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曹杰和他的团队默默地为集成电路封装技术国产化努力着——

为集成电路穿上最好的“新装”

2018年04月17日09:12  来源:工人日报

坐在一间以自己名字命名的工作室里,沉静的曹杰口中不断说出各种集成电路封装行业的专业名词。

虽然外人听来晦涩难懂,但对于曹杰来说,这些名词犹如日常生活中的柴米油盐,不仅烂熟于胸而且习以为常。

在集成电路行业,曹杰是一位为中国制造孜孜追求以期贡献力量,却并不被外人所熟知的人。

让集成电路封装模具国产化

集成电路是一种微型电子器件或部件。所谓“封装”技术,是一种将集成电路芯片用绝缘塑料或陶瓷材料打包的技术,通俗地说,就是为集成电路芯片“穿外套”。为集成电路芯片“量体裁衣”设计出最好的“新装”,其实并不简单。

曹杰所在的铜陵市文一三佳科技公司是国内最早从事塑钢门窗异型材挤出模具、集成电路封装模具及设备研发与生产的高科技公司。为了打破国外技术垄断,让公司产品具备更高的市场竞争力,曹杰带领他的研发团队,不断攻克难题,向着该行业技术前沿进军。

国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006年~2020年)共有12个专项,其中第02专项叫“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”,俗称“大集成”。这项科研攻关的目的是要实现“若干关键技术和元部件国产化”,并且实现“开发集成电路关键制造装备,掌握具有自主知识产权的成套先进工艺及相关新材料新技术,打破我国高端集成电路制造装备与工艺完全依赖进口的状况,带动相关产业的技术提升和结构调整”。

文一三佳公司承接了该专项中的自动塑封压机/模具的开发及产业化项目。作为企业的技术带头人,曹杰在该项目中担任模具开发负责人,通过研究自动封装设备与高精度模具成型技术,开发适合极大规模集成电路产品的自动化封装设备。

该设备自动化运行,通过机械手、搬运装置,自动完成引线框架上料、塑封树脂装填等工序任务需求。“更关键的是,该设备利用人机对话界面进行工艺参数设置、生产跟踪、故障显示与维护,通过声、光、电信号实现安全保护,高效稳定地实现集成电路产品自动化封装。”对此,曹杰颇为自豪。

业内人士称,“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”重大专项对推动我国集成电路产业经济尽快走上创新驱动的发展轨道,提高整体产业技术水平,提升我国电子制造业和装备制造业的创新能力和竞争力具有重要意义。

永不停步的“创新达人”

在集成电路封装行业已经小有名气的曹杰,此前心中一直有个“痛点”。

文一三佳公司虽然在行业内有些名气,可是在10多年前,对于技术含量稍高的产品,客户还是会选择国外的公司或其他合资公司来做。

“取得客户的信任,还是要靠技术领先别人。”曹杰暗下决心。

本世纪初,有客户向公司提出了半自动化封装模具设备的需求。当时,公司生产的模具设备基本处于单人单机模式,“一个工步要4个步骤,分4副模具来做,生产效率不高。”曹杰说。

考察到国内只有宁夏某企业拥有一套从国外进口的半自动化设备,曹杰立即提出前往调研。这次,曹杰不仅学到了新技术,同时也认识到了同国外先进技术的差距。

通过不断地科研攻关,力争研发领先的曹杰终于将4套模具的功能集中到1副模具上,生产效率一下提高很多。

往事历历在目。“研发的过程是反复验证的过程。从成形、验证到量产,有时候甚至将做好的设备推倒重来。一个新品的开发总是伴随着痛苦的过程。”曹杰说。

在曹杰创新工作室里,陈列着曹杰近年来的很多创新成果和获得的若干重大荣誉,铜陵市拔尖人才、安徽省战略性新兴产业技术领军人才、安徽省劳动模范、全国劳动模范……

然而,曹杰并没有就此停步。随着集成电路芯片封装技术不断升级和发展,封装模具的设计难度和风险也越来越高,集成电路产品从产品外观设计到内部芯片布局以及引线框架载体的设计都变得更加复杂。

目前,曹杰正在着手引进封装模流仿真软件应用于模具的设计开发。“这样可以针对产品可能存在的隐患,提前做各种调整,不仅节省开模的费用,还会大大缩短研发时间,为新产品走向市场赢得先机。”曹杰说。

现在,公司完全可以和客户商家一起联合开发新产品。“现在,客户越来越认可我们,放心我们的设计。”曹杰说。

扎根一线自主学习

和很多励志故事一样,曹杰的技术起点并不高。

技校毕业后,曹杰被分配进公司。一开始,他只是一名模具钳工。后来,工厂从优秀技术工人中选拔一批专业技术人员,曹杰成功通过选拔考试走上“专业技术人员”的通道。经历这次“身份”上的重大调整,曹杰愈发感受到学习的重要性。

2002年,曹杰刚刚结婚。那时,公司和日本一家企业合作,职工要派去日本研修。曹杰积极争取,终于获得了这次难能可贵的机会,他把全部精力都用在学习上。这两个月的时间让曹杰把集成电路模具的理论知识“系统地学习一遍”。

“以前,我只有一些实践经验,缺乏理论基础。”曹杰举例说,之前设计模具时,大家都凭经验设计,要么往这边偏一点,要么往那边偏一点,每次都需要经过“痛苦而漫长”的调试过程。

“站在理论的基础上做这个事情,有了计算方法,模具设计的品质就完全不一样了。”曹杰意识到,打好理论基础很重要。

此后,曹杰和他的团队主持编制了《塑封模技术条件》国家标准。该标准技术指标当时被全国模具标准化委员会评定为达到国内先进水平。2017年,受中国电子学会电子制造与封装技术分会委托,曹杰主持完成《电子封装工艺设备》技术丛书“电子封装模具”篇章的编制。

曹杰认为,作为一名产业工人,扎根一线自主学习非常重要。“想要在工作中取得成就,就要钻进去。学习的动力来源于既然干了就要干好的责任心。”曹杰认真地说。(记者 陈华)

(责编:张文卓(实习生)、闫妍)

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