半导体封装过程中,气泡(业内也叫空洞)是影响产品良率和可靠性的常见缺陷。很多工程师都会问:高压脱泡机真的能去除半导体封装中的气泡吗?答案是肯定的。高压脱泡机通过压力、真空与温度的组合作用,能够有效消除封装胶层和贴合界面中的微小气泡,是半导体封装产线中广泛使用的工艺设备。
半导体封装中的气泡从哪里来
想要判断高压脱泡机有没有用,先要弄清楚气泡是怎么产生的。在半导体封装工序中,气泡主要来自以下几个方面:
底部填充胶(Underfill)依靠毛细作用填充芯片与基板之间的细缝时,容易把空气裹进去,形成密闭气泡;
固晶银胶、灌封胶在点胶、搅拌和输送过程中混入气体,固化后残留在粘接层里;
贴膜、贴合工艺中,膜材与基板之间卷入空气,形成表面或界面气泡;
部分胶材在高温固化过程中自身会析出气体,在厚胶层内部留下空洞。
这些气泡一旦残留,会阻断散热通路、成为应力集中点,在冷热循环下引发分层开裂,还会影响电气性能。因此,除泡环节在封装产线中必不可少。
高压脱泡机去除气泡的工作原理
高压脱泡机工作原理可以概括为"真空膨胀、高压压缩、温控流平"三个环节,三个环节配合起来,才能把微小气泡彻底处理掉:
真空预处理:先把腔体抽至低真空,材料内部微小气泡因内外压差而膨胀、汇聚,原本难以察觉的细密气泡被"放大"出来,为后续处理创造条件;
高压压缩:向密封腔体注入压力介质,依据玻意耳定律(恒温下气体压强与体积成反比),气泡体积被大幅压缩,最终破裂并被胶层吸收,或溶解于材料之中;
温控泄压:适当升温可以降低胶材黏度,让气泡更容易逸出;保压完成后缓慢泄压,避免压力骤变导致溶解的气体重新析出、形成二次气泡。
简单来说,高压脱泡机并不是简单地把气泡"压没",而是通过真空把气泡找出来、用高压把气泡压破、再用温控让气泡排干净,三个步骤缺一不可。
高压脱泡机在半导体封装中的典型应用
倒装芯片底部填充(Underfill)除泡,消除芯片与基板细缝中的空洞;
IGBT 功率模块灌封、固晶银胶粘接层除泡,保证散热和绝缘可靠性;
晶圆保护膜贴合、芯片贴膜除泡,避免贴膜过程中卷入空气;
PCB 模组整体灌封除泡,消除深腔体内部的隐蔽空洞。
在这些工序中,高压脱泡机通常安排在点胶、贴合或灌封之后、固化之前,作为一道独立的除泡工序,配合后续固化工艺使用。
如何选择合适的高压脱泡机
高压脱泡机的除泡效果,很大程度上取决于设备性能和工艺参数是否匹配。选型时可以重点看几个方面:
压力范围是否覆盖工艺需求:不同封装工序需要的压力不同,设备的使用压力范围要能覆盖实际工艺;
腔体材质与安全等级:长期承受高压的罐体应选用不锈钢材质,并达到相应的压力容器安全标准;
压力控制与显示精度:数显式压力显示、可切换压力单位,便于现场工艺人员设定和监控;
厂家经验:优先选择在半导体设备领域有长期积累的脱泡机厂家,工艺支持和售后更有保障。
以宝德(深圳市宝德自动化精密设备有限公司)的高压脱泡机为例,其罐体尺寸为¢1000mm×1200mm,采用 SUS304 不锈钢材质,安全等级达到 2 级压力容器标准;使用压力 0.1~0.7Mpa,测试压力 1Mpa;压力显示为数显式,单位可在 Mpa、kgf/cm2、bar、psi 之间切换,方便不同工艺习惯的产线使用。
结语
高压脱泡机确实能够去除半导体封装中的气泡,但前提是设备性能可靠、工艺参数匹配得当。宝德成立于 2007 年,连续四届被评为国家高新技术企业,拥有近百项专利技术,在半导体生产设备领域积累了超过 17 年的经验,其高压脱泡机广泛应用于半导体封装、显示贴合等工艺。如果您正在为封装产线的气泡问题寻找解决方案,可以进一步了解宝德的高压脱泡机产品,结合自身工艺需求进行选型。
