福建省龙翔半导体制造有限公司单晶铜键合引线项目的工作可行性地研究报告材料5

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1、word*某某单晶铜键合引线生产项目可行性研究报告编制*某某*二一年九月二十八日目 录第一章总论5一、项目总论5二、编制依据与研究X围5二、项目区位根本情况7三项目承办单位概况9四、项目建设背景9第二章市场预测13一、项目所属行业或区域经济开展的地位、开展现状13一产业整体状况13二我省半导体产业开展状况15二、单晶铜键合导线在全球的开展情况15三、国内市场16四、公司市场区域分析18第三章项目建设有利条件与建设必要性18一、项目建设有利条件18二、项目建设必要性23第四章项目建设方案23一、建设规模23二、建设内容23一厂区根底设施建设19二厂房与生活服务用房建设27三、建设地点选择27四、

2、产品方案27第五章技术设备工程方案27一、生产方法工艺路线27二、项目构成X围28三、产品与采用标准29四、主要工艺技术参数29五、主要技术经济指标29单晶铜成分分析30六、主要工艺设备30七、单位产品消耗定额31第六章主要原材料燃料供给和运输31一、原材料、燃料来源、需要量31一3mm的单晶铜线31二金刚模具31三保护性气体31二、运输方式31第七章总平面布置、土建建筑与公共工程31一、总平面布置和土建31二、用地与建筑面积指标33一生活办公与服务设施33三绿化面积33四项目建筑物和构筑物总面积。34第八章节能、节水34一、节能措施综述34二、单项节能工程35三、能耗指标和节能评价35四、建

3、筑节能35一室内热环境和建筑节能设计指标35二建筑和建筑热工节能36第九章环境保护38一、产污环节与治理整治措施38一施工期主要污染工序为：38二运营期主要污染工序为：39二、环境绿化41三、环境评价41第十章安全生产与消防451、设计依据452、工程概述46第十一章项目实施进度安排48一、项目实施的各阶段48一建立项目实施管理机构48二资金筹集安排48三勘察设计和设备订货48四施工准备：12月份开始施工准备48五施工和生产准备48六竣工验收48二、项目实施进度表49第十二章组织机构与人力资源配置49一、组织管理机构49一企业组织形式49二企业工作制度49二、人员配置50一本项目的总用工50二

4、年总工资和职工年平均工资估算50三人员培训与费用估算50三、项目招标管理50第十三章投资估算与资金来源50一、投资估算50二、总投资估算汇总表50一固定资产总额10892万元50二流动资金估算51三、资金来源51一资金来源：51二项目筹资方案51三投资使用计划51第十四章财务评价 51一、产品销售收入和增值税、销售税金与附加值估算51二总本钱费用估算52三、利润总额与分配52二、财务盈利能力分析52一投资利润率52二产值利润率52三固定资产投资回收期52五盈亏平衡点分析53六税后财务净现值53二、不确定性分析53三、财务评价结论53第十五章经济效益和社会效益53一、本项目经济效益53二、项目的

5、社会效益54第十六章项目结论54附表一55表二56第一章 总论一、项目概况1、项目名称：单晶铜键合引线生产项目2、建设单位：*某某3、项目负责人：*4、建设地址：*县工业新5、建设性质：扩建6、建设规模与内容：年产单晶铜导线500万K折合4.26吨7、本项目投资利润率：31.49% ，产值利润率：34.9%8、固定资产投资回收期2.9年静态 动态为4年含建设期，9、财务净现值为34485万元折现率为10%；税后财务内部收益率为40.2%,税前财务内部收益率为42%。10、建设年限2年二、编制依据与研究X围1、编制依据 根据国务院国发200924号关于支持*加快建设海峡西岸经济区的假如干意见、*

6、县土地利用总体规划和*县城市总体规划草案等文件精神，结合我县机械电子和稀土产业开展的实际情况。根据国家发改委产业结构调整指导目录(2005年)和促进产业结构调整暂行规定，信息产业属于国家重点鼓励开展的二十六个产业之一， “新型电子元器件制造等细分行业均属于其中重点开展的领域。 国家开展改革委办公厅关于继续组织实施电子专用设备仪器、新型电子元器件与材料产业化专项有关问题的通知(发改办高技20073036号) 中专门指出，要对电子专业设备仪器、新型电子元器件与材料行业给予扶持，加快形成生产规模，提高产品附加价值；调整和优化信息产业产品 结构和产业结构，壮大核心根底产业，延伸完善产业链，提高产业增长

7、的质量和效益；满足市场需求，以技术进步推进节能降耗和环境保护；促进引进国外先进技术，消化吸收与创新，增强自主创新能力，支持企业技术开发环境和手段的改善和提高；培育优势骨干企业和知名品牌，提高 国际竞争能力。 国务院关于支持*加快建设海峡西岸经济区的假如干意见提出,要充分发挥*的地缘优势和产业优势,突出加强闽台产业交流与合作,支持*海峡西岸地区先进制造业加快开展,积极推进*海峡西岸经济区的信息化和工业化融合。工业和信息化部制定的2020年中长期规划纲要中指出，重点开展与元器件性能密切相关的半导体材料、光电子材料、压电与声光材料、电子功能陶瓷材料、磁性材料、电池材料和传感器材料等；在电子装备与元器

8、件中用于支撑、装联和封装等使用的金属材料、非金属材料、高分子材料与各种复合材料等；在生产工艺与加工过程中使用的光刻胶、化学试剂、特种气体、各种焊料、助焊剂等。 2009年出台的电子信息产业调整和振兴规划中，强调指出：加快电子元器件产品升级。充分发挥整机需求的导向作用，围绕国内整机配套调整元器件产品结构，提高片式元器件、新型电力电子器件、高频频率器件、半导体照明、混合集成电路、新型锂离子电池、薄膜太阳能电池和新型印刷电路板等产品的研发生产能力，初步形成完整配套、相互支撑的电子元器件产业体系。加快开展无污染、环保型根底元器件和关键材料，提高产品性能和可靠性，提高电子元器件和根底材料的回收利用水平，

9、降低物流和管理本钱，进一步提高出口产品竞争力，保持国际市场份额。 国家为了大力推进我国封装业的开展，国家在新的五年计划期间，提出了半导体封装产业的国家第十一个五年规划纲要第七篇第二十七章内容：加快科学技术创新和跨越开展，在实施国家中长期科学和技术开展规划中，按照自主创新、重点跨越、支撑开展、引领未来的方针，加快建设国家创新体系，不断加强企业创新能力，全民提高科技整体实力和产业技术水平，对核心电子器件、高端通用芯片和根底软件，加大开发力度。由此可见，作为国家微电子产业配套材料的键合引线，其经济效益和社会效益十分显著。本项目符合国家产业技术政策，技术含量高，创新性强，可满足微电子封装行业开展需要，

10、不但能够为微电子行业提供高新技术产品，而且还能够替代同类进口产品，提高我国微电子行业的国际竞争力，缩短与先进国家的技术差距，具有十清楚显的经济意义和社会意义。2、研究X围 本报告的研究X围是主要是：1投资必要性。根据市场调查与预测的结果，以与有关的产业政策等因素，论证项目投资建设的必要性。2技术可行性。从本项目实施的技术角度，合理设计技术方案，并进展比选和评价。3财务可行性。从本项目与投资者的角度，设计合理财务方案，从企业理财的角度进展资本预算，评价项目的财务盈利能力，进展投资决策。4组织可行性。制定合理的本项目实施进度计划、设计合理的组织机构、选择经验丰富的管理人员、建立良好的协作关系、制定

11、适宜的培训计划等，保证项目顺利执行。 5经济可行性。从资源配置的角度衡量项目的价值，评价本项目在实现区域经济开展目标、有效配置经济资源、增加供给、创造就业、改善环境、提高人民生活等方面的效益。 6社会可行性。分析本项目对社会的影响，包括政治体制、方针政策、经济结构、法律道德、某某民族、妇女儿童与社会稳定性等。 7风险因素与对策。本项目的市场风险、技术风险、财务风险、组织风险、法律风险、经济与社会风险等风险因素进展评价，制定躲避风险的对策，为项目全过程的风险管理提供依据。二、项目区位根本情况1、区域位置 我县地处*西部，为闽赣两省的边陲要冲，相邻文化、教育、卫生设施完善。三项目承办单位概况中国大

12、陆*先生共同出资兴建,现已正式稳步生产。主要生产各类二极管、肖特基、桥式镇流器等电子元器件，产品主要用于与三星、索尼、松下等大公司产品配套。四、项目建设背景1、国家的改革开放，促进了国民经济的稳步开展。随着我国高技术产业开展规划的不断推进，我公司依托高校的科研根底，研究和开发了系列的工业化技术项目，局部项目技术已得到了充分的推广和转化。单晶铜键合引线替代键合金丝新项目的又一突破，更进一步表现了我公司研发项目的专业水准和技术实力。经过多年的探索和研究，在技术工艺和工艺装备上都得到了初步的推广和完善。使单晶铜键合引线走向实现引线框架全铜化，全面替代半导体分立器件、集成电路封装材料中键合金丝的关键产

13、品；同时单金铜丝在高保真音、视频传输线、网络传输线缆方面也是最顶级的材料，目前单晶铜键合引线正逐步向产业化推广和拓展。 集成电路时信息产品的开展根底，信息产品是集成电路的应用和开展的动力。伴随着集成电路制造业和封装业的兴起，必然将带动相关产业，特别是上游根底产业的蓬勃开展。作为半导体封装的四大根底材料之一的键合金丝，多年来虽然是芯片与框架之间的内引线，是集成电路封装的专用材料，但是随着微电子工业的蓬勃开展，集成电路电子封装业正快速的向体积小，高性能，高密集，多芯片方向推进，从而对集成电路封装引线材料的要求特细0.016mm，而超细的键合金丝在键合工艺中已不能胜任窄间距、长距离键合技术指标的要求

14、。在超细间距球形键合工艺中，由于封装引脚数的增多，引脚间距的减小，超细的键合金丝在键合过程中常常造成键合引线的摆动、键合断裂和踏丝现象；对器件包封密度的强度也越来越差；成弧能力的稳定性也随之下降，从而加大了操作难度。另外，近几年来，黄金市值一路飚升，十年时间黄金价格增长了200%多，给使用键合金丝的厂家，增加了沉重的原材料本钱，同事也加大了生产与流动本钱，生产厂商的毛利润由20%降到了6%，从而导致了资金周转缓慢，制约了整个行业的技术提升与规模开展。由此明确，传统的键合金丝根据自身的特点已经达到了其能力极限，再也不能满足细线径、高强度、低弧度、长弧形、并保持良好导电性的要求。因此，随着半导体集

15、成电路和分立器件产业的开展，键合金丝无论从质量上、数量上和本钱上都不能满足国内市场的开展要求。特别是低弧度超细金丝，大部份主要依赖于进口，占总进口量的45%以上。所以国家在新的五年计划期间，提出把提高新型电子器件创新技术和工艺研发水平纳入国家专项实施重点规划项目来抓，大力开发高科技、高尖端、节能降耗、绿色环保型半导体集成电路封装新材料。 m或更小时，根据研究我们采用了电阻率低、电气性能和机械性能俱佳，以与价格低廉的单晶铜丝进展了屡次的键合试验，结果解决了多层布线多年要解决的难题。同样情况，由于芯片输入已高达数千输入引脚的大量增加，使原来的金、铝键合丝的数量与长度也大大增加，致使引线电感、电阻很

16、高，从而也难以适应高频高速性能的要求，在这种情况下，我们同样采取了性价比都优于金丝的单晶铜键合丝0.018mm进展了引线键合，值得可贺的是键合后结果取得了预想不到的成功。从此改变了传统键合金丝的市场垄断，实现了单晶铜丝键合引线在我国集成电路微电子封装产业系统中的应用未来开展前景十分广阔。同时也填补了我国在这一领域的空白，节省货币金属黄金消耗，增加了我国黄金战略储藏具有一定重大的意义。 美、日、欧等兴旺国家，经过对单晶铜布线与其引线键合的多年研发工艺，技术已日渐成熟，近几年少数高校与科研院所如哈工大和一些公司开展了对单晶铜引线可靠性的探索和研究，并取得了可喜的成果。 单晶铜丝用于键合引线的优势主

17、要表现在以下几个方面： 1其特性： 1单晶粒：相对目前的普通铜材多晶粒，而单晶铜丝只有一个晶粒，内部无晶界。而单晶铜杆有致密的定向凝固组织，消除了横向晶界，很少有缩孔、气孔等铸造缺陷；且结晶方向拉丝方向一样，能承受更大的塑性变形能力。此外，单晶铜丝没有阻碍位错滑移的晶界，变形、冷作、硬化回复快，所以是拉制键合引线0.03-0.016mm的理想材料。 2高纯度：目前，在我国的单晶铜丝原材料可以做到99.999%5N或99.9999%6N的纯度; 3机械性能好：与同纯度的金丝相比具有良好的拉伸、剪切强度和延展性。单晶铜丝因其优异的机械电气性能和加工性能，可满足封装新技术工艺，将其加工至0.03-0

18、.015mm的单晶铜超细丝代替金丝，从而使引线键合的间距更小、更稳定。 4导电性、导热性好：单晶铜丝的导电率、导热率比金丝提高20%，因此在和金丝径一样的条件下可以承载更大的电流，键合金丝直径小于0.018mm时，其阻抗或电阻特性很难满足封装要求。 5低本钱：单晶铜丝本钱只有金丝的1/3-1/10，可节约键合封装材料本钱90%；比重是金丝的1/2，1吨单晶铜丝可替代2吨金丝； 当今半导体行业的一些显著变化直接影响到了IC互连技术，其中本钱因素也是推动互连技术开展的主要因素。目前金丝键合长度超过5mm，引线数达到400以上，其封装本钱超过0.2美元。而采用单晶铜丝键合不但能降低器件制造本钱，提高

19、竞争优势。对于1密耳焊线，本钱最高可降低75%，2密耳可达90%。 2、以最优的时机赢市场份额 综上所述，单晶铜导线是当代半导体与晶片开展的必然产物。2、由于中国的半导体有着巨大的市场，国际许多企业纷纷把目光投向中国，如果我们不奋发创业，这一巨大的蛋糕将被另人瓜分。3、为了破解用工、节能、节约工业用地、提高土地效益的难题 我县的产业结构要进展一次重大的调整，要加快淘汰落后工艺和产能。坚持发挥市场机制与政策引导相结合。充分发挥市场配置资源的根底性作用，促进产业结构调整和企业加强管理，实现优胜劣汰。加强政策支持和引导，保持行业稳定开展，推动产业结构优化升级。第二章 市场预测一、项目所属行业或区域经

20、济开展的地位、开展现状一产业整体状况热型连续定向凝固技术简称OCC，Ohno Continuous Casting，是由日本工业大学的大野(Ohno)教授所发明的定向凝固技术和连续铸造技术相结合制造导体技术。该技术在材料铸造过程对结晶器进展加热并形成定向的散热条件，可以获得连续无限长度的单晶铜导体，该技术消除了金属导体内部的横向晶界，在讯号传讯时，无需透过晶粒与晶粒之间的“晶界，讯号更易于穿透与传导，因此损耗极低，堪称是相当完美的线材。过去10年微电子信息产品制造业开展很快，年增长率达6%-7%，2002年全球电子工业制造业市场数额达1万亿美元：包括计算机、蜂窝、路由器、DVD、发电机控制器和

21、起搏器等等。亚洲除日本外是世界电子工业制造中心之一，它包括中国、某某地区和韩国等，其市场占全球电子产品制造业市场的20%，即2000亿美元，其年增长率超过10%而全球其它地区的年增长率仅为5%-6%。电子材料市场是随着电子工业制造业市场的开展而增长，电子材料市场占电子工业制造业相当大的市场份额。但是就目前来说电子材料供给商主要由日本和美国公司所霸占，欧洲只有少数的几家公司，成功的只有一家，如DELO公司。亚洲半导体封装材料供给商除日本外开始步入封装材料市场的大门，如Chang Chun、Eternal公司等已成为该行业的著名公司，将来有望成为重要的封装材料供给商。半导体封装材料键合引线供给商也

22、是由少数几家公司处统治地位，如美国K&S公司、德国贺利氏公司、日本古河电工株式会社、住友电工株式社会、某某ASM等。 随着中国市场的不断开放，对工业控制、通信、消费电子产品的巨大需求，预计到2010年，中国将成为世界第二大半导体市场。另外，由于集成电路价格不断下跌，使得集成电路封装在集成电路的生产过程中将会占据越来越重要的地位。集成度不断提高，使得集成电路的体积越来越小、厚度越来越薄、引线数越来越多。价格的加速降低是集成电路得以永恒开展的要求。消费类电子的兴起以与IC卡和汽车等新兴领域的迅猛开展，这些都将成为未来几年国内集成电路市场需求增长的重要因素。 2002年中国集成电路市场总销售量为36

23、6.9万亿块，总销售额为1471亿元。2010年，中国市场需求数量将达到800亿块，需求额超过3000亿元人民币。同时，我国半导体分立器件制造业已成为电子根底产业的一个重要组成局部，半导体分立器件的生产规模近几年一直保持平稳增长趋势。2006年我国集成电路总产量为355.6亿块，毎万块需用0.025mm的丝400米，丝用量8000千克：半导体分立器件总产量为700亿只，规格为0.023mm，毎万只用50米，丝用量3000千克：两项合计球焊需求量为11000千克。2007年我国封装市场键合引线的需求量为22吨，占全球总需求量的35%，按照国际半导体行业15%的增长率，2008年全球键合引线的需求

24、量越90吨，中国大陆需求量约31吨。其中市场大局部键合引线被进口产品所占领。我国生产键合引线的单位主要有：某某康强电子材料某某、华微电子某某其中键合金丝已被德国贺利氏收购、有色金属研究所、某某贵金属研究等。产品质量较低且性能不稳定，并且主要从事键合金丝的生产。根据BSEIA世界信息技术公司的市场调查和预测，国内今年电子行业对键合引线需求量在40吨左右，并且随着信息时代的到来和开展，到2010年国际市场对键合引线需求量达到130吨以上，国内需求量大约在50吨左右。这都预示着各类键合材料，特别是新开发的单晶铜键合引线材料亦将迎来大的机遇和开展。目前，国内暂无具有竞争力的厂家，国外产品的价格又极高，

25、本项目投入运营后，产品具有较强发挥咱潜力，至少替代10%左右的进口产品，据保守分析在10年内该产品不可能饱和，在没有新的材料来替代的前提下，它始终保持着旺盛的生命力。 从产业的地区分布来看，目前我国半导体产业已初步形成了珠江三角洲、长江三角洲、北方地区、某某与某某地区四大区域；同时，我国建立了某某、某某、某某、某某、某某、某某和某某7个基地；另外，某某、某某、某某、某某、某某、某某等城市也都成立了地方产业联盟、促进中心、商会等行业组织，我国半导体产业的开展具备了一定自发协调能力和机制。目前，某某正在形成以X江高科技园区为核心，辐射嘉定、松江、杨浦、漕河泾等区的半导体产业群，通过发挥各自优势，形

26、成了在整个产业链上合理的布局和良性互动的格局，形成具有某某特色的半导体照明产业。而某某尽管只是第二批国家半导体产业基地，比第一批某某、某某、某某和某某批准建设基地晚了一年多，但是某某在国内半导体产业开展中有许多优势。一我省半导体产业开展状况半导体产业在*起步较晚、主要集中在某某、某某、某某地区，从事半导体封装的企业近年来开展较快。2010年，*政府出台的闽台产业对接专项规划与其实施意见，明确提出加快闽台电子产业对接，以某某、某某为重点，以显示产品为桥梁，与某某整体电子产业，包括光存储、光输入、光输出、光通讯、光电组件和光电应用产品等全面对接，建设全国乃至东南亚地区具有比拟优势的电子产业基地。以

27、某某市为核心，辐射某某、某某、某某、某某，拓展到某某、某某、某某、某某等地区，形成海峡西岸半导体工程产业化基地；抓住建设海峡西岸经济区的历史机遇，充分发挥我省对台优势，形成优势互补、协同开展的闽台半导体产业合作基地。二、单晶铜键合导线在全球的开展情况键合铜丝球焊技术是目前国际上正在兴起的一种用于微电子器件芯片内引线连接的新技术。以铜代金，一是可节约键合金丝材料本钱90% ；二是铜比金有更好的导电、导热和机械强度性能，特别适合大电流器件应用，如功率器件、半导体照明。更可贵的是细间距、高密度超大规模集成电路先进封装工艺，需要超细径、高强度、低弧度、长弧形、高可靠性键合丝，金丝已经难以胜任，采用键合

28、铜丝是一个好的选择。但是铜比金硬，难以加工，又容易氧化，难以球焊，许久未能实现实际应用，上世纪90 年代，美国成功在分立器件上应用，并逐步推广。我国目前主要封装企业也已开始使用进口键合铜丝，价格昂贵，每克价格约达到50 元。三、国内市场1、国内技术与生产情况 由于键合铜丝在半导体行业广阔市场前景，进展自主创新研发，采用系统提纯微合金化单晶铜制棒精细拉制热处理和外表处理复绕先进工艺，国内科研机构经过试制已掌握成熟的技术，许多国内产品经国家实验室检测：主要性能指标均达到或超过了进口同类产品，且具有抗氧化性好，使用条件接近金丝的优异特性。例如进口产品拆封后有效期为4 天，有些国内生产的产品可以延长到

29、15 天；键合时还可以取消氩气保护，使封装车间消除了氩气安全隐患，不必采用强排风措施，不仅节约了用电，而且使车间洁净度、温湿度有了保证，消除了产品不合格率上升的隐患，受到用户的好评。国产产品正在批量投放市场，积极参与国际市场竞争，引起国外厂商关注，给国内用户带来了实惠。2、本产品的替代性分析 在超大规模集成电路VLSI和甚大规模集成电路ULSI的芯片与外部引线的连接方法中，过去、现在和将来引线键合仍是芯片连接的主要技术手段。集成电路引线键合也是实现集成电路芯片与封装外壳多种电连接，并传递芯片的电信号、散发芯片内产生的热量，最通用、最简单而有效的一种方式，所以键合引线已成为电子封装业四大重要结构

30、材料之一。引线键合封装的方式如下列图：键合引线的中心作用是将一个封装器件或两个局部焊接好并导电。因此，焊接的局部尤其是焊接点的电阻是此工艺的关键环节。在元素周期表中过渡组金属元素中银、铜、金和铝四种金属元素具有较高的导电性能。此外，封装设计中键合引线在焊接所需要的间隙主要取决于丝的直径，对键合引线的单位体积导电率有很高的要求，所以可能的选择被局限在集中金属元素中。另外，所选择金属必须具有足够的延伸率，以便于能够被拉伸到0.0150.050mm；为了防止被破坏晶片，这种金属必须能够在足够低的温度下进展热压焊接和超声焊接；它的化学性能、抗腐蚀性能和冶金特性必须与它所焊接的材料向熔合，不会对集成电路

31、造成严重影响。在集成电路的键合引线中，主要应用的键合引线有键合金丝、硅铝丝、单晶铜键合丝等。 键合金丝 金丝作为应用最广泛的键合引线来说，在引线键合中存在以下几个方面的问题： 在硅片铝金属化层上采用金丝键合，Au-AI金属学系统易产生有害的金属间化合物，这些金属间化合物晶格常数不同，机械性能和热性能也不同，反响会产生物质迁移，从而在交接层形成可见的柯肯德尔空洞Kirkendall Void，使键合处产生空腔，电阻急剧增大，破坏了集成电路的欧姆联结，致使导电性严重下降，或易产生裂缝，引起器件焊点脱开而失效。 金丝的耐热性差，金的再结晶温度较低150C，导致高温强度较低，球焊时，焊球附近的金丝由于

32、受热而形成再结晶组织，假如金丝过硬会造成球颈部折曲，焊球加热时，金丝晶粒粗大化会造成球颈部断裂；另外，金丝还易造成塌丝现象和拖尾现象，严重影响了键合质量。 金丝的价格不断攀升，特别昂贵，导致封装本钱过高，企业过重承受。 硅铝丝AI-1%Si 硅铝丝作为一种低本钱的键合引线受到人们的广泛重视，国内外很多科研单位都在通过改变生产工艺来生产各种替代金丝的硅铝丝，但仍存在较多的问题。 普通硅铝丝在球焊是加热易氧化，生产一层硬的氧化膜，此膜阻碍球的形成，而球形的稳定性是硅铝丝键合强度的主要特性，实验证明，金丝球焊在空气中焊点圆度高，硅铝丝球焊由于外表氧化的影响，空气中焊点圆度低。 硅铝丝的拉伸强度和耐热

33、性不如金丝，容易发生引线下垂和塌丝。 同轴硅铝丝的性能不稳定，特别是延伸率波动大，同批次产品性能相差大，且产品的成材率低，外表清洁度差，并较易在键合处经常产生疲劳断裂。 单晶铜键合丝目前逐步推广使用、替代键合金丝，未来“封装焊接之星 单晶铜键合丝是无氧铜的技术升级换代新材料，代号为“OCC。单晶铜即单晶体铜材是经过“高温热铸模式连续铸造法所制造的导体，即将普通铜材围观多晶体结构运用凝固理论，通过热型连续铸造技术改变其晶体结构获得的具有优异的导电性、导热性、机械性能与化学性能稳定的更加优越的一种新型铜材，其整根铜材仅由一个晶粒组成，不存在晶粒之间产生的“晶界，“晶界会对通过的信号产生折射和反射，

34、造成信号失真和衰减，因而具有稳定的导电性、导热性、极好的高保真信号传输性与超常的物理机械加工性能，因此损耗量极低，堪称是机电工业、微电子集成电路封装业相当完美的极具应用价值的重要材料。其物理性能接近某某。因此，在科学技术快速开展的今天，短期内还找不出有更好的替代材料。四、公司市场区域分析本公司的产品主要用于与三星、索尼、松下等大公司产品配套。现开发的产品，本公司除局部自用外，可通过下游封装企业建立销售网络。第三章 项目建设有利条件与建设必要性一、项目建设有利条件1我国单晶铜开展状况从原材料的生产情况来看前几年已通过热型连铸法生产单晶铜技术，热型连续定向凝固技术简称OCC，Ohno Contin

35、uous Casting，是由日本工业大学的大野(Ohno)教授所发明的定向凝固技术和连续铸造技术相结合制造导体技术。该技术在材料铸造过程对结晶器进展加热并形成定向的散热条件，可以获得连续无限长度的单晶铜导体，该技术消除了金属导体内部的横向晶界，在讯号传讯时，无需透过晶粒与晶粒之间的“晶界，讯号更易于穿透与传导，因此损耗极低，堪称是相当完美的线材。国内公司单晶铜采用定向凝固技术和国内唯一的热型连铸设备加工制造，并具有年产大于100吨以上高纯度单晶铜的生产规模，可以为键合线生产厂家提供纯度高于99.9995%，的高性能单晶铜线系列产品。2我国单晶铜键合线开展前景单晶铜丝用于键合引线有以下优势：

36、a)其特性： 单晶粒：相对目前的普通铜材多晶粒，而单晶铜丝只有一个晶粒，内部无晶界。而单晶铜杆有致密的定向凝固组织，消除了横向晶界，很少有缩孔、气孔等铸造缺陷；且结晶方向拉丝方向一样，能承受更大的塑性变形能力。此外，单晶铜丝没有阻碍位错滑移的晶界，变形、冷作、硬化回复快，所以是拉制键合引线0.03-0.016mm的理想材料。 高纯度：目前，在我国的单晶铜丝原材料可以做到99.999%5N或99.9999%6N的纯度; 机械性能好：与同纯度的金丝相比具有良好的拉伸、剪切强度和延展性。单晶铜丝因其优异的机械电气性能和加工性能，可满足封装新技术工艺，将其加工至0.03-0.015mm的单晶铜超细丝代

37、替金丝，从而使引线键合的间距更小、更稳定。 b导电性、导热性好：单晶铜丝的导电率、导热率比金丝提高20%，因此在和金丝径一样的条件下可以承载更大的电流，键合金丝直径小于0.018mm时，其阻抗或电阻特性很难满足封装要求。 c低本钱：单晶铜丝本钱只有金丝的1/3-1/10，可节约键合封装材料本钱90%；比重是金丝的1/2，1吨单晶铜丝可替代2吨金丝； 当今半导体行业的一些显著变化直接影响到了IC互连技术，其中本钱因素也是推动互连技术开展的主要因素。目前金丝键合长度超过5mm，引线数达到400以上，其封装本钱超过0.2美元。而采用单晶铜丝键合不但能降低器件制造本钱，提高竞争优势。对于1密耳焊线，本

38、钱最高可降低75%，2密耳可达90%。单晶铜键合引生产技术成熟 随着电子封装技术的开展， 封装引脚数越来越多， 布线间距越来越小， 封装厚度越来越薄， 封装体在基板上所占的面积越来越小， 这使得低介电常数、高导热的材料越来越必需， 这些更高的要求迫使芯片封装技术不断突破， 不断创造新的技术极限。现在封装的技术指标将进入一个新平台。2010 年芯片封装的技术指标水平如下：特征线宽m0.05； 芯片间距m30焊球直径m25 倒装芯片I/O 数个10 000银线键合速度线/s20 定位精度m1键合时间t/ms10单晶铜键合丝成分分析成分铜(%)As(ppm)Pb(ppm)Sn(ppm)Sb(ppm)

39、Ag(ppm)Zn(ppm)Fe(ppm)含量单晶铜与多晶铜的力学性能比照试 样抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)维氏硬度(HV)断面收缩率(%)单晶铜65多晶铜2679铜纯度： 99.999%断裂延长率： =0.8%抗X强度： 430Mpa密度： 8.97 g/cm2电阻率20： =0.01708 mm2/m铜线键合所面临的挑战a 铜易于氧化铜线的外表很容易产生过多的氧化层， 这将影响到圆金属焊球的成形。而这一步往往是形成良好键合的关键。铜的氧化还可能会导致腐蚀裂缝。铜的焊接性能也比拟差， 这是由于焊接中铜的氧化与铜线外表的污染造成的。铜线外表还会被有机物污染， 对于这种污染一

40、般采用离子清洗法对其外表进展清洗来去除。而铜的氧化， 一种是在室温下由于其外外表长期与空气接触而产生的氧化现象， 其成分为Cu2O； 另一种是在焊接加工过程中高温作用下铜与氧气发生的反响， 其成分为CuO。铜线在焊接过程中存在这两种氧化物， 正是它们影响了铜线的焊接性能。为防止铜氧化， 必须采用增加保护气体来处理， 在形成金属焊球的时候， 可以将铜线置于惰性气体中， 但是， 这将给封装添加新的复杂度， 比如说要对氮气的控制等。国内某机构研制的铜线球焊装置， 采用受控脉冲放电式双电源形球系统， 并用微机控制形球的高压脉冲数、频率、频宽比以与低压维弧时间， 从而实现了对形球能量的准确控制与调节，

41、在氩气保护气下确保了铜线的质量。另外也有人试图用电镀的方法来防止铜键合线外表氧化10。电镀主要是镀上Au、Ag、Pd 和Ni等， 电镀之后还有利于提高键合强度。镀Au、Ag 和Ni 会影响键合球的形状， 但是镀Pd 如此不会出现这种问题， 用镀Pd 的铜线可以得到跟金线一样的焊球形状， 而且键合强度也可以胜过金线。b 铜比金的硬度要大， 因此键合起来有难度金和铜的硬度比拟如下表所示。金和铜的硬度比拟Cu Au键合线硬度HK 64 60键合球硬度HK 50 39拱线质量 优良 优良氧化的铜会变得更加硬， 所以键合起来就更加困难。通过增加键合力度和超声能量可以成功实现键合， 但是键合力度和超声能量

42、增加的幅度是有限制的， 如果键合力度或超声能量过大， 焊盘下边的硅衬底就将受损， 即出现所谓的“弹坑。况且键合力度和超声声量的增加会加速键合细管磨损， 使得设备的寿命大大减少。为解决这个问题， 通常还可以通过另外两种方法， 一种是增加焊盘的厚度，另外一种方法是添加一个保护层， 这种保护层的材料成分通常是TiW。c 在铜键合线与铜焊盘键合时， 焊盘的设计还不易控制通常的焊盘由多层金属组成， 现在制作焊盘时引入了具有较低介电常数的材料， 而且往往通过增加这种低介电常数的空隙率来进一步地降低其介电常数， 但是这又进一步地降低了焊盘的硬度。而铜键合线的硬度较大， 所以增加了键合难度以与可靠性， 设计合

43、理的焊盘结构参数可以在一定的程度上帮助解决这个问题， 这需要用有限元模拟方法来估计不同的结构所能承受的应力以与变形状态。d 键合铜线过程中， 工艺参数优化控制较困难， 特别是键合力度和超声波能量。e 铜线键合给可靠性测试和失效分析过程带来一定的困难失效分析比拟难做首先是因为在X 光检查下，铜线与下面的铜引线框架不能形成明显的比照。铜线会跟硝酸发生化学反响， 所以不能用传统的喷射刻蚀来某某器件。另外， 由于铜线与金线工艺相近， 应用场合也大致一样， 所以目前有针对铜线可靠性以与性能测试的相应标准， 在实际应用中， 主要是以同规格的金线的各种标准来衡量铜线焊点的质量和可靠性。铜线键合的失效模式与金

44、线也有很多类似的地方， 比如说铜线超声楔焊焊点的失效模式就跟金线非常类似， 这些失效模式主要有引线过长， 容易碰上裸露的芯片或者临近的引线造成短路而烧毁； 键合压力过大损伤引线， 容易短路以与诱发电迁移效应； 压焊过轻或铝层外表太脏导致压点虚焊易脱落； 压点处有过长尾线， 引线过松， 过紧等。但是， 有些失效模式是铜键合特有的， 具体地说可能是由材料造成的， 也有可能是由工艺过程造成的， 许多新出现的问题还有待进一步的研究。综上所述，铜键合线的可靠性仍然是占主要的，以它取代其它金属线是尽然的趋势。二、项目建设必要性由于半导体元器件所用铜引线生产精度高、材料特殊，目前在国内只有某某等长三角地区有

45、生产。而我司地处*县，致使辅料的购置运输本钱过高、时间过长，给我司的生产造成困扰，故半导体铜引线的生产既可供给龙翔公司也可供给某某，某某等地与出口。本项目的建设投产将有利于*县产业结构的调整，*县近年来的产业集聚达到了一定的规模，但是，从现在规模来看，出现了制约*县进一步开展的土地瓶颈，提高单位土地面积的产出率是我县今后一段时间的重要任务。从劳动力的层面上分析，*一直是劳动力大县，很多务工者年轻时去沿海打工，回来后带来了先进的劳动技术。如果，不去创造更为有有利条件，这些人材也将会外流，针对当前劳动匮乏时期尤为重要。如果我县注重引高科技、高效益企业，将来我县的劳动力结构也将优化，我县的金龙稀土公

46、司就是一个最好的例子，该公司也是唯一个企业能吸引大学生企业。第四章 项目建设方案一、建设规模一基建局部本项目总占地面积4公顷60亩，其中，1、生活服务用地2000，占5%；2、公共设施含道路、广场、给排水等用地4800，占12%； 3、仓储用地6800，占17%；4、生产用厂房22400，占56% ；4、绿地4000，占10%。总规划建设面积37200平方米。二设备局部单晶铜键合引线生产线10条二、建设内容一厂区根底设施建设 1、供水工程建设依据 城市给水工程规划规X (GB 5028298)室外给水设计规X (GBJ 1386)、室外给水设计规XGBJ13-8697版、生活饮用水卫生规X卫法

47、监发2001，161号。充分利用的工业新区的管网的建设，供水规模为100m/d。工业节水和废水回用：厂区的生活废水经三级化粪处理后，回用废水预计达30m/d，全部用厂区绿化用水，实现水的循环利用，充分节约水资源。2、 排水工程规划主要考虑的是雨水排放，由于本项目地处平整的地段只考虑厂区内的雨水排放。排水工程规划依据室外排水设计规XGBJ14-87、给水排水设计手册1999年、建筑给水排水设计规XGBJ15-88、城市注册规划师手册2000年、城市工程管线综合规划规XGB 50289-983、污水量排放 按照产污系数0.80预测污水量，厂区约52m/d。除了局部回用外，还有近22m/d废水排放，

48、4、电力工程 利用工业新区的110KV变电站。安排10千伏的电力网络。接入到厂区门口，由开发区管委会安排。5、电信工程 预计厂区内装机数约为100门。电信可依托工业新区。宜开展主干环状光缆，减少用户端电信电缆的传输距离，提高传输速度和传输效果。6、 移动通信工程 厂区的移动通信基站完善。7、有线电视工程 广电光缆节点到用户之间继续采用T92、T9和T7等型号同轴电缆，确保广电传输容量。8、厂区环卫工程 预计厂区生活垃圾将达到24Kg/日。设置封闭式垃圾筒每日清收到工业新区的中转站。形成垃圾桶/垃圾箱人工运输垃圾中转站封闭式垃圾车填埋场完整的垃圾收集系统。9、环境保护工程1主要指标按照全面规划、

49、合理布局、化害为利、综合防治的原如此，在保持快速开展的同时，有效治理污染和保护环境，开展循环经济，走可持续开展道路。将某某*怡和兴机械设备某某建设为经济繁荣昌盛、环境质量优良、生态系统稳定的现代化厂区。1水体环境质量控制目标园区内的汀江水质应达到地表水环境质量标准GB3838-200中的III类地表水体水质标准。2大气环境质量控制目标园区居住区和公建区大气质量应达到国家环境空气质量标准GB3095-1996中级标准，工业区应达到III级大气标准。工业企业烟尘处理率应达到100%。3声学环境质量控制目标控制环境噪声，使园区环境噪声达到或优于城市区域环境噪声标准GB30962008规定的相应标准。

50、4固体废弃物处置控制目标城乡居民生活垃圾卫生填埋率应达到100%；医疗有害废弃物燃烧处理率应达到100%。一般工业固体废弃物综合处理利用率接近100%；有害工业废弃物无害化率达到100%。2环境保护措施1水体环境保护措施建立分流制排水体制和完善的污水收集管网，确保污水收集率达到85%以上。污水管网接入工业新区污水处理厂。2大气环境保护措施合理布局建设用地，使工业用地相对集中布置，减轻工业废气对居住区或公建区的影响。优选树冠大、生长迅速、吸附SO2能力强、抗病虫能力佳的行道树种，如樟树，在有限的行道树用地上，发挥最大的大气污染治理能力，为居民提供绿荫，缓减热岛效应。3噪声控制措施为提高厂区内环境

51、要求，采用建筑隔声和距离衰减的方法降噪，以求把噪声降到最低限度。 还可加强道路两侧与工业企业周边绿化防护带建设，减轻噪声对沿线居民的危害。4固体废弃物污染防治措施按照城市生活垃圾管理方法的规定，完善生活垃圾收集系统，禁止乱扔乱倒垃圾，并逐步实施垃圾分类，回收废纸、废塑料和废金属等物品，实现垃圾减量化和资源化。一般工业固体废物的运输处置：将分类的一般工业固体废物委托给有相应处置能力、资质的单位处置。危险废物的运输处置：危险废物必须采用专用车辆运输，运输过程中必须采取防止污染环境措施，并遵守国家危险废物经营许可证和联单制度以与危险废物运输管理的规定。10、 消防工程消防供水给水主干管上设消火栓，消

52、火栓间距不得大于120m。充分利用天然消防水源，保障消防车取水通道，配备必要的天然水源取水设备。使用高压消防泵并建设园区公用亭，以便群众火灾报警；消防部门设立专线与政府、公安、供水、供电、卫生、交通等部门联系。确保报警快捷、接警迅速、调度准确和扑救与时。设置高压水管和水枪。11、防洪排涝工程加强和完善泄洪沟建设，防止山洪对厂区的威胁。12、防震工程园区内建筑必须按地震烈度6度设防。城市生命线工程建设包括交通、通讯、供水、供电、供气、热力、医疗、消防等，必须按地震烈度7度设防。13、人防工程按照“长期坚持、平战结合、统一规划、重点建设、同步实施的原如此进展人防工程建设，应在继续借助山体人防的同时

53、，积极地借助城市地下空间开发进展人防工程建设。加强电力、电信、供水、燃气等城市“生命线工程的防空建设。并建设地下“生命线 工程，充分保障“生命线工程的人防。二厂房与生活服务用房建设1、生活服务用地2000，占5%；建筑面积8000,其中办公综合大楼，占地500,建四层，建筑面积2000；食堂占地500,二层，建筑面积1000；职工宿舍占地1000,建筑面积5000；2、公共设施含道路、广场、给排水、围墙、大门等用地4800，占12%；3、仓储用地6800，占17%；4、生产用厂房22400，生产用房占地22400,占56% ；4、绿地4000，占10%。总规划建设面积37200平方米。2、设备

54、局部单晶铜键合引线生产线10条三、建设地点选择本公司由于现有的用地和厂房有限，因此要在工业新区重新择地建设，初步选址于工业新区的大山体，与我公司仅一公里的路程，同时交通环境良好，在龙长高速公路接线道边上，运输条件相当有利。四、产品方案产品方案：年产单晶铜键合线500K。第五章 技术设备工程方案一、生产方法工艺路线本项目生产工艺融合了金属材料制备工艺、热处理工艺、金刚石模具工艺，保证了生产一致性、可靠性，解决了规模化生产问题，可连续生产。工艺流程如下： 说明：1、本项目从原材料进厂，就要进展严格的把关，主要是检验铜的纯度、晶体状况，长度方向上是否有气隙等，要对原材料按技术工艺参数进展严格的抽检。

55、2、拉丝工艺：本项目设计按五道拉制而成。大拉机入线线径为4mm，出线线径为2mm；中拉机入线线径为2mm，出线线径为1mm；小拉机入线线径为1mm，出线线径为0.5mm；细拉机入线线径为0.5mm，出线线径为为0.1mm；微拉机入线线径为0.1mm，出线线径为0.02mm；3、见高纯单晶铜的拉伸是一个纯滑移或延伸过程，在此过程中表现出了极大的塑性变形能力，具有良好的塑性。但由于模具的阻力，拉制过程中会产生高 温。这就有可能使高纯单晶铜产生氧化，因此，在拉制过程中要有惰性气体保护，本项目设计用氩气保护，在拉制过程中用氩气保护装置的极限真空度较高，能很好地防止高温易氧化金属；另一方面是，由于拉制过

56、程中还要人为进展高温保护，并进展正火处理，这样也可以消除原材料中的马氏体、改善晶体结构，使晶体细化为微拉创造更好的拉制性能。4、本项目的产品始终是单晶体的不断延长，卷装尺寸原如此上是一致的，但因原材料中难免在一定长度上有几个晶体排成。由于晶界的脆弱性，不同晶体在微拉时一般会断裂，因此对一些不够长度的卷装仍可以降等的形式包装出厂。二、项目构成X围一厂区的根底设施建设见第四章共有十三项内容。二厂房与生活服务用房建设1、生活服务用地2000，占5%；建筑面积8000,其中办公综合大楼，占地500,建四层，建筑面积2000；食堂占地500,二层，建筑面积1000；围墙、大门500.2、仓储用地6800

57、，占17%；4、生产用厂房22400，生产用房占地22400,占56% ；4、绿地4000，占10%。总规划建设面积37200平方米。2、设备局部单晶铜键合引线生产线10条三、产品与采用标准1、中国BG6109 2、 国际电工IEC3、日本JIS 4、美国NEMA四、主要工艺技术参数金相组织：3个晶粒与以下，单个晶粒占75%以上抗拉强度：降低10-20%延伸率：提高50-80%断面收缩率：提高200-300%导电率：提高2-10%氧含量：小于5ppm纯度：4N单晶铜抗拉强度(MPa) 128.31 单晶铜屈服强度(MPa) 83.23 单晶铜伸长率% 48.32 单晶铜维氏硬度(HV) 65

58、单晶铜断面收缩率% 55.56 单晶铜电阻率X10-8 .m) 1.717 单晶铜导电率IACS%) 100.4 五、主要技术经济指标单晶铜物理指标试 样抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)维氏硬度(HV)断面收缩率(%)单晶铜65多晶铜2679单晶铜成分分析成分铜(%)As(ppm)Pb(ppm)Sn(ppm)Sb(ppm)Ag(ppm)Zn(ppm)Fe(ppm)含量单晶铜与多晶铜的力学性能比照试 样抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)维氏硬度(HV)断面收缩率(%)单晶铜65多晶铜2679单晶铜试样与多晶铜试样的电阻测量别单晶铜多晶铜电阻率(10-8m)六、主要工

59、艺设备金额单位：万元设备名称数量单价金额折人民币备注铜引线大拉机10582582铜引线中拉机10397397铜引线小拉机10275275铜引线细拉机20472472铜引线微拉机4014761476退火设备9011071107复绕机40252252动态X力检测仪403232电阻检测仪20真空包装机20194194金相光谱分析仪10135135强力检测仪10130130变频电源装置90金刚模具180153153变压器1303030电力控制与补偿装置1018180180厂内运输车101515合计611七、单位产品消耗定额产品名称销售数量万K单价元销售额万元主要本钱万元人员数量工资水电原材料单晶铜键合线500152405001750355190三项总计本钱2295万元合 计15240第六章 主要原材料燃料供给和运输一、原材料、燃料来源、需要量一3mm的单晶铜线：年用量约4.745吨，由某某、某某或某某调入，单价为40万元/吨。年消耗190万元。二金刚模具，年用量约1080套，由设备厂家提供。年消耗量918万元。三保护性气体：从市一级批发商中调入。预计年消耗630万元。四油料，年用量约10吨，从某某、某某或某某调入。预计年消耗量5万元。二、运输方式工厂外部运输以公路、铁路。厂内与车间内运输可采用电瓶车、叉车或专用手推车。第