石墨半导体ic封装治具的优缺点

石墨半导体IC封装治具（烧结/共晶焊/热处理）优缺点

适用：功率IC、芯片共晶焊、晶圆、引线结构、玻封分立器材等真空/气氛炉封装工序，基材多为高纯等静压石墨，可选CVD‑SiC涂层

长处

1. 热膨胀系数极低，高温尺度稳定:高温下变形很小，加热冷却进程治具不会翘曲，能牢牢固定芯片、基板，避免工件偏移、基板翘曲，确保焊接对位精度，减少虚焊、偏芯不良。

2. 导热均匀，控温一致性好:石墨导热功能优异，热量在治具板面快速均匀铺开，整片治具上所有IC芯片温差小，焊料熔融程度一致，有效降低焊接空泛率，批次良率稳定。

3. 高温化学慵懒好:在真空、氮气、氩气保护气氛下，不与焊料、可伐合金、玻璃、金属镀层发生反响，不会腐蚀污染芯片、钝化层；表面自带自润滑特性，工件不容易粘模，脱模便利。

4. CNC精细加工功能优异:石墨易切削，可用金刚石刀具加工细密多腔阵列、台阶定位槽、泄压槽、微型定位孔，适合快速打样，可按不同IC、芯片尺度定制型腔。

5. 自重轻，炉内装载量大:比较不锈钢、钨钼等金属治具，重量轻，装炉、转运省力，同等炉腔空间能够放置更多工件，提升单炉产能。

6. 抗热震功能良好:能够承受炉内快速升降温，比较陶瓷治具，不容易因为温度突变发生全体开裂。

缺点

1. 空气中高温极易氧化:温度＞450℃就会氧化烧蚀，只能在真空或慵懒保护气氛运用；一旦气氛异常，治具快速氧化、掉粉、尺度衰减，污染IC芯片。

2. 原料脆性大，易崩边崩孔:石墨属于脆性材料，搬运、装炉磕碰容易造成型腔边角崩损；精细多腔治具一旦崩孔，大多无法修正，直接报废，运用和运输防护要求高。

3. 无涂层版别存在碳粉污染危险:石墨基体有微孔结构，重复高温循环后表面颗粒剥落，发生碳微粉。碳粉落在IC芯片有源区、焊接界面，会引发漏电、短路、夹碳空泛，造成器材失效。CVD‑SiC涂层能够大幅降低掉粉危险，但无法做到永久根绝。

4. 高端治具成本偏高:半导体IC封装要用超高纯细晶等静压石墨；如果加上CVD‑SiC涂层，原料+涂层+精细CNC加工成本会明显上升。涂层一旦呈现针孔、起皮，很难返修，一般只能报废。

5. 长期高温循环，精度会缓慢衰减:重复热循环，型腔内壁会缓慢磨损、微量氧化，尺度、平面度逐步漂移，需求定时下线检测尺度，抵达公役极限就要替换治具，有固定运用寿数。

6. 清洗受限:微小型腔、泄压槽容易积存助焊剂挥发残渣、金属沉积物；不能运用强酸强碱清洗，会腐蚀基体/损坏SiC涂层，清洗工艺要求严厉。

7. 具有导电性:石墨导电，部分需求绝缘的热处理工艺场景不能直接运用，需求额外添加绝缘阻隔结构。

石墨IC封装治具优势：低热膨胀、导热均匀、高温慵懒、易精细加工、重量轻；短板：空气高温易氧化、脆性易崩、无涂层易掉碳粉污染芯片，高端SiC涂层款造价高，必须在慵懒气氛炉内运用，存在寿数上限。