1、1切割分选一体机的研发（难题编号 2014001）目前国内半导体封装仍以 DIP、TO、SOP (SSOP 、TSOP） 、QFP ( LQFP 、TQFP ）等中低端产品为主，近年来随着小型封装企业的增加和人工及材料成本的上升，封测行业的利润普遍降低，封测企业需要通过技术革新推动封测成本的降低。这些技术革新有两个方向，一是这几年出现的超宽多排化的高密度封装以及、倒置芯片工艺（Flip Chip） 、引线键合中采用铜丝替代金丝等工艺技术，通过对传统封装工艺的改进或局部调整来降低产品成本；二是 2009 年以来随着平板电视、信息化家电和3G 手机等消费及通信领域技术的迅猛发展以及三网融合、互联网
2、的发展，随着 3D、TSV 技术的运用、以 BGA、QFN、CSP 等为代表的先进封装技术的出现代表着封装行业未来的发展趋势。 以超宽多排化的高密度封装为代表的技术革新，传统封装的工艺路线没有改变，基本按下图 1 的工艺流程进行，我公司目前的 MGP 模具与自动冲切成型系统技术可以满足塑封与切筋成型的工艺技术要求。图 1以 BGA.QFN、CSP 先进封装为代表的技术革新，传统的工艺路线有了很大变化。下面以 BGA、 WLCSP 封装为例看封装的工艺变化：BGA 技术的研究始于 20 世纪 60 年代，最早被美国 IBM 公司采用。BGA 封装 的I/O 端子以圆形或柱形焊点按阵列形式分布在封
3、装下面，引线间距大，2引线长度短，这一技术的优点是可增加 I/O 数和间距，消除 QFP 技术的高 I/0 端口数带来的生产成本和可靠性问题。目前 BGA 的封装形式有两种工艺方式，一种是仍然采用金属引线键合工艺，但是没有引线框架，而是采用 IC 基板（Substrate）来代替引线框架；另一种是采用倒置芯片工艺（Flip Chip）, 在芯片上采用凸点工艺（Bumping）而直接跳过了金属引线键合步骤。可以看出 BGA 封装形式带来的改变之一：就是采用 IC 基板(Substrate)替代引线框架（Lead Frame） （除了 BGA 和CSP、WLCSP 之外的其它封装形式几乎都是采用引
4、线框架） 。BGA 封装形式带来的改变之二：信号引出形状由传统的插针式或者引脚式变成球体式。BGA 封装形式带了的改变之三：倒置芯片工艺（Flip Chip）的出现，节省了引线的成本与设备投入，目前这一技术已部分运用与传统封装产品。我们再看看国际顶尖的 WLCSP 封装技术：WLCSP 不同于传统的芯片封装方式（先切割再封测） ，WLCSP 技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个的 IC 颗粒，因此封装后的体积即等同 IC 裸晶的原尺寸。WLCSP 的封装方式，不仅明显地缩小芯片模块尺寸，而符合便携式移动设备对于内部设计空间的高密度需求。从 BGA 到 WLCSP 的工艺变化，
5、我们可以看出未来先进封装工艺的发展趋势如下图 2：图 2从上述的封装工艺的变化我们不难发现，传统封装用的封测设备已不能满足未来封装的需要，由于采用基板或圆片封装，IC 产品的分离将需要用到切割分选设备。3目前先进封装产量比例还不到 10%，先进封装由于其设备投入较大和工艺技术要求严格目前只有外资企业和国内大型封装企业进入量产阶段，中小型封装企业也在尝试向先进封装布局，但却受设备与技术的限制，目前 BGA、QFN、CSP 等先进封装技术的封测设备全部依赖进口，国家十二五 02 重大专项正式也重点支持先进封装技术如BGA、CSP、TSV、Flip Chip 的推广运用。因此国内封测企业的技术革新与
6、先进封装技术的推广为封测设备制造商带来布局良机。从国内的主要封测厂家的调研来看，未来几年内先进封装 BGA、CSP 等将会出现批量化的生产，预计产量比例会逐渐增加到 40%以上，而传统封装在未来会向多排化发展，其产量占比会减少，但不会被替代。三佳山田目前主要的技术是封装模具与切筋成型系统，这些技术适用于传统封装产品如DIP、TO、SOP、SOT、QFP 等。先进封装如 BGA、QFN、CSP 产品需要用到全自动切割分选设备。切割分选设备我公司还没有研发。目前国内市场完成切割和分选采用两种方式，其一：切割和分选一体化，就是在一台设备上完成切割和分选工作；其二：切割和分选分两个步骤，分别先在切割机
7、上产品切割好再在分选机上分选收纳。从目前国内市场来看第二种方式占多数同时向切割分选一体化的趋势转变。无论是那种方式其中切割设备是不可或缺的主体。本设备采用高性能切割机头，自动完成上料、位置校正、切割、清洗干燥、转运、检片、拾片、装盘或装管。1）切割采用刀片切割的方式。控制软件满足产品的切割所需的各种功能，主轴采用特殊高性能气浮主轴，功率2.2KW ,最高转速 40000rpm，主轴装刀法兰要求精度高，结构合理、动平衡好，与刀片有较好的配合特性和平衡特性；装刀方便，不卡刀，不易发生滑扣等问题；具备自动图像识别功能；具有非接触测高4功能、刀片破损 BBD 监测功能；2）控制系统采用用 Widows
8、 NT 操作系统，有高智能的控制系统和错误信息诊断功能并能准确地记录；对参数有安全范围设置、对工艺参数有权限设置、重要参数有加密保护功能、常用参数和一般性一次性设定参数进行区分，分页显示；3）自动上料系统：上料盒可用插槽式或堆叠式料夹；上料系统具有位置识别功能（从料盒接收到载带之后检测方向和定位准确性然后装载到凹盘上） ；专用切割凹盘准确定位载带，如果使用了错误的凹盘夹具,系统报警启动相应的安全保护措施以防损坏固定夹具或刀片。4）清洗和烘干系统设有高压清洗和干燥功能，保证产品清洗完成后无水气杂质残留；传递过程定位准确，操作安全可靠，清洗时间和干燥时间可单独调节；5）捡拾和放置系统：捡拾之前先对
9、产品的作 VISION 检查，对不良品分开放置并在设备上有相应的记录以便查找；放置方式可多面选择：可用料盘或料管方式下料；采用专门的伺服系统控制空料盘和待装料盘的放置位置和动作放置位置有专用传感器探测保证入位准确，无翘曲或移位现象发生，吸料和放料吸头的位置和旋转方向可编程。本项目通过高端装配关键技术的研究，设计自动切割设备，适合于芯片级圆片片级封装产品如 WLP、BGA、CSP 等的自动完成上料、位置校正、切割、清洗干燥、转运、检片、拾片、装盘或装管等动作。主要研究包括：切割分离技术；研究高性能图象识别技术的运用；高精度检拾片伺服系统的运用技术及上述技术的产业化。需求：设备需要达到的性能及经济
10、指标：1、性能指标：a可加工规格 min33（mm）到 max2020(mm)的产品类型；b加工规格为 55 的产品在保证产品质量的前提下 UPH8K；c加工过程中无切斜产品或切伤固定夹具等异常现象发生；d可加工产品翘曲度的允许范围：单个包封体0.4mm；整条翘曲度4mm；5e单面切割产品的毛刺允许范围3.5mil；f平均自动对片时间40S，平均手动操作对片时间60S，平均产品参数文件建立时间15Min；g不同规格的产品类型互换时间15min；hMTBF168h、MTBA2h、MTTR60min、MTTC30min。2、经济指标项目产品以国内规模封装企业为主要服务对象，形成年产 10 台项目产
11、品的生产能力，预计销售收入 2500 万元。合作方式：联合攻关，成果共享。难题单位：铜陵三佳山田科技股份有限公司联 系 人：刘正龙联系电话：0562-2627742-811挤出模具参数化设计技术开发（难题编号 2014002）项目简介：目前挤出模具设计在行业内普遍采用的是利用 AUTOCAD作为辅助设计工具，是一种基于二维设计方法在进行作业，设计效率不高，复杂流道的设计与加工结果吻合性差。基于上述情况，拟对挤出模具设计流程进行再造，基于 UG 三维软件参数化设计功能，进行二次开发，提高挤出模具设计标准化程度，建立标准图库，提高设计准确性和设计效率。合作方式：与具有基于 UG 三维参数化设计开发
12、经验的高校合作开发。难题单位：铜陵中发三佳科技股份有限公司6联 系 人：徐勋江联系电话：0562-2627390适用于高温高速精密注塑模具设计技术（难题编号 2014003）项目简介：现有 LED 贴片支架关键工序为注塑工序，高质量的产品需要高温模具生产，模温需求在 140-160 度，速度为每 15 秒一模，且采用模内注塑工艺，与五金铜带粘合，模具精度要求高，极容出现缺胶、粘模、注塑毛边等不良，良品率及效率有待提高。需求：通过模流分析、材料特性分析，设计出最优化流道分布，同时能改善零件的加工的表面光洁度，能有明确的计算公式，得出脱模阻力，结构强度需求，优化设计，避免后期大量试模、改模、验证工
13、作，合作方式：委托开发研究，成果共享。难题单位：安徽中智光源科技有限公司联 系 人：李少军联系电话：0562-2628203高光效 LED 杯形智能化设计系统（难题编号 2014004）项目简介：现有 LED 支架设计采用手工建模后调用到光学模拟软件中试验，人工筛选中最佳杯形方案,然后试样验证，其准确性及时效性较7差。需求：对光学软件进行二次开发，利用现有实际数据，研究 LED 支架对光效的影响因素，编制成参数，输入计算机光学软件中，自动筛选最佳方案从而指导 LED 支架的产品设计,计算出选用固定晶片、金线、胶水、荧光粉特性后的准确光效值，达到加快研发进程的目的。合作方式：委托开发，成果共享。
14、难题单位：安徽中智光源科技有限公司联 系 人：李少军联系电话：0562-26282036 立方柴油铲运机研制（难题编号 2014005）项目简介：项目涉及的研究内容：1.铲运机现代设计方法研究；2.集成创新研究；3.无轨采矿设备基础技术研究；无轨采矿设备关键技术研究；4.制动技术研究；5.工作机构优化设计；6.强度和刚度分析；7.关键零部件的设计和设备研制；8.工业应用试验。需求：1完成产品设计、样机试制及工业试验；2申报 4 项专利和 2 项企业标准。合作方式：合 作 开 发 ,成 果 共 享 。难题单位：铜陵有色金属集团控股有限公司联 系 人： 王小龙联系电话：0562-5860690智能
15、路面灌缝机电路集成系统开发8（难题编号 2014006）项目介绍：智能路面灌缝机用于路面伸缩缝，龟裂纹缝的修补的专业设备。国外市场情况：发展历史较早，技术先进，但后期改进不大，基本仍保持在 80 年代原有技术水平，价格昂贵。国内市场情况：部分国外产品进入中国市场，约占 3%左右。近几年国内灌缝机发展较快，从无到有，从简易型到模仿国外产品，功能较全，价格合适。缺点是：无自主知识产权，自动化程度不高，能耗大，环境污染大。现有生产工艺及技术状况：1、整车驱动采用油电混合动力，程序控制电力驱动。2、车载设备中的电路控制均为独立的自动控制单元。需求：1、车载设备的自动控制单元进行集成。2、操作简便，更人
16、性化。3、增加语言自动提示。4、程序控制电力驱动系统与车载设备程序控制系统的合理匹配。合作方式：联合攻关，成果共享。难题单位：铜陵隆顺环保设备有限公司联 系 人：赵奎国联系电话：0562-2853539抛物面混凝土切割片生产技术研发（难题编号 2014007）9项目介绍：产品主要用于道路窨井的安装、维护和路面小坑洼修补的圆形切割作业。产品所属技术领域为材料科学和加工工艺流程。目前国外市场情况：日本具有此项技术和产品。目前国内市场情况：铜陵隆顺环保设备有限公司已开发出具有自主知识产权的圆形球面切缝机，但与此配套的抛物面混凝土切割片仍需从日本进口，价格昂贵，限制了该设备在市场上的推广。现有生产工艺
17、：选择不同含锰量的板材压模成抛物面基体再热处理，后模具固定焊接上刀头。需求：1、选择合理材料；2、热处理能够达到预期效果；3、制定基体硬度和柔韧性的参数标准。合作方式：联合攻关，成果共享。难题单位：铜陵隆顺环保设备有限公司联 系 人：赵奎国联系电话：0562-2853539改善薄箔翘曲工艺的研究（难题编号 2014008）项目简介：1、 低 翘 曲 电 解 铜 箔 生 箔 制 造 中 添 加 剂 的 研 究 开 发 ；2、 低 翘 曲 电 解 铜 箔 生 箔 制 造 工 艺 的 研 究 开 发 ；3、 低 翘 曲 电 解 铜 箔 表 面 处 理 工 艺 的 研 究 开 发 ；4、 低 翘 曲
18、电 解 铜 箔 生 产 技 术 的 产 业 化 应 用 。需求：1、 保 证 薄 箔 产 品 90%以 上 的 的 翘 曲 值 控 制 在 10mm 以 内 ；102、 申 请 1-2 项 专 利 。合作方式：合 作 开 发 ， 成 果 共 享 。难题单位：铜陵有色金属集团控股有限公司联 系 人：王小龙联系电话：0562-5860690高精度电子铜箔在线清扫装置的研发及产业化（难题编号 2014009）项目简介：1.高 精 度 电 子 铜 箔 在 线 清 扫 装 置 的 设 计 ；2.高 精 度 电 子 铜 箔 在 线 清 扫 装 置 的 产 业 化 应 用 。需求：开 发 出 高 精 度 电 子 铜 箔 清 扫 装 置 ,保 障 铜 箔 毛 面 铜 粉 状 况 有 明 显 改 善 ，铜 粉 数 量 降 低 40%、 每 100cm2范 围 内 铜 粉 数 量 不 超 过 25 个 ， 最 大 铜 粉 直 径小 于 30 m， 满 足 高 端 客 户 要 求 。合作方式：合 作 开 发 ， 成 果 共 享 。难题单位：铜陵有色金属集团控股有限公司联 系 人：王小龙联系电话：0562-5860690工业炉的天然气改造及提高能源使用率的技术研发（难题编号 2014010）
