面向半導體 / LED 封裝的正負壓固晶爐完全除泡驗證方案設計與實施
發布時間：
2025-08-25
心海正負壓固晶爐完全除泡驗證方案
心海正負壓固晶爐完全除泡驗證 DOE 簡化方案
一、核心目標
驗證心海正負壓固晶爐通過 “真空 - 氮氣 - 溫控 - 加壓” 協同流程，能否在不同初始條件下（含潛在氣泡成因）實現完全除泡（氣泡率 = 0）。
二、簡化變量設計（聚焦關鍵影響因素）
選取原方案中與 “初始氣泡成因” 強相關的核心變量，驗證設備在不同初始狀態下的除泡能力：
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變量類型 |
變量名稱 |
取樣設置 |
目的（模擬不同初始氣泡風險） |
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前處理工藝 |
助焊劑殘留 |
① 未清洗（高殘留）；② 清洗（低殘留） |
驗證設備對助焊劑揮發氣泡的去除能力 |
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前處理工藝 |
基板水分殘留 |
① 未預烘（高水分）；② 150℃/60min（低水分） |
驗證設備對水分揮發氣泡的去除能力 |
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底填膠特性 |
膠流動性 |
① 高粘度（易包裹氣泡）；② 低粘度（易排泡） |
驗證設備對毛細包裹氣泡的去除能力 |
三、適配心海工藝流程的實驗步驟（核心驗證邏輯）
嚴格遵循用戶提供的工藝流程，明確各步驟與除泡的關聯：
- 基礎脫泡階段：抽真空至 100Pa，保壓 10 分鐘
- 作用：排氧 + 初步脫除自由氣泡（針對表面及淺層氣泡）。
- 流動性激活階段：充氮氣，熱風循環加熱至 100℃（達 Tg 點），固化 1.5 小時
- 作用：利用膠材流動性，使包裹的微小氣泡上浮 / 聚集（為后續排泡做準備）。
- 深度排泡階段：二次抽真空（排氧 + 水汽）→ 充氮升溫至 100℃，恒溫 30 分鐘
- 作用：通過真空 + 溫控，排出 90% 氣泡（含助焊劑、水分揮發產生的氣泡）。
- 完全除泡階段：加壓 5kg/cm² → 升溫至 150℃固化
- 作用：高壓壓縮殘留微小氣泡，最終通過固化鎖定無泡狀態。
四、檢測方法（量化 “完全除泡”）
采用 “無損 + 有損” 組合驗證，確保無漏檢：
- SAT 超聲波掃描（C-SAM）/X光機：全樣本檢測，確認無內部空洞（包括芯片 - 基板界面、膠層內部）。
- 切片顯微觀察（200~500 倍）：對 SAT 檢測合格樣本，隨機抽取 3 片切片，統計氣泡數量（要求：氣泡數 = 0）。
五、實驗結論驗證邏輯
若所有變量組合（3 類變量 ×2 取樣 = 8 組實驗，每組樣品6片）經上述流程處理后，滿足：
- SAT 圖像無任何氣泡信號；
- 切片觀察氣泡數量 = 0；
則可證明：心海正負壓固晶爐通過 “真空 - 氮氣 - 溫控 - 加壓” 協同流程，能有效覆蓋助焊劑殘留、水分殘留、毛細包裹等所有氣泡成因，實現完全除泡。
總結：心海正負壓固晶爐的工作模式整合了常規熱風烤箱（熱風循環加熱）、真空烤箱（抽真空除泡）和正壓烤箱（加壓除泡）的優點，通過 “先抽真空 - 充氮熱風循環烘烤 - 持續抽真空與固化 - 最終加壓” 的協同流程，高效實現完全除泡，展現出綜合優勢。
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