板级封装
满足面板级封装需求的精密回流焊接
晶圆凸点 • 球片贴装 • 扇出式面板封装 • 基板回流焊
BTU 焊炉专为满足面板级封装的严苛要求而设计，在该领域，互连质量和工艺重复性直接决定了良率。
面板级封装（PLP）正在重塑先进半导体制造的经济模式，但它对回流工艺提出了极高的要求。晶圆凸点形成和球体贴装回流是PLP的核心步骤，直接影响高密度器件的互连质量和可靠性。
面临的挑战相当严峻：必须在温度分布均匀的条件下对最大尺寸达700毫米×700毫米的面板进行处理，以确保整个基板上的凸点形状和尺寸保持一致。不同材料之间的热膨胀系数（CTE）不匹配会导致翘曲和热应力风险。此外，要实现焊料完全熔化，同时又不影响平整度或凸点均匀性，精确控制升温速率、峰值温度以及高于液相线的停留时间至关重要。
BTUPyramax 以及 Aurora回流焊炉均经过专门配置以满足这些要求——提供PLP工艺所需的热均匀性、气氛控制以及加热/冷却精度。
面板级封装的主要特点
-
Thermal Uniformity <4°C Across Panel Width
高对流速率和优化的冲击流设计，可在最大700毫米×700毫米的面板上实现稳定的温差（ΔT），从而确保凸点形成均匀且工艺Cpk值较高。
-
受控的加热和冷却速率
可编程升温速率和受控对流可最大限度地减少热梯度和dT/dt微尖峰，从而防止因热膨胀系数不匹配导致的翘曲、分层和微裂纹。
-
TrueFlat 消除TrueFlat
Vacuum 可在整个回流焊接周期内保持基板的平整度。该装置专为超薄面板基板设计，因为基板的翘曲会直接影响凸点良率。
-
惰性及还原性气氛支持
在氮气环境中实现单个位数的ppm级氧气浓度控制，并具备用于无助剂回流焊的形成气和甲酸处理能力——同时配备全面的泄漏监测和安全控制功能。
-
不同烤箱间的重复性
闭环对流控制与匹配校准技术，使同一套工艺配方能够在全球各地的多种BTU 上稳定运行——这对全球各晶圆厂的大规模PLP生产至关重要。
-
型材类型灵活性
支持Ramp-Soak-Spike（RSS/Step）和Lazy S两种温度曲线类型，可满足各种焊料合金的要求，并适应具有不同热容的元器件布局。
大尺寸面板的热均匀性
随着板材尺寸逐渐达到700毫米×700毫米及以上，确保传送带全宽范围内温度分布均匀变得愈发关键。加热不均匀会导致凸起形状和尺寸不一致——最严重的情况下，还可能在板材边缘出现局部冷接缝或过热现象。
BTU高对流速率和优化的冲击技术，可在整个面板宽度范围内实现极小的温差，确保每个焊球同时达到目标回流温度。我们对面板全宽温差小于 4°C 的均匀性要求，能够满足高良率 PLP 生产所需的 Cpk 值。
BTU烤箱间重复性——得益于闭环对流控制、一致的校准以及匹配的排气系统——使得同一份配方能够在全球多套系统中稳定运行。
翘曲控制与热膨胀系数不匹配的缓解
板级封装集成了多种材料——硅芯片、有机基板、底部填充材料——它们各自的热膨胀系数各不相同。温度的快速变化会导致材料产生差异性收缩，从而在界面处引发翘曲、分层和微裂纹。
BTU 可对加热和冷却速率进行精确、可编程的控制，从而最大限度地减少温度曲线各阶段的温差。我们的受控对流技术可减少温差（dT/dt）的微小波动，实现更平滑的过渡，从而保护整个板材的机械完整性。
对于翘曲是主要良率隐患的超薄基板Pyramax TrueFlat 在整个回流过程中TrueFlat 均匀的vacuum 以保持平整度——即使在需要完全回流焊料的温度下也是如此。
气氛控制：惰性与还原性环境
氧化是PLP回流焊过程中长期存在的难题。裸露的铜表面和焊料表面在室温下就会开始氧化，且氧化速率在受热后会显著加快。在细间距互连结构中，即使轻微的氧化也会降低可焊性、削弱润湿性，并影响焊点的可靠性。
BTU 支持多种气氛控制方案，适用于 PLP 应用：
- 整个加热腔内均采用惰性（N₂）气氛，并将氧气（O₂）浓度控制在个位数ppm水平——而不仅仅是回流区
- 用于需要无助焊剂回流的高温凸点工艺的成形气体（H₂），可控制氢气浓度高达96%，并具备泄漏和爆炸防护功能
- 在150–190°C温度范围内起作用的甲酸气氛，适用于无助剂工艺，并集成泄漏监测和O₂ ppm控制功能
