純度高于9999%低阿法錫的研究開發(fā)

1、科技有限公司企業(yè)研究開發(fā)項目立項書 項目名稱：純度高于99.99%低阿法錫的研究開發(fā) 部 門：研發(fā)部 時 間：2015年3月一、立項依據(jù) 國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢近年來，計算機、通信設備、儀器儀表、家用電器向小型化、高性能、多用途發(fā)展。表面組裝技術的發(fā)展正是源于微型電子元件及高精密度精細電子集成芯片的出現(xiàn)。表面組裝技術的焊接方法及所需的焊接材料也發(fā)生變化，所用原材料焊錫膏在表面組裝技術行業(yè)中的應用也越來越廣泛，日益受到電子制造業(yè)的重視。目前，焊錫膏現(xiàn)廣泛應用于高精密電子元件中，高溫工作的半導體功率器件、LED封裝、高密度集成電路封裝以及一些精密集成電路的組裝，需要采用第二次甚至第三次回流焊接

2、工藝都是采用高含鉛量的錫膏進行焊接，主要包括92.5Pb/5Sn/2.5Ag、95.5Pb/2Sn/2.5Ag、Sn10/Pb88/Ag2、Sn5/Pb95、Sn5/Pb85/Sb10等合金。錫膏產(chǎn)品是需要經(jīng)過多次加工實現(xiàn)，并且根據(jù)需要錫膏產(chǎn)品的使用用途和功能進行相應配方的開發(fā)，作為錫膏產(chǎn)品的主要原材料之一的錫產(chǎn)品，錫的純度直接決定了錫膏加工的效率并且決定錫膏產(chǎn)品的質(zhì)量，錫的純度低，雜質(zhì)多，會造成焊接質(zhì)量，廢渣情況，特別是一些半導體產(chǎn)品焊接和印刷，焊錫膏的內(nèi)部的放射性粒子的的含量，對電路板性能起決定作用，甚至決定了其的使用壽命。半導體封裝材料中的放射性粒子會引起存儲單元中的數(shù)據(jù)錯誤并造成軟錯誤

3、，最終導致手機、平板、服務器、游戲機以及其他終端設備的運行故障。隨著半導體尺寸的不斷減小以及功能需求的不斷增加，芯片對軟錯誤的敏感度不斷提高。為了有效解決這個問題，半導體封裝材料的設計人員需要借助低（阿爾法）粒子放射的材料，例如霍尼韋爾RadL0系列產(chǎn)品?；裟犴f爾憑借自身的獨特優(yōu)勢，為晶圓突塊工藝提供高純度等級的電鍍陽極(99.99%)，包括低鉛(Pb)、低錫(Sn)以及低銅(Cu)等。低（阿爾法）錫對純度要求非常高，特別是容易發(fā)生衰變的重金屬雜質(zhì)元素（如鉛、鉍）必須小于1ppm，放射元素（如，釷）小于1ppb。國內(nèi)目前采用的提純方式，效率低，成本高，可靠性也低。綜上所述，隨著電子信息的不斷進

4、步和發(fā)展，半導體的印刷封裝生產(chǎn)也快速的進步，對印刷錫膏或者相關的焊錫膏產(chǎn)品的需求大幅度增加，同時對該類產(chǎn)品的質(zhì)量要求更加嚴格，這就要求高純度的低阿爾法錫材料的提純技術和工藝提出更高的要求?？梢灶A測，未來高純度低阿爾法錫產(chǎn)品的加工生產(chǎn)會往高效、低成本方向發(fā)展。 項目研究開發(fā)目的和意義目前的半導體裝置由于高密度化及高容量化，因此受到來自半導體芯片附近材料的射線的影響，導致軟錯誤發(fā)生的危險增多。因此，要求前述焊料及錫的高純度化，另外，需要射線少的材料。目前射線少的材料在提純過程多采用電解的方式生產(chǎn)，產(chǎn)能較低，精度低，不環(huán)保等缺陷。本項目研發(fā)的目的是提供一種純度高于99.99%的低阿爾法錫的提煉方法和

5、技術，滿足高純度錫產(chǎn)品的使用需求，也滿足電子、電器市場的發(fā)展需要，并且符合科技發(fā)展的需要，另外該項目研發(fā)的技術符合國家環(huán)保的要求政策。本項目的研發(fā)對行業(yè)的發(fā)展有積極的影響，促進企業(yè)技術和產(chǎn)品的生產(chǎn)，適應市場的需要，并且提升我們產(chǎn)品在市場上的競爭力，獲得更多的市場關注，提升企業(yè)技術水平，并且本項目產(chǎn)品實現(xiàn)行業(yè)技術的進步，推動行業(yè)進步，對企業(yè)和行業(yè)均有積極的意義。 項目達到的技術水平及市場前景本項目研發(fā)的高純度低阿爾法錫產(chǎn)品，本項目能夠為半導體封裝材料提供合適的原料（高純度錫），降低放射性粒子對半導體器件等元件的損害，減少手機、平板、服務器、游戲機以及其他終端設備的運行故障率?；谏鲜鰞?yōu)點，該項目

6、研發(fā)的高純度低阿爾法錫產(chǎn)品是基于目前電子科技行業(yè)的快速進步，半導體材料在市場上的使用要求，該項目成果能夠滿足市場對該產(chǎn)品在量和品質(zhì)方面的需求，并且該成果包含的加工技術，能夠有效的提升加工效率和降低加工成本，并且該項目的研發(fā)適應目前環(huán)境保護政策，工業(yè)發(fā)展政策和產(chǎn)品要求，具有廣闊的市場前景。二、研究開發(fā)內(nèi)容和目標 項目主要內(nèi)容及關鍵技術本項目研發(fā)的純度高于99.99%低阿爾法錫。主要通過1、濃度合適的錫電解液制備；2、電解條件的探索，確定電壓、電流、電解時間和電解液補充量對電解錫純度的影響；3、吸附劑、絡合劑、團聚劑、界面活性劑、pH值對電解液中各種雜質(zhì)元素的析出電位的影響；等要求進行研發(fā)實現(xiàn)，高

7、純度錫的生產(chǎn)加工，滿足市場的需要。 技術創(chuàng)新點（國家有關部門、全國（世界）性行業(yè)協(xié)會等具備相應資質(zhì)的機構若頒布相關技術參數(shù)或標準，應提供。）本項目產(chǎn)品的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1、設計和采用電解法，并且對點解方式和條件進行優(yōu)化，進行流程固化制備高純度錫；2、設計和測試驗證吸附劑、絡合劑、團聚劑、界面活性劑對電解液中各種雜質(zhì)元素析出電位的影響；3、通過探索添加劑對雜質(zhì)元素含量的影響，獲得成熟固定的生產(chǎn)工藝技術；4、用酸、例如硫酸使原料錫浸出后，將該浸出液作為電解液，使雜質(zhì)的吸附材料懸浮于該電解液中，使用原料錫陽極進行電解精煉； 主要技術指標或經(jīng)濟指標1、純度為5N以上；2、放射性元素 U和

8、Th各自的含量為 5ppb以下；3、放射線粒子的 Pb和Bi各自的含量為1ppm以下4、射線計數(shù)為 0.001cph/cm2以下；5、電解精煉溫度：250 500下進行三、研究開發(fā)方法及技術路線本項目主要研究一種半導體高溫印刷錫膏產(chǎn)品，此類產(chǎn)品能夠滿足半導體印刷過程中提升焊接效率，降低焊錫殘留，滿足產(chǎn)品在外觀使用上的要求。項目研究的主要方式：1、市場產(chǎn)品調(diào)查，對市場使用的產(chǎn)品在特性、功能等方面有點和缺點進行研究和調(diào)查，收集市場數(shù)據(jù)，分析確定市場需要和項目實施的可行性；2、按照公司流程和要求，將項目情況和調(diào)查分析情況向公司報備，由公司進行研討審批；3、制定項目研究的方案，對各個部分的產(chǎn)品進行分析

9、，研究各個部分的結構和組成，將性能最大化； 5、制備相應結構的焊錫膏，對焊錫膏進行配方進行研究和確定，以及助焊劑方面的成分進行設計和研發(fā)；6、進行試制產(chǎn)品并進行測試，重點是針對焊錫膏的使用殘留情況測試，并且針對焊錫助劑的性能情況進行分析，并對配方的情況進行微調(diào)及完善；7、項目總結，對項目研究過程進行總結，編寫產(chǎn)品說明。技術路線：本項目通過對傳統(tǒng)的高純度錫的生產(chǎn)加工過程產(chǎn)生存在的不足情況進行分析，研發(fā)一種純度高于99.99%的低阿爾法錫產(chǎn)品以及其加工工藝和技術，該項目具體的研發(fā)相關技術的主要路線有：1、篩選合適的無機酸，以99.90%的錫粉制備一定濃度的錫電解液。2、探索電解的條件，確定電壓、電

10、流、電解時間和電解液補充量對電解錫純度的影響。3、在固定電壓、電流、電解時間和電解液補充量的情況下加入吸附劑、絡合劑、團聚劑、界面活性劑考察電解產(chǎn)物的雜質(zhì)濃度；4、優(yōu)化上述工藝電解出高純度的錫。通過以上電解后的純化，可以使放射性元素U和Th各自的含量為5ppb以下，并且釋放放射線粒子的Pb和Bi各自的含量為1ppm以下。 這樣，Pb量和Bi量、以及 U和Th含量的下降，特別是通過電解條件和懸浮物實現(xiàn)的。將析出的電解錫在250至500的條件下熔解鑄造， 制成錫錠。 該溫度范圍對于除去Po等放射性元素是有效的。如果溫度低于250且剛剛在熔點之上，則難以鑄造，如果超過500，則產(chǎn)生Sn的蒸發(fā)，因此不優(yōu)選。因此，在上述溫度范圍內(nèi)進行熔解鑄造。將該鑄造后的錫錠在惰性氣體環(huán)境中或者真空減壓下保存6個月 。 考查經(jīng)過該6個月后的射線量時，射線計數(shù)減少，可以使其為0. 001cph/cm2 以下。四、現(xiàn)有研究開發(fā)基礎公司介紹（公司信息、規(guī)模、主營產(chǎn)品，公司運營情況、研發(fā)管理部門建設，研發(fā)水平和能力，獲得的相關榮譽）五、研究開發(fā)項目組人員名單項目的主