行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
集成电路封装用镍阳极
建议项目名称
(英文)
Nickel anode used for integrated circuit packaging
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
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
77.150.40
中国标准分类号
H62
牵头单位
有研亿金新材料有限公司
体系编号
23042
参与单位
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

中国是目前世界上半导体工业发展最快的国家之一,近几年的半导体工业产值平均年增长率在30%以上,高于世界10%的年增长率水平。中国是半导体器件的消费“大国”,生产“小国”,2019年中国生产的半导体只占世界产值的3.7%,中国半导体器件生产发展的市场巨大。集成电路封装在电子学金字塔中的位置既是金字塔的尖顶又是金字塔的基座。目前,我国集成电路产业正处于一个快速发展阶段, 2018年3月国家发改委称,将在集成电路、先进计算等关系数字经济发展的战略性领域,组建若干国家产业创新中心,促进现有创新资源的联合,打造系统解决方案的产业创新大平台、大团队,支撑世界级新兴产业集群的发展。国家支持集成电路等产业的创新发展,为行业发展带来市场机遇。据前瞻产业研究院发布的《中国集成电路封装行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2012-2018年,我国集成电路封装测试行业市场规模逐年增长。2012年我国集成电路封装测试行业市场规模已达1035.7亿元。到了2016年我国集成电路封装测试行业市场规模超1500亿元。截止至2017年我国集成电路封装测试行业市场规模增长至1889.7亿元,同比增长20.8%。进入2018年我国集成电路封装测试行业市场规模突破2000亿元,达到了2193.9亿元,同比增长16.1%。2019年中国集成电路封装产业产值在世界半导体封装产业产值中排名第七,全球排名前十位的半导体公司大部分都在中国建立封装测试厂,未来中国集成电路封装行业将面临巨大发展机遇。集成电路封装行业因为符合国家战略发展方向,有完善的政策资金支持,一直保持着稳定增长的势头。国家统计局令23号《战略性新兴产业分类(2018)》中1.2.4条为集成电路制造,本标准所规定的“集成电路封装用镍阳极”即为此类产业。

工信部联科[2018]《原材料工业质量提升三年行动方案(2018-2020年)》中提到,要关注重点领域用有色金属材料质量均一性提高,加强中高端产品的有效供给。半导体工业中薄膜沉积技术包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、电镀、化学镀等。电镀是利用电解(电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程)的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,是物理和化学变化的结合。在晶圆电镀工艺中,电路线路为很薄的铝层,金属铝层的化学性质很活泼,暴露在空气中非常容易被氧化和腐蚀,由于厚度很薄,一旦线路被氧化或腐蚀,其信号传输的可靠性和稳定性会大大下降,甚至失效,从而严重影响产品的品质和性能,如果在金属铝表面镀上镍层,作为阻挡层材料,可以起到保护线路的作用。镍阳极在封装领域用于制备阻挡层(Barrier)薄膜材料等,随着半导体产品向轻、薄、短、小的发展,Flipchip(倒装芯片封装技术)越来越受到重视,用凸点代替传统封装所用的WB金线,提高了电流的传输效率,封装后元件体积显著降低,极大的提高了芯片的封装集成度,UBMunder bumping metallization 凸点下金属)的制作是整个Flipchip封装工艺中的关键,封装用镍阳极用于制作UBM,作为阻挡层材料,保护金属I/O铝或铜,均匀电流分布。封装用镍阳极同时用于RDL和Bump技术。因此,集成电路封装用镍阳极作为一种重要的半导体封装领域用材料得到了广泛的应用。本标准作为质量提升专项计划申报,符合工信部科[2019]188号《关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见》中关于提升技术创新能力,提高产品安全性、可靠性和环境适应性等的要求。

随着我国电子薄膜材料产业的发展,镍阳极的应用不断增加,目前国内镍阳极生产处于初级阶段,市场上的镍阳极质量、规格多样,标准不一,没有相应的国家标准及国外先进标准,很大程度上制约了国内微电子封装领域用镍阳极的研发、制作及工业化生产。因此需要制定相应的国家标准,以促进现有产品质量的提高,确保镍阳极检测规范统一,符合统一标准

目前,集成电路封装用金属Ni薄膜通常采用电镀工艺来制备,镍阳极的性能直接影响到镀膜内应力、孔隙率、厚度均匀性等性能。因此,镍阳极的性能指标是微电子封装镀膜行业关注的焦点。目前,美国材料协会标准、日本电子协会标准、欧盟标准中均没有封装用镍阳极的相关标准,因此封装用镍阳极产品国家标准的制定对该产品技术水平的不断提高将起到一定的推动作用。本标准是在总结了国内外封装用镍阳极的研究成果,根据多年产品的生产经验和使用要求,积累一定数据的基础上制定的,充分考虑了标准的先进性、适用性和可操作性。

目前已有的电镀用铜、锌、镐、镍、锡阳极板GB/T 2056-2005)国家标准,很多内容不符合集成电路封装用镍阳极的标准。因此申请该集成电路封装用镍阳极的标准有以下理由:

1)适用范围不同

镍阳极(GB/T 2056-2005)国家标准适用于印制电路板、五金电镀等阳极材料用镍阳极板。集成电路封装用镍阳极标准适用于用集成电路封装用的各类镍阳极材料。

二者的适用范围不同,集成电路封装镍阳极适用于集成电路和超大规模集成电路封装。集成电路封装镍阳极相较于电镀用铜、锌、镐、镍、锡阳极板GB/T 2056-2005)的标准要求高的多,特别对一些杂质含量的要求远高于普通印刷电路板和五金电镀行业要求。

2)产品分类、规格和形状不同

电镀用铜、锌、镐、镍、锡阳极板GB/T 2056-2005)国家标准中为镍阳极板,标准的尺寸与现有的集成电路用镍阳极完全不同。集成电路封装用镍阳极为圆形,电镀用铜、锌、镐、镍、锡阳极板GB/T 2056-2005)中镍阳极尺寸为方形,尺寸也相差较大。

3)化学成分要求不同

集成电路封装用镍阳极对于纯度及金属杂质的要求远高于GB/T 2056-2005中的镍阳极,集成电路封装用镍阳极要求纯度为99.99%,对于其它杂质元素Al、As、Co、Cr、TiV等也有了具体要求,而 GB-T 20302-2006中的镍阳极纯度(Ni+Co)99.7%。

4)晶粒尺寸要求不同

    GB/T 2056-2005中的镍阳极并没有具体要求晶粒尺寸,而集成电路封装用磷铜阳极要求内部晶粒尺寸约为100~400μm之间。因为晶粒尺寸对于镀膜的质量影响很大,必须严格要求。

范围和主要
技术内容

1.化学成分

规定了集成电路封装用镍阳极化学成分。给出了杂质元素含量要求,并规定了金属元素与气体元素的检测方法。

另外规定了如果顾客对某种特定杂质元素含量有要求的,按顾客要求进行分析。

2.几何尺寸和偏差

镍阳极的尺寸及公差应符合厂商的使用机台的标准,靶材尺寸公差参照客户所提供图纸,未标注的公差按《GB/T1804一般公差未注公差线形和角度尺寸的公差》中等m级执行。当客户有新的要求时,双方须进行协商确认后,方可生产,镍阳极的几何尺寸测量需选取合适工具。简单尺寸可以使用卡尺等测量工具,形状复杂的产品尺寸或精度要求更高的尺寸可以借助三坐标测量仪进行高精度测量。

3.表面质量

标准对集成电路封装用镍阳极的表面质量进行规定。镍阳极表面应清洁、光滑,无指痕、油污、锈蚀、颗粒附着物和其他玷污。符合微电子镀膜领域对配套产品的通常要求。

4.规定了镍阳极的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、储存及质量证书与合同(或订货单)内容。

5.本标准适用于集成电路封装行业用的镍阳极。

项目建议性质为推荐性。

国内外情况
简要说明

1.目前全世界集成电路芯片封装用镍阳极的生产企业主要集中在美国及日本,国外技术相对成熟,但美国材料协会标准、日本电子协会标准、欧盟标准中均没有镍阳极的相关标准,因此镍阳极产品标准的制定对该产品技术水平的不断提高起到一定作用。

2.有研亿金新材料有限公司拥有30多年专业从事稀有和贵金属材料研发、开发和生产经验,镍阳极标准制定是根据多年产品的生产经验和使用要求,积累一定数据的基础上制定的,充分考虑了标准的先进性、适应性和可操作性。

3.该标准项目无相关的国家标准和相关行业标准。

4. 本标准未发现有知识产权的问题。

备注
 
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
8 集成电路封装用镍阳极.doc (35.5KB)任务书(建议书)