鑫臺銘真空熱壓成型機(jī)在靜電卡盤、靜電吸盤半導(dǎo)體封裝中的應(yīng)用：---鑫臺銘提供。鑫臺銘---新智造走向世界！致力于3C電子、新能源、新材料產(chǎn)品成型及生產(chǎn)工藝解決方案。

真空熱壓機(jī)是一種集加熱、保壓、補(bǔ)壓、抽真空、破真空于一體的熱壓機(jī)。整機(jī)采用伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)，具有節(jié)能及低噪音的優(yōu)點。設(shè)備精度高，采用伺服系統(tǒng)操控，壓力穩(wěn)定，效率高，成品率高，柔性加壓，快速真空，慢速多段加壓，多段加熱。在PLC程序設(shè)置上，具有多段壓力、多段行程的特點，特別適用于需要隨時調(diào)整工藝的場景。其中多段壓力多段行程，即：可根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，進(jìn)行多段壓力和行程的自由設(shè)定，并且行程和壓力的段數(shù)和順序可以隨時調(diào)整。采用熱壓技術(shù)，通過高溫、高壓將碳纖維和樹脂基體復(fù)合，使其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和輕量化特點。加溫方式采用導(dǎo)熱油加熱，溫度可達(dá)200度，誤差在3度以內(nèi)，是一種通過PID智能調(diào)節(jié)進(jìn)行溫控的熱壓成型設(shè)備。該設(shè)備廣泛適用于對新型復(fù)合材料的熱壓工藝，具有溫度、壓力、位移實時顯示功能。

1.壓力5T-500T；

2.伺服電機(jī)控制行程；

3.真空度≤50Pa；

4.上下臺板加熱溫度最高80℃；

5.上下臺板加工平面度≤0.03mm，上下板平行度≤0.05mm;

6.設(shè)定溫度、壓力、真空度、保壓時間等參數(shù)后自動運(yùn)行，PLC控制；

7.帶半自動進(jìn)出料和定位裝置。

真空熱壓成型機(jī)是一種利用真空技術(shù)進(jìn)行成型的設(shè)備，其主要由加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和壓力系統(tǒng)等組成。它利用高溫對材料進(jìn)行加熱，同時在真空環(huán)境下進(jìn)行壓制，可以精確地控制溫度、壓力和時間等參數(shù)，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的成型品。

真空熱壓成型機(jī)具有以下特點：

高效：采用高溫高壓技術(shù)，可快速地將材料壓制成為精確的形狀和尺寸，提高生產(chǎn)效率。

精準(zhǔn)：通過精確控制溫度、壓力和時間等參數(shù)，實現(xiàn)高精度的成型效果。

環(huán)保：采用真空技術(shù)，減少了對環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。

真空熱壓成型機(jī)在靜電卡盤（ESC）和靜電吸盤的半導(dǎo)體封裝中具有關(guān)鍵作用，主要體現(xiàn)在其對材料成型、結(jié)構(gòu)鍵合及性能優(yōu)化的全流程支持。以下是基于技術(shù)原理和實際應(yīng)用的綜合分析：

一、核心制造流程

陶瓷基板的精密成型

材料選擇：靜電卡盤常用氮化鋁（AlN）、氧化鋁（Al?O?）等陶瓷材料，需滿足高導(dǎo)熱性、絕緣性及耐腐蝕性要求。

成型工藝：真空熱壓成型機(jī)在高溫（1500-1800°C）和高壓（10-50MPa）下燒結(jié)陶瓷粉末，通過真空環(huán)境避免氧化，抑制晶粒過度生長，提升致密度和表面平整度（≤0.03mm）。例如，AlN基板通過該工藝可實現(xiàn)導(dǎo)熱率>180 W/mK，介電強(qiáng)度>15 kV/mm。

多層結(jié)構(gòu)的鍵合

電極嵌入：靜電卡盤的鉬或鎢電極層需與陶瓷基板無縫鍵合。真空熱壓機(jī)在500-1000°C下施加壓力，通過擴(kuò)散鍵合實現(xiàn)金屬與陶瓷的牢固結(jié)合，避免分層或氣泡。

異質(zhì)材料集成：未來方向包括陶瓷與硅的鍵合，用于先進(jìn)封裝場景。

表面處理與涂層

介電涂層沉積：在卡盤表面涂覆高介電常數(shù)材料（如氧化釔），增強(qiáng)耐等離子體腐蝕性能。真空熱壓可提升涂層與基體的附著力。

二、技術(shù)優(yōu)勢

1、壓力500T，壓力設(shè)定可以以20-500T的變更設(shè)定；壓力在20-50T時，壓力精度±30%;壓力50-500T，壓力波動±1%；平臺面壓力分布均勻。

2、加熱方式：電加熱。上下板加熱，發(fā)熱臺面有效面積：640*530。

3、最高溫度200℃，常用工作溫度80℃，溫度分布均勻性±2℃以內(nèi)。

4、上下加熱板平面度：±0.02；上下加熱板平行度：±0.03。

5、真空壓力：1分鐘內(nèi)達(dá)到真空度20 torr = 2666 Pa，并保持。

6、分段壓力/時間/行程：8段

7、工藝要求：

PLC控制，可編程，對包括行程、壓力、溫度、真空度、分段時間的參數(shù)設(shè)置，可自動執(zhí)行，也可手動執(zhí)行。

其中行程范圍：0-100mm連續(xù)可調(diào)

壓力調(diào)節(jié)分辨率0.5 Ton

溫度調(diào)節(jié)分辨率0.1℃

時間調(diào)節(jié)分辨率1 sec，每段0到30分鐘連續(xù)可調(diào)

高精度控制：

溫度誤差±0.1℃、壓力波動±1%（50-500T范圍），確保微觀結(jié)構(gòu)均勻性。

上下板平行度≤0.05mm，保障晶圓吸附面的納米級平整度。

無污染環(huán)境：

真空環(huán)境（真空度≤50Pa）避免材料氧化或雜質(zhì)引入，提升產(chǎn)品可靠性。

應(yīng)力控制：

柔性加壓和多段保壓工藝減少熱應(yīng)力翹曲，確保卡盤平整度<1μm。

三、工藝參數(shù)與設(shè)備特性

多段壓力/行程設(shè)定：

支持8段壓力、時間、行程的自由編程，適應(yīng)復(fù)雜工藝需求（如慢速加壓、分段加熱）。

最大壓力500T，壓力分布均勻性優(yōu)，適用于大面積晶圓卡盤成型。

加熱與溫控：

最高溫度200℃，常用工作溫度80℃，溫度分布±2℃以內(nèi)。

導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)搭配PID調(diào)節(jié)，確保恒溫穩(wěn)定性。

四、實際應(yīng)用場景

半導(dǎo)體設(shè)備核心部件：

用于刻蝕機(jī)、光刻機(jī)、CVD設(shè)備的靜電卡盤制造，滿足高真空、等離子體環(huán)境下的穩(wěn)定吸附需求。

適配8寸以上大晶圓加工，避免邊緣排除效應(yīng)，確保薄片工件無損傷吸附。

高性能封裝：

陶瓷基板應(yīng)用于功率電子模塊（如IGBT、LED封裝），依賴真空熱壓成型實現(xiàn)高導(dǎo)熱、低膨脹系數(shù)的特性。

五、未來發(fā)展趨勢

低溫鍵合技術(shù)：降低熱壓溫度以兼容敏感材料。

智能化工藝：通過激光測距等實時監(jiān)測手段動態(tài)調(diào)整參數(shù)，提升良率。

新材料集成：探索陶瓷與復(fù)合材料（如碳纖維增強(qiáng)樹脂）的混合成型，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

真空熱壓成型機(jī)通過精準(zhǔn)的溫度、壓力和真空控制，解決了靜電卡盤/吸盤在材料致密化、多層鍵合及表面處理中的關(guān)鍵問題，直接影響半導(dǎo)體設(shè)備的工藝精度和晶圓良率。其技術(shù)迭代將持續(xù)推動半導(dǎo)體封裝向更高性能、更復(fù)雜架構(gòu)發(fā)展。