產(chǎn)品詳情
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
半導(dǎo)體封裝（如芯片級(jí)封裝 CSP、球柵陣列 BGA、系統(tǒng)級(jí)封裝 SiP）過(guò)程中，鍵合、塑封、固化等工序會(huì)產(chǎn)生局部集中熱量，若冷卻不及時(shí)，芯片結(jié)溫超過(guò) 85℃會(huì)導(dǎo)致鍵合強(qiáng)度下降（拉力≤15g）、塑封料固化不均（收縮率偏差≥0.5%），甚至引發(fā)芯片內(nèi)部電路熱損傷（良率降低≥10%）。特別是在倒裝焊工藝中，焊料球（如錫鉛合金）的焊接溫度高達(dá) 220 - 260℃，需快速冷卻至室溫以避免焊點(diǎn)氧化（氧化層厚度≥0.1μm）。
半導(dǎo)體封裝冷卻用工業(yè)冷水機(jī)作為散熱設(shè)備，采用超純水閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn) 5 - 35℃寬域溫度調(diào)節(jié)，溫度穩(wěn)定性達(dá) ±0.1℃，散熱功率覆蓋 1 - 50kW，適配 8 英寸、12 英寸晶圓的封裝生產(chǎn)線。通過(guò)微流道精準(zhǔn)散熱，使鍵合區(qū)域溫度波動(dòng)≤±0.5℃，塑封料固化收縮率控制在≤0.2%，焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度提升至≥20g。
二、產(chǎn)品描述
（一）超純水精密溫控系統(tǒng)
- 核心配置：采用渦旋壓縮機(jī)（振動(dòng)加速度≤0.1m/s2）與鈦合金微通道換熱器（換熱效率≥98%），配合超純水循環(huán)系統(tǒng)（電阻率≥18.2MΩ?cm），實(shí)現(xiàn) 5 - 35℃精確控溫，靜態(tài)溫度波動(dòng)≤±0.05℃。針對(duì)鍵合機(jī)（如 ASM、K&S）的高速鍵合（速度≥20 鍵 / 秒）需求，設(shè)計(jì)脈沖式冷卻補(bǔ)償算法，在鍵合瞬間提升流量 10%，確保金線（直徑 25 - 50μm）鍵合區(qū)域溫度穩(wěn)定在 25±0.5℃。
- 微流道散熱設(shè)計(jì)：針對(duì) BGA 封裝的大面積散熱需求（封裝尺寸≥30×30mm），定制化微流道冷卻板（流道直徑 0.3 - 0.5mm，間距 1 - 2mm），使熱流密度達(dá) 50W/cm2 時(shí)仍能保持溫度均勻性（溫差≤0.5℃）。通過(guò)流量動(dòng)態(tài)分配技術(shù)（調(diào)節(jié)精度 ±1%），可同時(shí)冷卻封裝模具的多個(gè)區(qū)域（如塑封腔、壓合面），解決局部過(guò)熱問(wèn)題。
（二）超純水凈化與防污染系統(tǒng)
- 水質(zhì)控制：集成多級(jí)超純水處理模塊（預(yù)處理 + RO 反滲透 + EDI 電去離子），確保冷卻水電導(dǎo)率≤0.1μS/cm，顆粒度≤0.1μm（每毫升≥0.1μm 顆粒數(shù)≤10 個(gè)），完全符合 SEMI F63《半導(dǎo)體制造用超純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。配備在線 TOC 監(jiān)測(cè)儀（精度 ±5ppb）與離子濃度分析儀，當(dāng)水質(zhì)超標(biāo)時(shí)自動(dòng)切換至備用回路（切換時(shí)間≤1 秒），避免污染芯片。
- 材料適配：與超純水接觸的管路、閥門采用 316L 不銹鋼（電解拋光 Ra≤0.2μm），密封件選用全氟醚橡膠（耐溫 - 20℃至 200℃），可耐受封裝過(guò)程中揮發(fā)的助焊劑（如松香類）腐蝕，無(wú)金屬離子析出（析出量≤0.1ppb）。設(shè)備內(nèi)部采用無(wú)死角設(shè)計(jì)，管道彎頭曲率半徑≥3D，避免微生物滋生（菌落總數(shù)≤1CFU/100mL）。
（三）低干擾工藝聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)
- 低振動(dòng)設(shè)計(jì)：壓縮機(jī)與機(jī)體之間采用空氣彈簧減振（減振效率≥95%），循環(huán)泵選用磁懸浮無(wú)接觸式（振動(dòng)速度≤0.01mm/s），整機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)振幅≤2μm，遠(yuǎn)低于鍵合機(jī)的抗振要求（≤10μm），避免振動(dòng)導(dǎo)致的鍵合位置偏差（偏差≤1μm）。
- 智能聯(lián)動(dòng)控制：通過(guò) SECS/GEM 協(xié)議與封裝設(shè)備（如塑封機(jī)、鍵合機(jī)）通訊，實(shí)時(shí)接收工藝參數(shù)（如固化溫度 175℃、鍵合功率 50W），自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻參數(shù)。例如，在塑封料固化階段，先以 30℃冷水快速降溫至 80℃，再切換至 25℃恒溫保持，使固化時(shí)間縮短 20%（從 60 秒降至 48 秒）。7 寸觸摸屏可存儲(chǔ) 100 組工藝配方，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控（通過(guò) EtherCAT 總線）與數(shù)據(jù)追溯（存儲(chǔ)時(shí)間≥1 年），滿足 ISO 14644-1 Class 5 潔凈室要求。
三、應(yīng)用場(chǎng)景
- 金絲鍵合冷卻：針對(duì) 12 英寸晶圓的金絲鍵合（直徑 25μm），控制鍵合區(qū)域溫度 25±0.1℃，使鍵合拉力穩(wěn)定在 18 - 22g，鍵合位置偏差≤1μm，滿足 5G 芯片的高可靠性要求（溫度循環(huán)測(cè)試 - 55℃至 125℃，1000 次無(wú)脫落）。
- BGA 塑封冷卻：為 BGA 封裝（尺寸 50×50mm）的塑封工序提供冷卻，通過(guò) 20℃超純水快速帶走熱量，使塑封料（如環(huán)氧樹(shù)脂）固化收縮率≤0.2%，焊點(diǎn)共面度偏差≤50μm，適配后續(xù)回流焊工藝（焊接良率≥99.8%）。
- 倒裝焊冷卻：在 120μm 間距的倒裝焊工藝中，將焊接后的芯片從 250℃快速冷卻至 50℃（降溫速率 50℃/s），避免焊料球（SnAgCu 合金）氧化，焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度≥25g，滿足車規(guī)級(jí)芯片 AEC-Q100 的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
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SiP 系統(tǒng)級(jí)封裝冷卻：針對(duì)多芯片堆疊的 SiP 封裝（厚度≥5mm），通過(guò)分區(qū)微流道冷卻，使頂層與底層芯片的溫差≤1℃，結(jié)溫控制在≤70℃，確保高速信號(hào)傳輸（10Gbps）時(shí)的信號(hào)完整性（眼圖張開(kāi)度≥80%）。
