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烘烤后表面不平整的原因及解決辦法
在各類(lèi)生產(chǎn)制造過(guò)程中，烘烤工序后產(chǎn)品表面不平整是一個(gè)較為常見(jiàn)的問(wèn)題，這一問(wèn)題會(huì)影響產(chǎn)品的外觀、性能以及后續(xù)的加工與應(yīng)用。以廣東華芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司涉及的相關(guān)領(lǐng)域?yàn)槔?，我們?lái)分析其原因并探討解決辦法。
可能導(dǎo)致烘烤后表面不平整的原因
1.烘烤設(shè)備溫度不均：烤箱內(nèi)部溫度分布不均勻是常見(jiàn)原因。傳統(tǒng)烤箱若加熱元件布局不合理，或缺乏有效的溫度循環(huán)系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)局部溫度過(guò)高或過(guò)低的情況。比如在半導(dǎo)體封裝中銀漿的烘烤，如果烤箱內(nèi)不同區(qū)域溫度偏差大，銀漿固化速度不一致，就會(huì)使表面高低不平。廣東華芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司的垂直爐等設(shè)備通過(guò)精心設(shè)計(jì)的進(jìn)氣與出氣口布局，搭配專(zhuān)門(mén)的氣流循環(huán)裝置，能使反應(yīng)氣體（在涉及到需要?dú)怏w參與反應(yīng)或保護(hù)的烘烤工藝中）或熱空氣在爐內(nèi)均勻分布，確保沉積在基片上的薄膜厚度均勻、成分一致 。若沒(méi)有類(lèi)似這種良好的溫度循環(huán)控制設(shè)計(jì)，產(chǎn)品各部分受熱差異大，烘烤后極易表面不平整。
2.烘烤材料特性及預(yù)處理不當(dāng)：被烘烤材料本身的特性以及預(yù)處理情況也很關(guān)鍵。例如在食品烘焙中，如果面糊攪拌不均勻，內(nèi)部存在大量未分散的顆粒或氣泡，在烘烤過(guò)程中，這些不均勻處會(huì)導(dǎo)致膨脹不一致，從而使糕點(diǎn)表面不平整。在半導(dǎo)體制造中，如果銀漿在印刷到基板上時(shí)厚度不均勻，或者銀漿本身質(zhì)量不穩(wěn)定，存在團(tuán)聚等現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)烘烤固化后，表面也難以平整。
3.烘烤工藝參數(shù)不合理：烘烤時(shí)間和溫度設(shè)置不當(dāng)是重要因素。烘烤時(shí)間過(guò)短，材料內(nèi)部反應(yīng)不充分，可能導(dǎo)致表面收縮不一致；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能使部分區(qū)域過(guò)度反應(yīng)，造成表面塌陷或凸起。溫度方面，若升溫速率過(guò)快，材料表面迅速干燥固化，而內(nèi)部還在繼續(xù)反應(yīng)膨脹，就會(huì)沖破表面，使表面變得不平整。例如在陶瓷坯體燒結(jié)過(guò)程中，升溫速率、保溫時(shí)間和降溫速率都對(duì)坯體終的平整度有很大影響。
4.外部環(huán)境及操作因素：在烘烤過(guò)程中，如果頻繁打開(kāi)烤箱門(mén)，會(huì)使烤箱內(nèi)溫度急劇波動(dòng)，影響材料的正常反應(yīng)進(jìn)程，導(dǎo)致表面不平整。此外，放置被烘烤物品時(shí)，如果放置不平穩(wěn)，在重力作用下也可能造成烘烤后表面傾斜或變形。
解決烘烤后表面不平整問(wèn)題的方法
1.升級(jí)烘烤設(shè)備：選擇具備良好溫度均勻性控制的設(shè)備。如廣東華芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司的銀漿無(wú)氧烤箱，搭載 PID 算法與高精度溫度傳感器，實(shí)現(xiàn) ±1℃的控溫精度，確保銀漿在預(yù)熱、保溫、冷卻階段均能按預(yù)設(shè)曲線精確固化 。這種高精度的溫度控制能有效減少因溫度差異導(dǎo)致的表面不平整。其多層復(fù)合過(guò)濾技術(shù)去除氣體中的顆粒雜質(zhì)與水分，配合高效離心風(fēng)機(jī)形成均勻?qū)恿鳠犸L(fēng)場(chǎng)，確?？鞠鋬?nèi)溫度均勻性偏差小于 ±1℃(@230℃保溫區(qū)) ，從設(shè)備硬件和氣流循環(huán)設(shè)計(jì)上保障了產(chǎn)品受熱均勻。
2.優(yōu)化材料處理與工藝參數(shù)：對(duì)于被烘烤材料，要確保其預(yù)處理充分且均勻。比如在食品烘焙中，攪拌面糊時(shí)要充分?jǐn)嚢柚辆鶆驘o(wú)顆粒和氣泡。在工業(yè)生產(chǎn)中，像半導(dǎo)體封裝前的銀漿印刷，要保證印刷厚度均勻，選擇質(zhì)量穩(wěn)定、分散性好的銀漿。同時(shí)，根據(jù)材料特性，通過(guò)試驗(yàn)確定比較好的烘烤工藝參數(shù)。以某電子企業(yè)為例，在使用華芯銀漿無(wú)氧烤箱時(shí)，針對(duì)特定銀漿和基板材料，經(jīng)過(guò)多次工藝優(yōu)化，確定了合適的升溫速率、保溫時(shí)間和降溫速率，使銀漿固化后的附著力提升 20%，線路抗彎折性能明顯增強(qiáng)，同時(shí)表面平整度也得到極大改善。
3.規(guī)范操作流程：在烘烤過(guò)程中，盡量避免頻繁打開(kāi)烤箱門(mén)，保持烤箱內(nèi)溫度穩(wěn)定。放置被烘烤物品時(shí)，要確保其放置平穩(wěn)。對(duì)于一些對(duì)平整度要求極高的產(chǎn)品，可以采用特定的治具輔助烘烤。例如，有一種烘烤壓平治具，包括長(zhǎng)方體底板，底板四邊角位置分別固定連接有限位柱，四限位柱間形成半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品疊放空間，空間內(nèi)對(duì)應(yīng)放置有與半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品截面配合的壓重臺(tái)和多個(gè)不同重量的加重片，可在烤箱外完成產(chǎn)品疊放和壓重，再通過(guò)治具一起放入烤箱，確保產(chǎn)品在烘烤過(guò)程中保持平整 。
通過(guò)對(duì)烘烤設(shè)備的合理選擇與升級(jí)、材料處理及工藝參數(shù)的優(yōu)化以及規(guī)范操作流程等多方面措施，可以有效解決烘烤后表面不平整的問(wèn)題，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
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