——模块化设计突破国外垄断 学生团队斩获3项专利赋能半导体封装
在浙江机电职业技术大学的创新创业实验室内,一群“00后”学生用两年时间书写了一段“从课堂到车间”的硬核故事。他们研发的“微米级金线键合夹钳”历经三代技术迭代,最终以“太空级可靠性”征服行业,成为国产半导体封装装备领域的一匹黑马。这一成果不仅展现了职教学子的创新实力,更诠释了新时代工匠精神的深刻内涵。
2023年初,团队深入半导体封装企业调研,发现传统键合设备因电磁驱动发热严重,导致月均损失超5万颗芯片。为解决这一问题,团队在导师指导下,结合压电陶瓷驱动、柔性铰链放大等前沿技术,历经10个月研发,于2025年初推出第三代产品“DX001”。该设备采用模块化设计,支持主流键合机快速适配,并通过闭环控制实现亚微米级定位,使用寿命达10亿次以上,被企业称为“太空级可靠工具”。
“金线键合的精度误差必须控制在微米级,实验室里每调整1毫米,生产线上的良率就可能波动1%。”团队成员小张回忆,为优化仿生铰链的非线性误差,团队连续3个月每天工作14小时,累计测试超2000组数据,最终将误差从5%压缩至2%。
最艰难的挑战来自闭环控制算法。一次深夜实验中,因PID参数设置偏差,夹爪瞬间过载损毁,价值数万元的压电陶瓷模块报废。团队在导师指导下,重新建模分析振动频谱,引入“动态响应频谱分析法”,实现10ms内参数自适应切换,准确率提升至99%。“那段时间,实验室的灯就没灭过。”指导老师感慨。
项目成功的背后,是浙江机电职业技术大学“产教融合、赛创结合”培养模式的强力支撑。学校为团队开放精密制造实验室,对接长三角10余家封装企业提供实战场景,并邀请行业专家参与技术论证。
“企业告诉我们,国产设备不仅要便宜,更要‘皮实耐用’。”团队负责人表示,第三代产品的模块化设计、无铅生物相容性材料等特性,均源自一线需求。目前,设备已通过第三方认证,并获2项发明专利、1项实用新型专利。。(通讯员:徐敬宜)
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