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高階甲酸真空回焊爐之關鍵績效

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本文敘述高階甲酸真空回焊爐O33-12FCL的特色,甲酸爐具備獨特的供酸系統與優異爐溫控曲線,能夠有效解決客戶最在乎的回焊痛點。

因應大尺寸封裝市場需求。廣化科技O33-12FCL 高階甲酸真空回焊爐,延續既有甲酸真空回焊技術成果,針對高階車用 Power Module、SiC/IGBT、AI 伺服器電源模組及 Fan-Out PLP 大尺寸封裝需求開發,將工作尺寸提升至 300×400 mm,可支援 Inline 連接前後段製程;並整合高濃度甲酸供應、真空熔錫、接觸式加熱搭配熱風輔助、低氧控制、智慧監測與節能隔熱設計,在工作面積大幅提升下仍維持低氣泡、高均溫與高穩定表現。甲酸容量由 2.5L 提升至 25L,降低補酸與停機維護頻率;連續運作最高可降低約 7.14% 能耗,兼具量產效率、客戶價值與 ESG 減碳效益。

O33-12FCL 高階甲酸真空回焊爐(資料來源:廣化科技)
O33-12FCL 高階甲酸真空回焊爐(資料來源:廣化科技)

廣化的甲酸回焊爐,在上述的關鍵績效方面可達到 99%的良率,遠高於德商競爭者 93%之良率。基於此價值之成效,全球最大的OSAT 廠,把廣化的甲酸真空回焊爐列為日後量產的標準設備之一。

產品核心創新

本產品的核心創新在於「大尺寸平台下仍維持高水準製程結果」。一般設備在工作面積放大後,真空控制、溫度均勻性、熱流分布、基板翹曲與傳送穩定皆會變得更困難;面對 EV、SiC/IGBT、AI 伺服器電源模組與 Fan-Out PLP 對散熱、壽命、潔淨度與量產一致性的要求,公司研發策略並非單純放大設備尺寸,而是延續既有甲酸真空回焊成功經驗至 300×400 mm 工作區;透過真空、甲酸、熱傳、低氧、傳送與智慧控制的整合,打造外商不易快速複製的製程解決方案。

透過高濃度甲酸還原氧化層、真空環境排除焊點氣體、接觸式加熱搭配熱風輔助,以及多點加熱與支撐結構設計,使產品可同時支援 Perform 與 Solder Paste 製程,並兼顧 Power Module 與 Fan-Out PLP 等不同封裝型態。

廣化甲酸爐具備獨特的供酸系統與優異爐溫控曲線,能夠有效解決客戶最在乎的回焊痛點,包括氣泡率、晶片及腔體污染、濺錫、翹曲與分層(Delamination)等現象。此研發成果使廣化由單機設備供應商進一步升級為「設備、製程、材料」(Equipment、Process、Material) 整合的封裝解決方案提供者。

創新設計優化甲酸反應效率比較圖;(右)3S製程,(左)傳統製程。(圖片來源:廣化科技)
創新設計優化甲酸反應效率比較圖;(右)3S製程,(左)傳統製程。(圖片來源:廣化科技)

產品技術規格

相較既有平台之關鍵升級包括:工作尺寸提升至 300×400 mm,工作面積提升 100%;整體高度提升 25%, 保留更大的迴焊空間與製程彈性;甲酸儲備容量由 2.5L 提升至 25L,可將補酸頻率由一週一次降低至一個月一次,減少設備停機與維護負擔;加熱棒由 4 根增加至 6 根,搭配複合式熱傳設計,在大尺寸工作區仍可維持約

<5°C的均溫能力;單機氮氣用量為競爭者三分之一,有助降低客戶長期運轉成本。相較競品採單一接觸式加熱方式,廣化採接觸式加熱與熱風輔助,能提升熱分佈(Thermal Profile)調整彈性與大型模組均溫控制能力。

客戶痛點導向之研發成果

本產品聚焦客戶在高階封裝量產中最關心的五項問題:空隙(Void)、扭曲(Warpage)、橋接(Bridge)、潤濕(Wetting)與傳送穩定。高濃度甲酸與低氧環境可改善氧化與焊料潤濕;真空熔錫可降低氣泡與空洞;大尺寸熱場與支撐結構可降低翹曲與橋接風險;改良傳送桿與卡合機構可降低大型載具在傳送時滑動、彎曲與偏移。

O33-12FCL 不只是尺寸放大,而是在放大後仍維持低氣泡、高均溫、低氧與穩定傳送, 讓客戶可把既有高可靠製程延伸至更大尺寸、更高產能的封裝平台。

研發投入、驗證與風險管理

針對O33-12FCL,大尺寸化後之均溫、壓力、真空、含氧量、功耗與傳送穩定皆可作為驗證佐證;其中連續運作節能最高約 7.14%,亦可作為研發成果兼具 ESG 價值的證據。

智慧財產、AI 與永續研發

廣化科技將專利與技術文件管理納入研發流程,針對甲酸供應、真空熔錫、焊接爐結構、製程方法與材料應用持續佈局。O33-12FCL有製程資料收集與AI 智慧分析架構,可將Recipe、溫度、壓力、含氧量、功耗與異常資料導入模型,用於製程條件建議、異常預警與調機輔助;同時也可將客戶問題分析與改善經驗沉澱為知識資產。產品研發同時納入免清洗、低氮氣消耗、節能隔熱與減少維護停機等永續思維,使得技術領先、客戶價值與 ESG 效益形成一致方向。

設計特點

具備適切功能

O33-12FCL 甲酸真空回焊爐的設計除有大尺寸工作區能穩定服務於高階車用 Power Module 與 Fan- Out PLP 量產外,使用真空除氣、甲酸還原、接觸式加熱、熱風輔助、低氧控制、節能隔熱與安全監控整合於同一平台,讓客戶可在同一設備中完成低空洞、高均溫與低污染焊接,並銜接前後段 Inline 製程,縮短驗證與量產導入時間,進一步支援 EV 與AI 伺服器相關高可靠壽命需求。

符合人因工程

操作介面採直覺式參數設定、Recipe 管理與狀態監控,搭配補酸提醒、異常預警、壓力/溫度/含氧量/ 甲酸供應狀態回饋,可降低人員訓練門檻與誤操作風險。封閉式供酸、洩漏偵測、排氣處理、緊急停機與防呆邏輯可降低甲酸、高溫與真空製程風險;隔熱設計則降低熱散失與操作環境溫度,減少人員長時間接近高溫設備之不適。

工程技術與產品高性能

大尺寸載具在傳送過程中容易產生滑動、彎曲或偏移,因此O33-12FCL 特別強化支撐桿、傳送桿與卡合機構,使大型載具在扭轉與移載時更穩定。加熱棒由 4 根增加至 6 根,搭配接觸式加熱與熱風輔助,提升熱場調整彈性。整機採模組化配置,將供酸、真空、加熱、排氣與控制單元清楚分區,便於維護、檢修與客戶理 解。

智慧化與 AI 導入設計

O33-12FCL AI 資料應用架構,可收集溫度曲線、真空壓力、含氧量、供酸狀態、功耗、異常與保養紀錄,作為未來製程參數分析、Recipe 之建議、異常預警與調機輔助之基礎。此設計方向符合智慧製造與工業4.0 趨勢,也使設備從「自動化機台」進一步發展為「可資料化學習的製程平台」。

品質

魅力品質與創新品質

O33-12FCL 的品質價值來自「尺寸放大後仍維持高可靠封裝結果」。對車用IGBT/SiC、AI 電源模組與 Fan- Out PLP 客戶而言,焊點空洞、氧化、翹曲、連錫與潤濕不足會直接影響散熱效率、電性穩定與產品壽命。本產品透過高濃度甲酸、真空熔錫、複合式熱傳與低氧控制,對應 EV 10 年、AI Server 5 年等高可靠壽命要求; 在實際量產表現上,可達Ultra low void rate、高強度焊接、No Delamination、No bridge and Solder splash 與 99% 良率,優於競品 93% 的表現,讓大尺寸封裝仍能達到量產一致性。

設計與製程之品質控制

公司從設計到製程皆建立階段性確認機制。O33-12FCL 針對大尺寸平台新增均溫、真空、壓力、含氧量、傳送穩定與功耗驗證,並將支撐桿、傳送桿、加熱棒與供酸系統列為品質管制重點。生產端執行來料檢驗、機構組裝檢查、電控測試、氣體系統驗證、安規檢查與出貨前測試,以確保設備穩定性與製程可追溯。

國際標準與驗證

廣化科技已建立 ISO 9001 品質管理制度與 ISO 14001 環境管理系統,以國際客戶要求作為內部品質提升基準。O33-12FCL 相關成果可依 CE、SEMI S2/S8 等國際安全與半導體設備規範進行驗證,代表設備在安全、機械、電磁相容與量產導入上具備國際市場基礎。

顧客導向與全面品質管理

面對客戶未明說的問題,團隊以 8D report 與 5 Why 持續追查根本原因,快速檢視氧氣滲漏、真空不足、材料變異、封裝結構差異與爐溫曲線等因素,並與客戶密切合作反覆驗證與改善,使良率由 95% 逐步提升至 97% 甚至 99%。

品質經營與 ESG

產品導入低氮氣消耗、節能隔熱、免清洗與低殘留製程,可降低能源、氣體、清洗藥液、水資源與廢液處理成本。連續運作最高可達 7.14% 的節能表現,搭配較低操作環境溫度與封閉式供酸安全設計,使品質管理由產品良率延伸至人員安全、減少環境負荷與客戶長期營運成本。

結語

廣化科技以自有品牌「廣化-3S」推動 O33-12FCL,品牌定位為高階功率半導體封裝設備與製程Total Solution 供應者。O33-12FCL的目標市場鎖定高階車用IGBT/SiC Power Module、EV 供應鏈、AI 伺服器電源模組、低軌衛星與 Fan-Out PLP 大尺寸封裝市場。相較一般電子回焊設備,這些市場更重視低空洞、熱循環可靠度、製程潔淨度、設備穩定與量產一致性;在高手雲集的高階封裝設備市場,只有第一名才能勝出,尤其在EV 與AI Server 的高可靠度Power module 封裝中,甲酸爐更是攸關客戶競爭力的關鍵設備。

O33-12FCL 以 300×400 mm 大尺寸平台、Inline 連接能力、低能耗與低氮氣消耗形成明確市場區隔,不以低價競爭,而是以製程能力、客製化驗證與整體擁有成本來創造價值。O33-12FCL可進一步拓展大尺寸 Power Module 與 Fan-Out PLP 等先進封裝市場,並持續擴大市場的成長動能。

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