单晶铜

特性

　　用单晶连铸技术拉出的铜材仅由一个晶粒组成，具有超常的机械加工性能和电学特性。其特点有三：

　　1.单晶铜纯度达到99.9999[%]；

　　2.电阻比普通铜材低8[%]到13[%]；

　　3.韧性极高，普通铜材扭转16圈即断，单晶铜材可扭转116圈。

　　如此优势，使单晶铜产品成为制作高保真音视频信号、高频数字信号传输线缆和微电子行业用超微细丝的材料，可用于手机、音响、电脑等领域，使微电子器件性能更佳、体积更小、寿命更长。

适用领域

　　1、集成电路封装领域：

　　单晶铜键合丝替代键合金丝应用到微电子中的封装业，如大规模集成电路、超大规模集成电路和甚大规模集成电路、二极管、三极管等半导体分立器件及LED灯发光芯片封装业等。在日益激烈竞争的电子工业中，高成本效益，已不能满足集成电路封装业的发展，为了降低成本，国内外众多产业领域在寻找一种更便宜的导体替代昂贵的金丝材料。单晶铜键合丝具有机械、热学、电学性能优良及其化合物增长慢等特性。在特定条件要求下，线径可以减小到一半，单晶铜键合丝高的拉伸率、剪切强度，可以有效降低丝球焊过程中可能发生的丝摆、坍塌等现象，有效缓解了采用直径小的一些组装难度。在很大程度上提高了芯片频率和可靠性，适应了低成本、细间距、高引出端元器件封装的发展。南通富士通、天津摩托罗拉、上海英特尔、苏州英飞凌、天水华天科技等国内较大的集成电路封装测试企业一开始试用单晶铜键合丝运用于IC封装技术的发展，晶片上的铝金属化层更换为铜金属化层，因为在晶片的铜金属化层上可以直接焊接，而不需要像铝金属化层那样加一层金属焊接层，这不但能增强器件特性还能降低成本，同时，在工艺上，逐渐将传统的金丝更换为单晶铜键合丝，解决细间距的器件封装，对器件超细间距的要求成为降低焊丝直径的主要驱动力。因而，在今后的大规模集成电路、超大和甚大规模集成电路封装业种，单晶铜丝球焊技术是目前国际上正在兴起的用于微电子器件芯片内引线连接的一种高科技创新技术，今后在球焊技术工艺中比将成为主流技术。单晶铜键合丝作为键合引线材料是现在和将来电子封装业的必然趋势。此外，由于黄金价格的上涨，更加快着单晶铜键合丝代替键合金丝的步伐，所以，单晶铜键合丝无论在国内外还是现在和将来都具有非常大的潜在市场和巨大的发展商机。

　　2、高标准音频视频传输领域：

　　单晶铜丝其结构仅由一个晶粒组成，不存在经理之间产生的“晶界”，不会对通过的信号产生反射和折射而造成信号失真和衰减，因此具有独特的高保真传输功能，所以国际市场上首先用于音视频传输线，多集中于音响喇叭线、电源线、音频连接线、平衡线、数码同轴线、麦克风线、DVD色差视频线，DVI和HDMI线缆及各种接插件等。

　　3、高标准通信网络线缆传输领域：

　　近年来，国内外又开始将单晶铜丝用于通信网络线，随着电脑通信网络技术的发展，对网络传输线的传输速度要求越来越高，传输速度高也就是线的使用频率范围高，频率范围高，则信号衰减就严重。较早的5类线可用到100MHz，而超5类线也只有120MHz，自推出单晶铜丝材料制作的网络线以后，使用频率可达350MHz以上，超过6类线标准很多（6类线为250MHz）。根据1999-2000年的统计数据来看，平均每年需求量以12[%]的速度持续增长。预计今后10年内产品的需求量将达到现阶段的两倍以上。网络数据通讯线缆，由于缺乏高性能材料方面的支持，所以，六类以上线缆基本上位国外产品所占领。据预测，二十一世纪初亚太地区将是网络信息发展的热点地区。高保真音视频线缆，我国年用量在20万km以上，随着我国人民生活水平的提高，影音设备消费将会大幅度的提高，与之匹配的次音视频传输线将会大量增加。

材料产品的优势

　　单晶铜丝用于键合引线的优势主要表现在以下几个方面：

　　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相同，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¢0.03-0.015mm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[%]，因此在和金丝径相同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．低成本：单晶铜丝成本只有金丝的1/3-1/10，可节约键合封装材料成本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着变化直接影响到了IC互连技术，其中成本因素也是推动互连技术发展的主要因素。目前金丝键合长度超过5mm，引线数达到400以上，其封装成本超过0.2美元。而采用单晶铜丝键合不但能降低器件制造成本，提高竞争优势。对于1密耳焊线，成本可降低75[%]，2密耳可达90[%]。