真空烤箱到底该不该给芯片带充氮功能?

真空烤箱到底该不该给芯片带充氮功能?其实这个问题在半导体行业里挺关键的。就拿芯片的前道制程来说,晶圆表面如果吸附了水汽,哪怕是低温下用真空烘烤把潮气彻底除干净了,光刻的时候也容易脱胶,显影效果不好。真空环境里温度控制均匀,能杜绝氧化,还能防止胶层起皱或者边缘翘边。 等到做芯片封装的时候更是如此,比如给焊盘或者裸芯片除氧烘烤,得把表面的氧化层和助焊剂里的水汽都去除掉,这样才能提升焊锡的浸润性。IC塑封料固化后还得再烘一下,把环氧树脂里的内应力消除掉,防止后期开裂或者出现爆米花效应。金线、铜线键合后也得进行老化烘处理,加固键合点。 再说到贴片SMT和COB制程,芯片基板、陶瓷基板、DPC陶瓷板这些多孔基材吸水特别强,真空烘干能杜绝回流焊时爆板或者分层的情况。固晶胶、银胶、导热胶在脱泡固化时都需要真空加加热来排出气泡。 另外对于可靠性和来料品管来说,MOS、MCU、存储芯片这些MSL湿敏元件都要经过长期除湿存储烘烤,开盖分析故障的时候也得把内部的水汽给烘干。 对比普通烘箱来说,真空环境低氧低压的特点特别适合芯片高精度高洁净的要求。所以普通除湿或者低端封装用纯真空就够了,但高端芯片、裸芯片、金线铜线银胶固化这些场合就必须得有充氮功能。特别是做第三代半导体、碳化硅SiC、氮化镓GaN、晶圆级封装WLP这些先进封装时,充氮更是标配。 为啥高温烘烤必须充氮呢?因为高温下芯片裸晶或者铝pad、铜引脚很容易氧化发黄发黑。这时候氮气置换能把腔体里的氧含量压到一千ppm甚至更低。 充氮不仅能防止水汽反渗加强除气效果,还能防止开门取料时空气回潮。银胶、导热胶这些在氮气氛围中固化质量更高。对于满足AEC-Q车规或者军工标准的厂家来说,无充氮设备根本过不了审。 所以在选型时最好选带氧探头监控的机型,内胆要用不锈钢镜面抛光这种容易清洁的材质。控温精度也要在±1℃以内。 总之极简总结就是:单纯烘水汽低端除湿用纯真空烤箱就行;如果沾了裸芯片、金银铜材质或者是做高端封装车规芯片就必须带真空加充氮功能。