展,“十四五”中再次部署了半导体行业的发展路线,在未来十年内,半导体相关领域将进入高速发展阶段,可以预见铟及铟合金箔材作为重要封装材料,市场需求量在未来十年内将持续增加,经济效益可观。而目前国内外关于铟产品的标准主要有YS/T 264-2012《高纯铟》、YS/T 257-2009《铟锭》、YS/T 1162-2016《铟条》,对于铟及铟合金箔材还未制定相应的标准,这使得市场上流通的产品质量、规格及验收标准难以统一。铟及铟合金箔材产品的标准建立,将填补我国在铟及铟合金产品领域标准的缺失,建立符合我国行业现状的铟及铟合金产品的产业链,实现铟及铟合金箔材产品的品质可控,提高半导体等关键领域基础材料的质量可靠性,符合国家长久发展战略要求;建立统一行业标准,有助于实现铟及铟合金箔材产品达到甚至超过国际先进水平,实现该类产品的完全国产化,提高出口量,实现经济利益最大化。
2、用户、市场提出需求,建立可靠产品标准
铟及一些铟合金作为重要的焊接、密封材料,预计每年全球铟及铟合金箔材市场需求量超过百万公斤级。其中美国超微半导体公司(AMD)自2017年开始使用铟焊料代替常规焊料作为其锐龙(Ryzen)系列处理器导热介质,大大提升了CPU的性能。国内铟及铟合金箔材主要用户同样以电子信息行业为主,中国电子科技集团下属的第十四研究所、二十九研究所每年封装材料铟及铟合金箔材使用量均可达数百公斤级。
目前该类产品基本可实现国产供给,并且每年有部分产品出口至美、德、日、韩、新加坡等地。有研亿金新材料有限公司具备丰富的铟及铟合金箔材产品生产经验,可生产不同纯度、不同尺寸的箔材产品,与中国电子科技集团公司第十四研究所、二十九研究所保持长期稳定合作,仅2020年仅本公司向两家客户供货超过500公斤该类产品。长期以来供货产品质量稳定,获得用户认可。中国电子科技集团公司第十四研究所作为中国雷达工业的发源地秉承着军用材料有标准可依、质量可控、来源可追溯的原则,向有研亿金新材料有限公司提出建立相关产品统一的标准规范的需求,以此确保不同生产厂家、不同批次产品质量统一,降低潜在风险。
我国铟资源储量居世界首位,铟年产量占全球总产量50%以上。铟生产厂家数量多而分散。国内产量的最多的生产厂商除有研亿金新材料有限公司外,广州先艺电子科技有限公司、湖南鑫万特金属材料有限公司、长沙盛特新材料有限公司等均可提供相关产品。其中广州先艺电子科技有限公司可生产铟箔、铟锡、铟银等箔材产品;湖南鑫万特金属材料有限公司、长沙盛特新材料有限公司均可提供不同规格的铟箔产品。国内主要生产厂商每年产量均可超过万公斤级。目前铟及铟合金箔材产品基本可实现国产自供应。国外生产厂家以美国的铟泰科技公司为主,可提供铟箔、铟带、铟片及预成型焊片,年产量可超过十万公斤。
我国铟箔产品区域规模图
目前市场上常见铟及铟合金箔材产品规格有:
长(mm) | 宽(mm) | 厚(mm) |
20-200 | 20-200 | 0.05—0.3 |
为保证铟及铟合金箔材的使用性能,要求产品表面需清洁,无油、蜡无损,表面平整无氧化。而铟及铟合金由于熔点低、质地软,在轧制过程中极易粘粘轧辊、卷曲而影响产品表面质量;其次铟及铟金箔材极易发生弯折,在包装、运输过程中如处理不当则会造成产品的弯折损坏。因此,亟需建立产品统一标准,对铟及铟合金箔材的成分控制、成品质量控制及包装运输规范等方面固化统一,避免质量参差不齐的产品流入市场。
铟箔产品
有研亿金新材料有限公司以满足用户需求为出发点,立足于保证市场上产品材料质量统一可靠,积极促进铟及铟合金箔材标准的建立。
3、立足国情现状,保护知识产权
目前国内铟产品标准体系覆盖并不完全,对铟箔产品未进行深入、系统的研究,尽管目前市场上有多家企业可提供该类产品,但由于未对铟及铟合金箔材制定相应的标准,也未检索到相应的国际标准或国外先进标准。不同地区、企业生产标准不一,市场上的铟及铟锡合金箔材质量、规格多样,验收规则也千差万别,铟箔产品的质量无统一的评判依据,技术成熟度指标等级缺乏统一标准,严重制约了国内外用户对产品制造商的产品实力、技术成熟度的评判。
因此需要建立我国铟及铟锡合金箔材统一的行业标准,完善我国金属铟标准体系,促进现有产品质量的提高,确保产品生产、检验和验收的规范及统一,提升我国铟产品大国、强国的地位。