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微电子材料精密加工及集成技术科研团队
一、团队简介

微电子材料精密加工及集成技术科研团队组建于2012年,现有骨干成员10人,全拥有博士学位;其中,教授1人,副教授5人。本团队依托河南省先进电子封装材料精密成形国际联合实验室、河南理工大学微电子封装与精密成形研究院等平台,致力于半导体封装键合丝带材精密成形技术、先进封装技术、高性能铜基/贵金属基材料、高纯单晶材料等产品及相关先进加工技术及装备的研究开发和技术攻关。本团队已主持承担国家自然科学基金2项、省部级重大项目5项、大型企业委托项目6项;发表学术论文40余篇,被SCI/EI收录15余篇;授权发明专利40多项,主持/参与制定国家标准1项,行业标准2项,团体标准4项。研究成果作为电子器件电流和信号稳定传输的关键材料,主要应用于集成电路封装、电子通讯、医疗器械、航空航天、汽车、智能制造等高新技术领域。团队先后培养硕士研究生20余人。

团队负责人:曹军,博士,副教授,博士生导师。河南省先进电子封装材料精密成形国际联合实验室副主任、河南理工大学微电子封装与精密成形研究院副院长、中国电器工业协会专家委员、全国功能材料标准委员会委员、河南省青年科技者协会委员、济源市科技带头人。

联系方式:18639190668

电子邮箱:cavan@hpu.edu.cn

二、主要研究方向

█ 集成电路封装用键合材料高精度加工技术及装备研究

█ 高性能铜基/贵金属基极细丝线材关键制备技术及装备研究

█ 高温/超高强度合金丝线材先进成形技术研究

█ 先进封装技术及半导体器件封装可靠性研究

三、代表性科研项目

█ 国家自然科学基金重点项目:铜基微细键合线制备加工组织性能演变规律及键合性能调控机理

█ 河南省重点科技攻关项目:大功率LED封装用Au基键合合金线制备技术研究

█ 河南省重点科技攻关项目:半导体器件键合用Ag/Pd/Au合金线开发

█ 河南省重点科技攻关项目:高可靠性Ag-Au-Pd银基键合合金线无空气焊球形状控制研究

█ 大型企业委托项目:稀贵金属电子材料制造技术与系统专利培育项目

█ 大型企业委托项目:超微细金属丝带材技术服务

█ 大型企业委托项目:超微细金属箔带材技术及装置

█ 大型企业委托项目:贵金属及合金先进成型技术研发

█ 大型企业委托项目:铜合金材料先进成型技术研发

█ 大型企业委托项目:高强度精密钨合金材料及丝线加工技术开发

四、代表性成果

科技奖励

█ 河南省科学技术进步奖一等奖:高性能铜基/银基丝线材关键制备加工技术,2020年

█ 中国仪器仪表学会科学技术进步奖二等奖:重大装备仪表用高性能贵金属测温材料关键技术与应用,2021年

█ 河南省自然科学优秀工程技术一等奖:半导体器件键合用Ag/Pd/Au合金线开发,2021年

论文论著

█ Effect of Ceramic Capillary Parameters on Bonded Morphology and Strength[J]. Micromachines, 2021, 12(1): 24.

█ Effects of Bonding Parameters on Free Air Ball Properties and Bonded Strength of Ag-10Au-3.6Pd Alloy Bonding Wire[J]. Micromachines, 2020, 11(8): 777.

█ Study on manufacture technology of Ag-8.5Au-3.5Pd fine alloy wire[J]. Micromachines, 2021, 12(8): 938.

█ Ag-4Pd键合合金线性能和组织对键合强度的影响[J]. 稀有金属材料与工程, 2018, 47(6): 1836-1841.

█ 铜基/银基丝线材制备加工技术[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2020.

五、社会服务与成果应用

█ 开发出微电子封装高精度键合丝带材、超高强度高温合金丝(图1),应用于大规模集成电路、光伏及航空航天、军工等重点领域大电流器件(功率器件、微波器件)。研究成果突破合金材料性能及组织调控、高精度极细加工及残余应力控制技术难题,实现了高精度丝带材产业化生产,该项目技术产品打破国外垄断,实现芯片核心材料的自主可控,经济、社会效益显著。

图1 微电子封装高精度键合丝带材

█ 研发出铜及铜合金连续等径角挤压技术制备高强度、高导电铜合金线(图2),应用于高速铁路、新能源汽车、消费类电子等领域。项目成果突破了铜合金连续等径角挤压关键技术,实现铜合金材料高强度和高导电的同时兼备,在现有铜合金材料导电率不变的前提下,将强度提升10-20%,项目产品市场规模客观,经济、社会效益显著,促进了高性能铜合金材料在核心领域的应用。

图2 等径角挤压制备高性能铜及铜合金