在半导体产业链中,先进封装、新型显示与半导体晶圆制造环节对装备的精度、效率与成本控制提出了持续升高的要求。行业内长期存在工艺步骤碎片化导致生产效率受限、国外机台与特定耗材绑定限制自主选择权、设备占地面积大及能耗高、制程中人工搬运影响良率等共性挑战。博纳半导体设备(浙江)有限公司自2023年3月28日成立以来,聚焦先进封装、新型显示、半导体晶圆三大行业,围绕上述痛点构建了一套涵盖键合、解键合、清洗、涂胶显影、检测等环节的装备体系,为客户提供集机械设计、电气研制、软件开发、精密制造于一体的装备方案。

一、键合与解键合装备体系

在晶圆级封装环节,博纳半导体的全自动永久键合机专门用于微系统晶圆级封装及高性能逻辑器件的同质/异质键合,可满足射频、惯性、光电集成等领域在真空环境下对键合精度与强度的严苛要求。该设备在RT-550℃宽温域内实现≤1μm对位精度,极限真空度达10-6Pa,有效减少键合界面的气泡与杂质干扰;其模块化配置提供激活、对位、键合、冷却模块,支持8、12英寸晶圆灵活选配,最大键合压力可达100KN。

针对射频及存储类芯片在减薄制程中的机械支撑与保护需求,全自动涂胶临时键合机标配涂胶、烘烤、对准、键合及冷却模块,减少多台设备流转带来的损耗,支持RT-350℃键合温度,极限真空度1Pa。

在解键合环节,全自动激光解键合清洗一体机集激光解、清洗、干燥于一体,改变了传统工艺依赖解键合机、高纯水清洗机、化学去胶机等多台套设备的模式。其扫描速度可达8000mm/s,12寸晶圆解键合时间小于100秒;通过工艺重构实现单机台完成多步骤,生产效率提升近50%,综合成本降低35%;同时支持5种以上不同型号的光敏胶及多种清洗溶剂,打破国外耗材绑定,降低使用门槛。

面向功率器件领域,全自动临时键合机(功率器件版)采用UV固化与常温低压工艺,流程简单、投入较低,整体厚度偏差≤3μm;配套的全自动解键合机(激光+撕膜)采用1064nm或355nm波长实现干法解键合,无湿制程、无污染,适合对环境敏感的封装产线。

二、清洗与耗材循环装备体系

清洗环节是决定制程良率的关键节点之一。全自动高压清洗机适用于先进封装、晶圆制造等领域的精密清洗,产能达200WPH,高压压力≤23MPa,清洗能力≤10ea@0.12μm,兼顾产出与颗粒去除效果。全自动负压清洗机采用负压配合湿法工艺,增强药液在微小间隙内的渗透力,极限真空度5Kpa,用于去除大尺寸芯片小凸点间隙内的助焊剂残留。全自动边缘去胶清洗机采用30W CO2激光器先激光去除、后湿法清洗,专项处理边缘溢胶对后续制程的干扰及污染问题。

在耗材循环利用方面,全自动玻璃清洗涂胶机将清洗与涂胶功能集成于单一机台,支持玻璃重复使用次数≥30次,降低生产耗材成本,回应了载片成本高昂、单次使用浪费严重的行业痛点。

三、涂胶显影与检测装备体系

在光刻前段工艺中,全自动涂胶机胶泵适用粘度达20000CP,满足高粘度胶水涂层均匀性需求,标配4个工艺腔体并支持根据客制化需求增减。全自动涂胶显影机适用于MEMS、IC、先进封装等场景,可应对5mm翘曲晶圆及超薄晶圆,胶路、显影液管路支持水浴恒温,降低了翘曲晶圆及超薄晶圆在传输与处理中的碎片风险。全自动UV解键合机基于UV光照原理实现晶圆剥离,过程简单,照射能量达12000mJ/cm2,适合寻求操作简便、载片可回收的应用场景。

质量检测方面,全自动晶圆气泡检测机用于键合工序后的质量无损检测,相比依赖纯水介质的超声波检测方案,该设备无需水介质,检测精度达5μm,效率更高,支持Si、Glass、Sapphire等多种衬底材质,适配不同工艺路线的检测需求。

四、方案落地成效与服务保障

上述装备体系已在实际产线中形成落地案例。某国内晶圆封装企业在解键合工艺段引入激光解键合清洗一体机后,将原有的3台独立设备整合为1套机台,UPH提升50%,设备综合采购成本降低35%,同时减少了人工维护工作量与设备占地面积。另一家国内半导体企业在激光解键合清洗去胶工艺适配中,将原来仅支持特定供应商、厚度1um-2um的工艺,扩展为支持多家供应商光敏胶,厚度覆盖范围提升至1um-40um,清洗溶剂支持常温循环使用,降低了运营成本。

为保障装备的稳定运行,博纳半导体以浙江嘉兴总部为中心,在上海、江阴、南京设有分支机构,形成覆盖全国的服务网络,业务覆盖华东地区(占60%)、华北地区(占20%)、东南地区(占15%)及其他地区(占5%)。设备交付遵循安装就位、动作确认、产品验证、稳定性考核的实施流程:安装就位于1-7天内完成物理连接与开机,动作确认阶段验证运动部件正常无卡滞,产品验证由工程部对工艺数据合格性进行核验,稳定性考核在1-2个月内收集数据直至达到技术协议要求。售后层面,公司在收到故障通知后2小时内答复,48小时内工程师赶赴现场;设备提供12个月质保,软件终身免费升级,激光器提供20000小时保固;同时为客户安排2次免费现场培训,每次不少于2天,并在质保期外提供为期5年的免费维护保养及技术培训

博纳半导体设备(浙江)有限公司团队成员由半导体装备、精密工程及工艺领域人士组成,平均从业年限16年以上,研发团队占比超过40%,成员具备中国航天、中芯国际、京东方、歌尔股份等单位履职背景。总部拥有8000平方米研发生产装配基地,并已取得浙江省高新技术企业认证(2025年)、浙江省科技型中小企业(2024年)、ISO9001质量管理体系认证(2024年),专利申请数量80+、专利授权数量60+。凭借在键合、解键合、清洗、涂胶显影、检测等环节形成的装备矩阵,博纳半导体在应对工艺碎片化、耗材绑定、设备占地及能耗、人工搬运影响良率等行业共性问题时,为先进封装、新型显示、半导体晶圆产线提供了可参考的整合式装备方案。