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“80 后”的研发干将初试牛刀

作者:王小广主编 杨柳著 来源:源头与活水 :新型科研机构 责任编辑:深小安 2023-03-29 人已围观

电子材料研究院副院长张国平所带领的团队专注于晶圆级封装关键材 料的研发与应用,他们的核心技术涉及超薄芯片加工用临时键合材料,这种功能性高分子材料可以支撑百微米及以下的超薄芯片加工。

张国平是一名“80 后”的研发人员,可他一谈及临时键合材料就显得异常专业和沉稳:“如果没有临时键合材料的支撑,超薄芯片在加工过程 中的破损率将会提高,导致单颗芯片的成本上升,最终难以实现规模化量 产。国内芯片厂商使用的临时键合材料长期依赖进口,而这款材料是芯片生产企业所急需的。”

张国平已经记不得在实验室度过多少个不眠之夜,尤其是解决客户在 实际应用中不断提出迭代升级的需求时,他带领团队一次又一次地响应升级,直至最终获得验证通过,让临时键合材料从实验室走向产业化应用。 他们是目前国内唯一一支在相关领域能提供整套解决方案的团队。

张国平回忆说:“先进电子材料的研发过程需要客户参与进来,我们 团队一直和客户保持密切互动,才有可能将技术快速地推向市场。我记得 3 年内给同一个客户送了 90 多次样品,而且每次都有性能上的改进,我非 常感谢客户给我们提供了材料验证和试错的机会。我认为,只要客户让你 去试用材料,你就不要停下改善的脚步,也不要被无数次的失败吓倒,相信总有柳暗花明的一天,那就会迎来‘备胎转正’的机会。其实从事材料 研发只有埋头苦干这一条路,没有捷径可走。”

▲张国平博士在实验室做科研
 
无独有偶,电子材料研究院另一位骨干朱朋莉研究员,也是一名“80后”。她所带领的团队主攻方向是底部填充胶和环氧塑封料,也是电子封 装中的关键材料,塑封料用于芯片外围,底部填充胶用于芯片内部,主要对芯片起到机械支撑、密封保护、焊球保护等作用。

在研发的过程中,朱朋莉也遇到了不断试错和迭代的弯路。以底部填充胶为例,芯片的验证费用不菲,很难找到线上验证的机会,由于主攻的是高端芯片用的底部填充胶,国内缺乏相应芯片的生产线,所以即使材料做出来也没法进行可靠性验证。朱朋莉对此感到很不踏实。为了突破这些困难,她和团队敢于啃“硬骨头”,瞄准底部填充胶的未来两代到三代需求参数,沉下心来对材料内部机理进行评估,探究纳米材料的引入对底部填充胶性能的影响及变化规律。朱朋莉针对底部填充胶十余种组分配方的正交实验,提取大量基础实验数据,然后进行归纳整理,总结规律,最终形成了研发团队的核心技术。该技术可大幅度缩短样品的开发周期,开发 的样品可以满足高密度、窄间距芯片的下填充需求。

▲张国平与团队
 
企业的需求在深圳先进院得到满足,这是对材料研发人员最大的肯定。2019 年,深圳一家电子信息企业寻找用于手机麦克风的 PCB 内部集成电容材料,很快聚焦于深圳先进院自主研发的平板式薄膜电容(或称埋入式电容)。深圳先进院多年来致力于该种材料的配方和量产工艺的开发, 样品送交多家中下游公司,针对不同的模块和应用场合进行了反复验证。 这家电子信息企业了解到详情之后,推动了技术转移。当年年底,该技术通过电子材料院将生产许可授予国内 PCB 板材最大的生产供应商进行量产,加快了国产化进程。

“除了应用在手机麦克风模块,该材料未来将在蓝牙耳机、5G 通信基站等更多领域得到应用。据我们了解,已经有多家公司在下订单,进行不 同应用场景的终端验证。”埋入式电容研发负责人于淑会说,“虽然材料 的开发过程很漫长,尤其在产业化探索的过程中,问题层出不穷,但随着 对问题抽丝剥茧般地解决,我们离材料的研发成功便更近了一步。我们甚 至对问题的出现会感到兴奋,因为解决问题的过程就像破案一样。在这个 过程中,团队就像建立了一道护城河,掌握了材料研发是如何一步步走向成功的。”

这群年轻的先进电子材料研究人员的座右铭是“办法总比困难多”。 在研发过程中,他们也曾面临无数次失败,但每次遇到挑战总会拿出更适 合的解决方案。因为国内电子材料行业起步晚,要想实现技术自主就需要攻克许多难关,他们坚信深圳拥有良好开放的科研氛围、完备的科研平台,都为潜心研发材料提供了强大的支撑,所以他们坚持坐“冷板凳”, 十年磨一剑,只为充分满足国内的产业需要。用张国平的话来说,“科研人员选择与国家的需求同频共振,我们的青春和生命才更有意义”。

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