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在高度精密的半導體制造過程中,微量的水分(H?O)都足以成為性能與可靠性的致命威脅。水分可能導致光刻膠失效、金屬線路腐蝕、封裝界面分層(Delamination)和“爆米花"效應(Popcorn Effect)等致命缺陷。因此,對水分含量的精準監(jiān)控貫穿了從原材料驗收、化學品純化到封裝成品的每一個環(huán)節(jié)。
日本Kett KB-30近紅外(NIR)水分計憑借其非接觸、無損、高速、高精度的測量特性,成為半導體行業(yè)應對這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵工具,其主要應用可集中體現(xiàn)在以下三大領(lǐng)域:
半導體制造依賴大量高純度的溶劑、酸、堿和光刻膠。這些化學品中的微量水分是評估其等級和適用性的核心指標之一。
傳統(tǒng)方法的弊端: 傳統(tǒng)的卡爾費休法雖然精確,但屬于離線、接觸式、破壞性的測量。需要取樣,存在污染風險,且耗時較長,無法滿足實時監(jiān)控的需求。
KB-30的解決方案:
在線實時監(jiān)控: 可直接安裝在化學品輸送管道或儲罐上,對流過或存儲的液體化學品進行實時、連續(xù)的水分監(jiān)測,無需取樣,徹的底避免污染。
無損測量: 近紅外光穿透玻璃或塑料視窗進行測量,完的全不與化學品接觸,保證了化學品的純凈度和安全性。
快速反饋: 一旦檢測到水分含量超出預設閾值,可立即觸發(fā)警報,連接自動閥門進行分流或提醒工作人員處理,防止不合格化學品進入生產(chǎn)線。
半導體封裝材料,如環(huán)氧塑封料(EMC)、基板(Substrate)、引線框架(Lead Frame)上的涂層以及聚酰亞胺(PI)漿料等,其含水率直接影響封裝工藝的成功率和最終產(chǎn)品的可靠性。
質(zhì)量控制痛點: 來料材料的含水率必須被嚴格控制在極低的水平(通常為幾百ppm甚至更低)。如果潮濕的材料直接進入高溫回流焊等工藝,內(nèi)部水分急劇汽化會導致內(nèi)部開裂和分層。
KB-30的解決方案:
快速篩查: 對來料的顆粒狀(如EMC顆粒)、片狀(如基板)或粉狀材料進行數(shù)秒內(nèi)的無損快速檢測。無需復雜樣品制備,大幅提升QC效率。
100%檢測可能: 高速測量使得對重要批次進行全數(shù)檢測成為可能,確保無一遺漏。
數(shù)據(jù)可追溯: 測量結(jié)果可輕松記錄并輸出,為每批來料建立質(zhì)量檔案,實現(xiàn)完的美的質(zhì)量追溯。
在許多關(guān)鍵工藝步驟前后,對水分進行監(jiān)控是預防缺陷的必要手段。
關(guān)鍵工藝節(jié)點:
預烘烤(Pre-baking)過程: 在芯片貼裝(Die Attach)或塑封之前,必須確保材料或半成品充分干燥。KB-30可用于判斷烘烤是否達到終點,避免烘烤不足(水分殘留)或過度烘烤(能源浪費和材料老化)。
潔凈廠房環(huán)境監(jiān)控: 雖然主要用于材料,但也可用于監(jiān)測特定環(huán)境中暴露的材料的吸濕情況。
晶圓載具(Wafer Cassette)、舟皿(Boat)的清潔度確認: 清洗后確認這些工器具是否完的全干燥,防止其成為污染源。
KB-30的解決方案:
無縫集成生產(chǎn)線: 可安裝在傳送帶上方或機械手操作工位,對流水線上的產(chǎn)品進行100%在線檢測,實現(xiàn)真正的智能制造和質(zhì)量閉環(huán)控制。
工藝優(yōu)化: 通過連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù),可以優(yōu)化烘烤工藝的溫度和時間參數(shù),提高能效并提升產(chǎn)能。
非接觸與無損: 絕對保證被測樣品和生產(chǎn)環(huán)境的純凈,這是卡爾費休法等接觸式方法無的法的比的擬的絕對優(yōu)勢。
高速高效: 1-3秒內(nèi)得出結(jié)果,滿足在線實時控制和高速生產(chǎn)節(jié)拍的需求。
操作簡便: 無需專業(yè)的化學分析師操作,普通質(zhì)檢員即可完成測量,降低人力成本和操作誤差。
卓的越的可靠性: 日本Kett品牌在水分測量領(lǐng)域擁有悠久歷史,設備穩(wěn)定耐用,適合7x24小時的嚴苛工業(yè)環(huán)境。
總結(jié):
Kett KB-30近紅外水分計通過其在化學品純度檢測、封裝材料來料QC與過程水分監(jiān)控三大核心應用中的卓的越表現(xiàn),為半導體行業(yè)構(gòu)建了一道全的方的位、實時、高效的水分防護網(wǎng)。它不僅是質(zhì)量控制的工具,更是提升良率、保障可靠性、實現(xiàn)智能制造升級的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。