芯片在受热过程中出现分层现象，是半导体制造和封装领域常见的问题。这种现象不仅会影响芯片的电气性能，还可能导致芯片完全失效。分层的主要原因在于芯片封装材料的吸湿性、热膨胀系数不匹配以及工艺控制不当。例如，塑封料在吸湿后，受热时水分会迅速汽化膨胀，导致内部压力增大，从而引发分层。不同材料（如芯片、塑封料、框架等）的热膨胀系数差异也会在高温下产生剪切力，进而导致分层。

一、芯片受热分层的原因

芯片受热分层的原因主要有以下几点：
1、材料吸湿性：常用的塑料封装材料（如环氧树脂）具有较高的吸湿性。在生产和存储过程中，材料会吸收空气中的水分。当芯片在高温环境下（如可靠性实验、波峰焊等）受热时，水分汽化膨胀，体积迅速增大，从而在封装材料内部产生巨大的压力，导致分层。
2、热膨胀系数不匹配：芯片、封装材料和框架等不同材料的热膨胀系数存在差异。在高温环境中，各材料的膨胀程度不同，会在接触面产生剪切力。如果这种剪切力超过材料之间的粘合力，就会导致分层。
3、材料表面污染或氧化：材料表面存在杂质、油污或氧化层，会影响材料之间的粘合力。例如，引线框架在高温下容易氧化，氧化层与封装材料的结合力较弱，容易导致分层。
4、工艺问题：烘烤过程中温度设定不当、时间控制不合理或温度分布不均匀，都可能导致材料内部应力过大，从而引发分层。

二、解决方案

1、材料选择
● 低吸湿性材料：选择吸湿性较低的封装材料，如特定的环氧树脂，可以减少水分吸收，从而降低因水分膨胀导致的分层风险。
● 热膨胀系数匹配：选用热膨胀系数相近的材料组合，以减少因温度变化产生的应力。
● 表面处理：对芯片和封装材料的表面进行清洁和预处理，去除氧化层和污染物，以增强材料间的粘合力。
2、工艺优化
● 严格控制烘烤参数：精确控制烘烤的温度、时间和温度分布，避免温度过高或过低，以及温度分布不均。
● 预烘烤处理：在焊接或封装前对芯片进行预烘烤，以去除内部水分。
● 优化封装工艺：确保封装过程中材料的均匀涂抹和固化，避免因工艺缺陷导致的分层。

三、适用的烘箱

在选择烘箱时，需要考虑以下几点：
1、温度均匀性：烘箱的温度均匀性要高，以确保芯片在烘烤过程中受热均匀。
2、温度控制精度：能够精确控制温度，避免温度过高或过低。
3、热风循环系统：完善的热风循环系统可以确保热量均匀分布，减少局部过热或过冷的现象。
4、清洁度：烘箱内部应保持清洁，避免污染芯片。

芯片受热分层是一个复杂的多因素问题，涉及材料特性、工艺控制和环境条件等多个方面。通过优化材料选择、严格控制工艺参数、进行表面预处理以及使用合适的烘箱，可以有效减少芯片受热分层的风险。这些措施不仅有助于提高芯片的可靠性和性能，还能降低生产成本，提升生产效率。