晶片封裝熱壓頭(Bonding Head Tool)抗沾黏鑽石鍍膜技術

晶片封裝用陶瓷熱壓頭(Bonding Head Tool)是 半導體熱壓鍵合(TCB, Thermo-Compression Bonding) 製程中極為關鍵的元件。它需在高精度控制下,同步施加熱與壓力,促使晶片與基板間的焊料重熔並完成可靠接合。

然而在長時間生產中焊料殘留與表面沾黏 會導致壓接品質不穩、鏡面受損、甚至需頻繁清潔

本公司透過微粒子鏡面拋光 + SP³ 鑽石鍍膜 + 抗沾黏塗層 三項複合技術,有效改善焊料附著問題,確保高溫下仍維持穩定導熱與高潔淨表面。

◆ 技術原理

陶瓷熱壓頭內含加熱模組,能將熱能均勻傳導至壓接面,溫度可穩定控制於 200–450°C
同時,壓力由氣壓或伺服系統精準控制,確保每一個焊點在微米級位置下達成良好金屬鍵合。

為降低熱壓面在反覆高溫下被焊料汙染或磨耗,我們採用多層處理:

  1. 微粒子拋光處理:陶瓷材料(Al₂O₃、AlN、SiC 等)拋光至奈米級平整度(Ra < 0.04 μm)。

  2. SP³ 鑽石鍍膜:表面形成超硬碳層(Hv ~6500),可防止鎢鋼毛刷清潔時刮傷鏡面。

  3. 抗沾黏塗層:具高接觸角(約110°),在高溫下抑制焊料附著與氧化反應。

這三層結構讓壓頭同時具備 高導熱性、超耐磨性與抗沾黏性


◆ 半導體封裝製程

應用於 TCB(Thermo-Compression Bonding)、Flip-Chip、BGA / LGA 封裝、晶圓級封裝(WLP)及 Mini/Micro LED 貼合。

案例示例:

  • 某晶圓封裝設備導入本技術後,熱壓頭使用壽命延長 2.5 倍,焊料殘留量減少 80%

  • 模組封裝線體清潔頻率由每日 3 次降低至每週 1 次,顯著提升產能穩定度。

◆ 技術優勢與限制

 項目  技術優勢
 可能限制
 表面品質  Ra < 0.04 μm 鏡面光潔度,穩定導熱
 拋光製程需高時間成本
 鍍膜性能
 Hv ~6500 SP³ 鑽石結構,抗刮傷
 成本高於傳統陶瓷頭
 抗沾黏效果
 焊料附著降低 80%,提升壓接良率
 不適用於特殊高黏性焊料
 維護與壽命
 減少清潔次數、延長壽命
 製程需專業設備支援



Q1:什麼事SP³鑽石鍍膜? 與DLC鍍膜有何不同

SP³ 鑽石鍍膜具有高比例 sp³ 鍵結碳原子,硬度接近天然鑽石,耐磨性與抗沾黏效果優於一般 DLC


Q2:抗沾黏塗層的作用是什麼?

抗沾黏層能在高溫壓接時防止焊料附著於陶瓷頭表面,降低清潔頻率並維持鏡面品質。


Q3:這項處理是否會影響熱傳導?

不會。鑽石鍍膜本身具高導熱特性,塗層厚度極薄(數百奈米),不影響熱效率。


Q4:適用於哪些材質?

主要適用於 Al₂O₃、AlN、SiC 等陶瓷熱壓頭,也可依需求調整塗層結構。


Q5:成本與效益如何?

與傳統未鍍膜陶瓷熱壓頭相比,本技術在高溫操作下更能維持表面潔淨與穩定導熱,特別適合長時間連續封裝製程及高精度晶片貼合應用。


◆ 延伸比較

與傳統未鍍膜陶瓷熱壓頭相比,本技術在高溫操作下更能維持表面潔淨與穩定導熱,
特別適合長時間連續封裝製程及高精度晶片貼合應用。


此案例結合 微粒子鏡面拋光、SP³ 鑽石鍍膜與抗沾黏塗層 三大核心技術,
有效解決晶片封裝熱壓頭因焊料附著造成的品質不穩與維護頻繁問題
達到高可靠度與高產能的雙重目標。

◆  歡迎聯繫 力精微國際有限公司,了解更多陶瓷壓頭表面工程解決方案。