在半导体封装和LED芯片制造过程中,高温塑料拾取工具,通常也称为吸嘴,是半导体和LED封装设备(如固晶机)中的关键耗材。利用真空负压,精准地拾取、搬运和放置微小的、精密的电子元件。传统钨钢吸嘴虽然耐用,但硬度较高,容易在芯片表面产生压痕,导致元件损坏或性能下降。
一、聚酰亚胺(PI)材料注塑在高温半导体封装吸嘴中的优势与应用
在半导体封装过程中,拾取工具需在回流焊、固晶等高温环节连续工作,聚酰亚胺(PI)凭借其高玻璃化转变温度(可达300°C以上)和宽广的长期使用温度范围,能够有效避免热变形导致的拾取偏差,确保在高温环境下仍保持优异的尺寸稳定性。
同时,PI具有介于金属与普通塑料之间的力学性能,既能提供足够的支撑力,又通过适度柔韧性有效保护芯片,实际测试表明其对超薄芯片的压痕率比金属吸嘴显著降低,有助于提升封装良率。此外,PI材料还可通过添加导电填料实现表面电阻率的灵活调控,避免因静电吸附微粒而污染芯片。
二、在PI注塑成型过程中,采取多项技术以应对高温、高粘度和易产生内应力等挑战
由于注塑PI时温度需超过340°C,模具通常采用钛合金和高温热流道系统;通过优化流道锥度和抛光处理,可显著提升填充率。针对PI熔体粘度高、难以充填微细结构的问题,需借助高长径比螺杆注塑机增强塑化,并采用阶梯式注射工艺——先低速填充避免喷射,后高压保压消除缩孔。此外,因PI与模具钢热膨胀系数差异较大,冷却时易产生内应力和变形,需在模具中设置多段温控进行阶梯冷却,并在注塑后增加退火处理以释放绝大部分内应力,确保制品尺寸稳定。
三、注塑成型PI吸嘴实现卓越性能与高效生产优势
通过精密抛光的高硬度模具,可直接获得极低粗糙度的原生光滑表面,显著减少颗粒吸附和芯片接触摩擦;一体化注塑成型避免了后续切割、打磨等二次加工,从根本上杜绝了加工碎屑和毛刺的产生。同时,注塑工艺能够灵活实现特殊尖端几何形状,适应芯片、LED晶圆等不同应用需求。与机加工金属吸嘴相比,注塑PI吸嘴生产周期缩短50%,适合大批量高效制造。
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