模塑设备:芯片的“防护服”制造者

来源:思贝乐日期:2026-07-0917:15:52阅读量:

在半导体制造的完整链条中,光刻机将电路图案“画”在晶圆上,刻蚀机将图案“雕”入材料之中——然而,当一枚芯片完成了所有前道工序之后,它还需要穿上最后一件“防护服”,才能抵抗温度变化、湿度侵蚀、机械振动和外部冲击。这件“防护服”的制造者,就是模塑设备

模塑设备,在半导体行业也被称为塑封设备Molding设备。它通过将流动性树脂注入半导体芯片周围并使其固化,为芯片提供一层坚固的保护外壳。从智能手机里的处理器到汽车电子中的功率芯片,从AI算力中心的加速器到可穿戴设备中的传感器——每一颗芯片在走向市场之前,都要在模塑设备上完成这道“穿衣”工序。可以说,模塑设备的每一次塑封,都在为芯片的品质与寿命保驾护航

模塑设备:芯片的“防护服”制造者

模塑设备的任务听起来并不复杂——将芯片包裹在塑料或树脂材料中——但做起来却极为精妙。芯片封装后,塑封材料保护晶片及焊线免受损伤、污染和氧化。在集成电路塑料封装中,环氧模塑料(EMC)是最常用的材料,占比超95%。

根据塑封工艺的不同,半导体模塑成型主要分为传递成型(Transfer Molding)压缩成型(Compression Molding) 两大技术路线。

传递成型是集成电路技术中最普遍的封装方法。其工作原理是:将承载芯片的引线框架放置在模具型腔中,然后将预热的塑封料放入转移罐中,通过柱塞施加压力,使熔融的树脂通过流道和浇口注入封闭的模具型腔。树脂在高温下固化后,打开模具取出封装完成的器件。传递成型具有压注时间短、成型快速、生产效率高的特点,尤其适用于电子元器件的塑封。然而,该技术也存在一定不足:树脂流动可能对芯片和焊线产生应力,在金线密集区域可能导致“冲线”问题

压缩成型则是近年来先进封装领域日益重要的塑封工艺。它将半导体芯片浸入事先液化的流动性树脂内进行固化。与传递成型不同,压缩成型将芯片直接压入液态树脂中,而不是将树脂注入型腔。随着封装厚度逐渐变薄,以及大尺寸衬底封装、大面积扇出式晶圆级封装等新工艺的发展,压缩成型在薄型封装、低翘曲封装等领域得到了有效应用。

模塑设备的工作流程是一场精密的多幕剧。模具被加热到约175℃——这是热固性树脂塑封料开始流动和反应的工作温度。塑封料以胶粒或预成型片的形式加热软化后,由注胶系统压入模腔。压力、温度、时间的协同控制是工艺成败的关键——流速太快会冲断金线或位移芯片,流速太慢则来不及填满模腔就开始固化,形成气孔或空洞。完成初步固化后,封装件脱模,再经过后烘焙(150℃至175℃,3至5小时)使材料完全硬化,释放内应力。

模塑设备的“考场规则”:为什么需要真空与精密控制?

一台模塑设备要稳定、高效地完成塑封任务,离不开一整套真空系统、温控系统和流体输送系统的精密配合。

首先,真空系统是消除气泡的关键。在注塑前,需要将模具型腔内的空气抽除——如果型腔中残留空气,熔融树脂在充填过程中会将空气卷入,形成气泡和空洞。这些缺陷会直接导致芯片可靠性下降甚至报废。对于薄型封装、大尺寸基板封装等高端应用,真空辅助已成为标准配置

其次,精密温控决定塑封品质。模具温度过低,塑封料无法流动;温度过高,树脂过早固化。型腔内的温度场均匀性直接影响树脂的流动行为和固化质量。

第三,模塑设备的模具冷却与加热系统需要液体泵持续、稳定地输送导热油或冷却水。在模塑成型过程中,液体泵的流量和温度控制精度直接影响模具的温控效果和成型周期。

传统配套设备在模塑设备应用中面临着多重挑战:油润滑真空泵在工作过程中不可避免地会产生油雾和油蒸汽,一旦反流进入模具型腔,就会污染芯片表面和树脂材料,导致塑封体缺陷、金线冲弯、芯片报废,直接拉低封装良率。传统温控泵体流量控制粗糙,导致模具温度波动,影响塑封一致性。传统设备长期运行在满负荷状态,能耗高企,成为封装工厂的“电费大户”。

思贝乐装备:为模塑设备注入“洁净动力”

针对模塑设备在真空塑封、温控循环、洁净保障等方面的严苛要求,广东思贝乐能源装备科技有限公司提供了精准的解决方案。

思贝乐自2018年成立以来,始终专注于智能化节能设备的研发制造,现已成为国家级科技型企业、创新型企业、专精特新企业和国家高新技术企业。创始人自1997年进入国际空气流体设备行业,吸收了日本和德国的先进技术。思贝乐产品可为不同行业的工业企业节约15%至70%的能耗。从2019年到2022年,思贝乐营业收入从1200万元增长至1.2亿元,4年间翻了10倍

无油永磁变频真空泵:为模塑塑封打造“极致洁净肺活量”

在半导体封装的模塑成型工艺中,思贝乐无油永磁变频真空泵磁悬浮真空泵展现出了卓越的性能。

该产品采用无油干式运行技术,工作过程中无需使用润滑油,从根本上避免了油蒸汽对工艺过程和环境的污染。思贝乐所生产的各类真空泵均采用无接触螺杆设计,螺距渐进分度,运行温度较低,保证了设备的稳定性和可靠性。

在模塑设备场景中,这意味着真空系统不会产生任何油雾、油蒸汽或油滴污染——从根本上杜绝了传统油润滑真空泵的油污反流风险,确保模具型腔和芯片表面始终处于超洁净环境,为无气泡、无缺陷的塑封创造理想条件。思贝乐ZHS系列无需复杂前级泵配合,可直接实现10⁻¹至10³Pa的中低真空,完美适配封装线的自动化布局,减少设备占用空间与能源消耗

某半导体企业引入思贝乐无油永磁变频真空泵后,真空度可达10⁻⁵Pa级。无油设计使芯片光刻良率从88%提升至96%。对于一条先进封装或芯片制造生产线而言,这8个百分点的良率提升意味着数以亿计的经济效益

精密液体泵:为模塑温控打造“精准脉动”

在模塑设备的模具温控系统冷却水循环等核心环节,思贝乐精密液体泵SJ系列永磁变频节能液体泵同样发挥着关键作用。

思贝乐液体泵采用高精度陶瓷柱塞与闭环控制技术流量控制精度可达±0.1%。在模具导热油的精确输送中,这一精度确保了模具温度场的稳定可控,使塑封质量和成型周期持续保持最佳状态。思贝乐液体泵采用特殊高硬度合金材质与先进密封结构,可承受强酸碱等复杂工况,适应pH值范围2至13使用寿命比传统液体泵延长2至3倍。配合智能变频系统实现按需供液,能耗降低50%

在泡沫模塑成型等更广泛的模塑应用场景中,思贝乐液体泵精准输送导热油,可将模具温度波动控制在±0.5℃以内。某企业应用后,产品次品率从12%降至4%能耗降低50%

磁悬浮鼓风机:精准控风,保障模塑环境稳定

在模塑设备的辅助环节——如洁净室环境控制、车间通风散热等——思贝乐磁悬浮鼓风机同样发挥着关键作用。

该产品采用磁悬浮轴承技术,转动部件与静止部件“零摩擦”运行,无需润滑油,从根本上消除了传统机械轴承带来的震动和油污风险。在风量控制精度上,磁悬浮鼓风机可达到±1%至±1.5% 的精准度。“零摩擦”运行使噪音降至55分贝以下。在EPE珍珠棉挤出模塑冷却线中,思贝乐磁悬浮鼓风机以±1.5% 的风量控制精度配合液体泵循环冷却液,将冷却时间从12分钟缩短至8分钟,生产效率提升33%

节能价值:降本增效的硬核实力

在节能表现上,思贝乐装备同样令人瞩目。通过智能变频调节抽气速率,思贝乐ZHS系列无油节能真空泵可实现平均省电50% 的突破。以一条12英寸晶圆生产线为例,若配备20台思贝乐真空泵,按单台日均耗电100度、工业电价1.2元/度计算,每年可节省电费43.8万元。同时,设备连续运行寿命超3万小时可实现1年投资回报周期。经中国标准化研究院认证,思贝乐节能方案综合节电率均值达42.8%

思贝乐产品已获得ISO9001 CE认证,广泛应用于纸浆模塑、印刷、电子、泡沫、半导体、光电等领域。

从模塑设备到芯片产业:思贝乐的系统化赋能

模塑设备是芯片的“防护服”制造者——它以精密的树脂塑封工艺,为每一颗芯片穿上抵御温度、湿度、冲击的坚固外壳,守护着芯片从晶圆走向终端产品的“最后一公里”。从手机处理器到AI加速芯片,从汽车功率器件到可穿戴传感器——每一颗可靠芯片的背后,都站着模塑设备那一次次精准的“塑封”。

而定格这位“防护服制造者”每一次精密成型的,是背后每一个真空抽吸、温控循环、环境控制环节的精密配合。思贝乐正是通过无油真空泵、精密液体泵、磁悬浮鼓风机三大产品线的系统化协同,为模塑工艺的每一个关键环节注入了洁净、高效、可靠的新动能。