集成电路封装用镍阳极编制说明.docx

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1、集成电路封装用镇阳极行业标准编制说明2022年5月20日本标准是我国第一个规范封装用银阳极的行业标准，它的制定与发布将对指导我国银阳极的生 产、检验和管理起到重要作用，它将为生产商、用户、供应商三方提供最基本的技术依据，对我国 封装用银阳极产品质量整体提高起到保障和推动作用。集成电路封装用银阳极编制组2022 年 5 月 20集成电路封装用镇阳极编制说明1工作简况任务来源工业和信息化部以工信厅科函202125号文，下达了行业标准集成电路封装用银阳极（项 目编号2021-0126T-YS）的制定任务，技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会，标准负责 起草单位为有研亿金新材料、宁波江丰电子材料

2、股份，计划于2022年完成。1.1 标准制定的必要性中国是目前世界上半导体工业开展最快的国家之一，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开展的市场巨大。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 快速开展阶段，集成电路封装行业因为符合国家战略开展方向，有完善的政策资金支持，一直保持 着稳定增长的势头。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开展的战 略性

3、领域，组建假设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开展。国家支持集成电路等产业的创新开展，为行业 开展带来市场机遇。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

4、封装测试行业市场规模突破2000亿元，到达了 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局部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 开展机遇。金属银具有对外来原子的阻挡作用，广泛用于集成电路封装领域用于阻挡层（Barrier）薄膜材 料，随着半导体产品向轻、薄、短、小的开展，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，UBM （under bumping

5、metallization凸点下金属）的制作是整个Flipchip 封装工艺中的关键，封装用像阳极用于制作UBM,作为阻挡层材料，保护金属I/O铝或铜，均匀电 流分布。封装用银阳极同时应用于RDL和Bump技术，一般在铜线路或pad的图案上镀Ni/Au,起到 焊接的功能，且银层可以作为铜和锡之间的阻挡层，防止铜与锡的扩散。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，银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，镶阳极的性能指标是微电子封装镀膜行业关注的焦点。 当前，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锲阳极的相关标准，国内 封装用锲阳极的

6、生产也处于初级阶段，没有相应的国家标准，很大程度上制约了国内半导体封装领 域用银阳极的研发、制作及工业化生产。因此，需要制定相关的标准，以促进现有产品质量的提高, 确保镇阳极检测规范统一，符合统一标准。标准的建立对该产品技术水平的不断提高也将起到一定 的推动作用。1.2 起草单位起草人所作工作有研亿金新材料，简称有研亿金，2014年1月由“有研亿金新材料股份“更名 为“有研亿金新材料”，隶属于北京有色金属研究总院。有研亿金属于中关村科技园高新技 术企业、“十百千工程”重点培育企业，拥有北京市企业技术中心,2012年公司被评定为“国家级科技 创新型示范企业“。公司是中国半导体行业协会支撑分会理事

7、单位、中关村集成电路产业联盟理事单 位、上海黄金交易所综合类会员、中国有色金属学会贵金属学委会副主任单位、全国有色金属标委 会贵金属分标委会副主任单位、全国外科植入物和矫形器械标委会标委、北京医药行业协会和中国 医疗器械行业协会手术器械专业委员会理事单位。经过10多年的开展，有研亿金已成为具备一定产 业规模、在微电子领域和医疗器械行业内具有良好影响力的快速成长性企业。有研亿金拥有30多年 专业从事稀有和贵金属材料研究、开发和生产经验，获得并积累了一大批国家和部级科研成果，培 养造就了大批科研、生产人才。有研亿金是国内率先开展封装用银阳极研究开发的单位，在微电子 领域用银阳极制备加工领域具有国内

8、领先的优势。多年来，有研亿金利用具有自主知识产权的高性 能金属材料制备技术，开发了独具特色的阳极及靶材产品，产品涉及铜磷阳极、镇阳极、锡阳极及 各种材料靶材，如Al、Cu、Ti、Co、Ta及Coil、Ni及其合金、Ru及其合金，各种难熔金属靶材等, 形成了具有年产值近亿元的产业基地，如先进镀膜用半导体材料、光学材料、稀土材料、集成电路 相关材料、磁存储相关材料等，具备一大批对高纯金属材料制备加工技术具有坚实理论基础和丰富 实践经验的专家和技术人员。有研亿金历年承当国家军工配套工程和军工新产品试制工程近百项， 获部级奖56项，国家专利38项，国家科技进步奖3项，国家创造奖9项，全国科学大会奖2项

9、， 国家科技进步奖特等奖子项奖1项。本标准主要起草人及工作职责见表lo表1主要起草人及工作职责序号起草人姓名职责及分工1徐国进标准执笔人，负责标准编制过程中方案及文件的编制；负责数据的汇总及确 定。2高岩负责标准制定过程的管理及协调3罗俊锋负责生产数据汇总，参与标准指标的讨论与确定4刘朝芳负责纯度的检测分析、验证，参与标准指标的讨论与确定5杨丽娟参与标准的讨论与确定，提供文件内容修订意见6干科军宁波江丰电子参与标准修订的联系人1.3 主要过程和内容有研亿金新材料接到标准制定任务后，联系宁波江丰电子材料股份，组织相 关技术人员，成立了标准编制小组，组织起草人员查阅和检索了国内外有关技术标准和资料

10、：如 （GB/T6516-2010 电解镖，GB/T26016-2010 高纯银，CGB/T2056-2005 电镀用铜、锌、镐、银、 锡阳极板，GB/T 2054-2013银及锲合金板，国内外知名银阳极原材料供应商Materion、INCO、 Uni vertical.有研亿金等的标准；封装用银阳极使用客户江阴长电、江苏纳沛斯等的技术要求。汇总 各家的标准及意见，作为建立本技术标准的技术依据，开始了本标准的起草编制工作。主要工作过 程经过以下几个阶段：1、2020年3月成立标准编制组，并明确了工作的职责和任务。2、2020年5月-2020年12月，对集成电路封装用银阳极的国内外生产和使用状况

11、进行了相关 资料的收集和调研，对技术资料进行了比照分析。3、2021年1月-2021年11月通过对集成电路封装用银阳极性能试验方法等技术资料的总结分 析，经过屡次研究论证，形成了集成电路封装用镇阳极的行业标准讨论稿及编制说明。4、2021年12月全国有色金属标准化技术委员会在海口市召开了集成电路封装用银阳极讨 论会，来自有色金属技术经济研究院有限责任公司、有研亿金新材料、中铝洛阳铜加工有 限公司、金川集团股份、中铝沈阳有色金属加工、宝钛集团有限责任公司、河南 科技大学等7家单位代表对本标准的讨论稿进行了认真细致的讨论，提出了珍贵的修改意见和建议, 主要包括：（1）修改产品牌号标识方法，产品分类

12、列表标识，增加材料状态。（2）镇阳极的纯度计 算不应包含S杂质元素，NSY2中修改S含量范围。（3）建议增加尺寸规格范围及公差要求。（4） 建议删除粒状银阳极无平均晶粒尺寸要求，直接要求盘状银阳极晶粒度在100-400 um之间。（5）建 议在编制说明中增加关键杂质元素数据支撑（6）对外观质量要求进行修改，银阳极外表应清洁，无 锈蚀、颗粒附着物等影响使用的缺陷。（7）建议修改晶粒尺寸检测取样数量（8）盘状和粒状银阳极 几何尺寸、晶粒度及外观质量的取样位置及取样数量应区分。（9）建议将“剩余产品取双倍试样进 行重复试验”修改为“检验批取双倍试样进行重复试验二5、会后，编制组根据讨论会意见和多方相

13、关调研和数据验证汇总情况，对标准讨论稿及编 制说明进行了修改，形成预审稿及预审稿编制说明。2编制原那么和依据本标准起草单位自接受起草任务后，本标准编制组收集了生产国内外客户要求、国内厂家实际 生产水平等信息，初步确定了集成电路封装用银阳极标准起草所遵循的基本原那么和编制依据：1)查阅相关标准和国内外客户的相关技术要求；2)根据国内外镇阳极用户、制造商及原料供应商具体情况，力求做到标准的合理性与实用性；3)广泛适用，操作可行的原那么；4)有利于创新开展与国际接轨的原那么。本标准完全按按照GB/T 1. 1-2020标准化工作导那么第1局部：标准化文件的结构和起草规那么 及有色金属加工产品国家标准

14、、行业标准编写例如规定的格式进行编制，以范围一一规范性引 用文件一一术语和定义一一要求一一试验方法一一检验规那么一一标志、包装、运输、贮存一一订货 单(或合同)内容的顺序进行编制，内容完整全面。3主要内容确实定依据3.1 主要内容与适用范围本标准规定了镇阳极的分类和标记、技术要求、试验方法、检验规那么及标志、包装、运输存贮、 订货单内容。本标准适用于微电子封装领域银阳极。3.2 规范性引用文件本标准针对客户对镇阳极要求编写。要求包括：产品分类、牌号、化学成分、几何尺寸、平均 晶粒尺寸、外观质量等方面。引用了推荐性国家标准6项。3.3 技术要求331产品分类锲阳极的具体形状和尺寸主要由设备机台确

15、定，与设备配套使用。本标准无法确定具体尺寸规 格要求。银阳极按化学成分分为NYS1-99.99 (S:5-15ppm)和NYS299.99 (S:100-400ppm)两个牌 号。3.3.2 化学成分鉴于镀膜用途及规格要求不同，镇阳极的化学成分分为NYS1-99.99 (S:5-15ppm)和NYS2-99. 99 (S:150-300ppm)两种。影响到薄膜电性能、可靠性及需分析的杂质元素包括：金属杂质元素A1、 As、Co、Cu、Cr、Fe、Pb、V、Zn等及非金属杂质元素S和C。S元素主要作用为提高银阳极电镀过程 中的电化学活性，像具有强烈的钝化性能，在电镀过程中，当电流密度到达一定数值

16、后，像外表发 生钝化，生成氧化镁，阻止银进一步溶解，在镇阳极中，作为活化剂的S,会与氧化银反响生成硫化 镁与氧气，氧气脱附使得银阳极外表溶解更加均匀。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。测量方法参考现有标准GB/T 8647-2006镁化学分析方法，S元素测量方法参 考现有标准GB/T 8647. 8-2006镇化学分析方法硫量的测定高频感应炉燃烧红外吸收法。3.3.3 外形尺寸及允许偏差锲阳极的尺寸及公差应符合厂商的使用机台的标准，否那么银阳极不能安装。本标准中靶材尺寸 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 精

17、密级f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，银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。3.3.4 晶粒度随着集成电路封装行业的开展，对电镀薄膜的性能要求增加，在电镀过程中一般要求形成一层 致密、均匀、无空洞和无缝隙的银镀层，这就要求银阳极的晶粒尺寸要细小均匀，同时硫含量分布 均匀。因为只有这样才能保证银镀膜均匀，从而保证在相同电流和酸性环境条件下，Ni2+的电离以 及结合均匀，形成均一的镀膜。晶粒尺寸大小会对电镀工艺参数产生影响，结合调研和国外产品资 料，本标准对合适的镖

18、阳极平均晶粒尺寸提出了明确要求，平均晶粒尺寸在100400 um都是比拟 好的。测量方法参考现有标准GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法。为保证数据对制定标准的代表性和可靠性，统计最近100组数据，统计结果如下表1所示。根 据统计结果，按照标准设定值评估，数据覆盖率到达96%以上，符合产品标准制定的要求。具体见 表1 O表1 100组晶粒度数据统计表400 u m数据覆盖率晶粒度0 (0%)63 (61%)20 (20%)13 (13%)0 (4%)96%外观质量本标准要求：银阳极外表应清洁、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

19、4标准水平分析4.1 标准水平简析通过文献检索、网上查询，国内外并没有集成电路封装用银阳极产品的相关国家、行业标准， 本标准为首次制定。常规电镀用银阳极板执行GB/T 2056-2005标准，国内电解银执行GB/T6516-2010 标准，也可用于低端电镀领域。在集成电路封装行业用锲阳极标准制定过程中，调研了国内外镇阳 极客户基本要求、设备商、制造商要求，参照现有电镀行业用银阳极及高纯电解锲标准，对一些存 在危害的杂质元素含量给出了明确控制要求，这些杂质元素主要包括碱金属K、Na杂质元素，以及 金属杂质元素Cu、Fe Pb Zn Co Cr Si、AI等。碱金属离子(Na+、K+)在绝缘层中为

20、可移动离子, 降低元器件性能；金属杂质元素Cu、Fe、Pb、Zn等含量高会增加镀层脆性，附着力变差；金属离子 (Cu、Fe、Pb、Zn、Co、Cr、Si、Al等)会产生界面漏电等问题，因此须对银阳极原材料中该类元 素进行控制。结合目前市场要求以及试验验证，明确了产品的纯度要求，为保证数据对制定标准的 代表性和可靠性，统计最近100组关键元素S、Cu、Fe、Pb及Zn数据，统计结果如下表2所示。根据统 计结果，按照标准设定值评估，数据覆盖率到达96%以上，符合产品标准制定的要求。集成电路封装 用银阳极纯度要求为99.99%,首次对银阳极制定了标准，该标准内容以国际先进水平要求进行制定, 具体见表

21、4。表2 100组S及杂质元素含量数据统计表杂质元素 20ppm数据覆盖率S0 (0%)22 (22%)76 (76%)2(2%)0 (0%)98%Cu63 (63%)8 (8%)14 (14%)11 (11%)4(4%)96%Fe41 (41%)18 (18%)22 (22%)15 (15%)4 (4%)96%Pb100 (100%)0 (0%)0 (0% )0 (0%)0 (0% )0 (0% )0 (0%)100%Zn98 (98%)0 (0%)2 (2%)0 (0%)0 (0%)0 (0%)98%表3镇阳极S和杂质含量牌号NYS1NYS2(Ni+S)含量/% 不小于99.9999.99

22、S质量分数(10-4)/%5-15150-300杂质兀素含量(质 量分数)(xlO-4)/%,不大于A11010As55Bi33C4040Ca2020Cd33Co2020Cr2020Cu1515Fe2020K55Mg1010Mn55Na55P1010Pb22Sb33Si1010Sn33Zn33V2020杂质总含量（质量分数）（IO） /%不 大于100100注1：需方对合金兀素和杂质兀素有特殊要求的，由供需双方协商。注2:银阳极纯度为100%减去表中金属杂质实测总和的余量。4.2 标准创新点421本标准是封装用银阳极的基础标准，银阳极的质量直接关系后续镀膜性能品质，该标准的 建立填补了镇阳极相

23、关国家和行业标准缺失的缺乏。本标准在编制过程中，对国内外锲阳极制造商 和使用客户进行了充分的调研，对各项指标确实定进行了详细论证，保证了本标准的可执行性。422通过本标准的制定，为全面制定微电子领域用电子材料系列标准奠定了基础，为银阳极制 造商对客户要求和产品理解提供了依据，对银阳极制造具有广泛的借鉴意义和推广价值。423本标准在编制过程中，有研亿金屡次对国内多个具有代表性的客户、银阳极制造商、原材 料供应商整个供应链进行摸底和调研，收集了大量的镇阳极参考数据，使得标准在起草过程中始终 具有代表性，是对标准编制方法的创新。4.3 标准的覆盖面本标准从制定之初就对镇阳极的上下供应链进行了大量的调

24、研，覆盖了国内外大多数的镇阳极 制造商和使用客户，对锲阳极的基本性能要求、检验方法及规那么、包装、运输、贮存等方面进行了 全面说明。因此，本标准在封装用银阳极领域具有较强的覆盖性。5、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本标准属于集成电路封装用银阳极专业基础产品标准，没有现行的法律、法规、规章制度等对 其要求，本领域没有强制性标准。6、专利及涉及知识产权本文件起草过程中没有检索到专利和知识产权问题，如果涉及到专利和知识产权时请使用单位 与专利和知识产权方协商，本文件的发布机构不承当识别这些专利的责任。7、分歧意见的处理经过本标准属于封装用锲阳极领域专业基础产品标准，编

25、制组根据起草前确定的编制原那么进行了标 准起草，标准起草过程中未发生重大分析意见。8、标准作为强制性或推荐性国家（或行业）标准的建议本标准为封装用锲阳极基础标准，本标准中的内容全面覆盖了封装用银阳极的一般性通用要求, 但由于银阳极的具体应用不同，对质量控制重点要求也不尽相同，对各项指标的要求程度也不相同, 在订货过程中，供需双方还要对特殊要求进行进一步的明确。因此，建议本标准作为推荐性行业标 准发布实施。9、贯彻标准的要求和措施建议。本标准属于封装用银阳极的基础标准，全面覆盖了镇阳极一般要求，建议相关单位组织专项标 准宣贯会进行系统的学习与贯彻实施。本标准属于行业基础标准，对封装用银阳极的一般

26、要求进行了约定，如果需方对封装用银阳极 有特殊要求时，建议供需双方在本标准基础上对特殊要求在订货合同中进行详细的约定或起草专项 技术协议。10、废止现行有关标准的建议无11、其它应予说明的事项本标准属于封装用银阳极的基础标准，全面覆盖封装用银阳极的一般性通用要求，适用于国内 大局部锲阳极加工企业，不一定满足极少数封装用镇阳极企业，建议针对特殊行业应用的封装用银 阳极应供需双方之间起草技术协议。12、推广应用的预期效果随着我国微电子信息产业的飞速开展，我国已逐渐成为电子薄膜材料的需求最大的国家，中国 的封装用馍阳极市场也将随之日益扩大，为中国封装用镇阳极制造业的开展提供了挑战与机遇，但 是目前中国国内封装用镇阳极制造水平参差不齐，相差很大。该标准发布与实施是为了推进封装用 镇阳极加工生产，促进先进生产工艺的提高，保证产品性能，从而全面提高我国封装用银阳极加工 生产企业的市场竞争力。