在PCB（印刷电路板）和半导体制造中，垂直固化炉（或立式固化炉）的洁净度是影响产品良率、可靠性和性能的关键因素。不同工艺对洁净度的要求差异显著，需从颗粒污染、化学污染、温湿度控制等方面严格把控。

一. PCB固化对洁净度的要求

颗粒物控制

标准：通常要求洁净度等级为 ISO Class 7（万级） 或更高（如IC载板需ISO Class 5/百级）。

原因：颗粒物（如灰尘、金属碎屑）附着在未固化的阻焊油墨或胶水上，会导致线路短路、虚焊或外观缺陷。

化学污染控制：避免挥发性有机物（VOCs）残留，尤其是溶剂型油墨固化时，需配备废气处理系统（如活性炭过滤、催化燃烧）。

温湿度均匀性：温度波动需控制在 ±2°C 以内，湿度≤30% RH，防止油墨固化不均或吸潮导致分层。

典型应用场景

阻焊油墨固化：紫外（UV）或热固化时，需避免紫外线灯管或加热元件释放的臭氧污染。

高频PCB材料（如PTFE）：要求无钠、钾离子污染，以防介质损耗升高。

二. 半导体烧结对洁净度的要求

超高洁净环境

标准：通常需 ISO Class 4（十级）或更高（如晶圆级封装需ISO Class 3）。

原因：亚微米级颗粒（>0.1μm）会导致焊球（Bump）桥接、介电层针孔等致命缺陷。

无氧/惰性气体环境：烧结炉内需通入 N₂或H₂/N₂混合气体，氧含量控制在 <10 ppm，防止金属氧化（如铜、银浆料）。

金属离子污染控制：禁止使用含铜、锌等材料的炉体内衬，避免离子迁移影响器件可靠性。

典型应用场景

芯片贴装（Die Attach）：银浆/环氧树脂烧结时，需避免有机物碳化残留。

高温共烧陶瓷（HTCC/LTCC）：要求炉内无硫、氯等腐蚀性气体，防止电极材料劣化。

三. 垂直固化炉的洁净度实现方案

硬件设计

HEPA/ULPA过滤系统：进风口安装高效过滤器（对0.3μm颗粒过滤效率≥99.99%），定期监测压差并更换。

耐高温洁净材料：炉体内壁采用不锈钢（SUS316L）或陶瓷涂层，避免颗粒脱落。传动部件（如导轨）使用无油自润滑材料（如PTFE）。

气体净化系统:惰性气体需经过纯化器（如钯催化剂除氧、分子筛除水）。

工艺控制

正压环境维持:炉腔内部气压略高于外界（+5~10 Pa），防止外部污染物侵入。

在线监测:集成颗粒计数器（如Lighthouse）、露点仪，数据实时上传MES系统。

维护管理

定期清洁:使用无尘布与高纯度溶剂（如IPA）擦拭炉腔，禁止使用含硅类清洁剂。

人员培训:操作人员需穿戴洁净服（Class 10000级环境），避免人为污染。

四. 行业标准参考

SEMI标准（半导体设备）:SEMI F1（颗粒物）、SEMI F21（AMC气态分子污染）。

IPC标准（PCB行业）:IPC-1601（印制板存储与洁净度要求）。

PCB固化：侧重颗粒物和温湿度控制，洁净度要求中等（万级至百级）。

半导体烧结：需超净环境（十级或更高）+ 惰性气体保护，对金属离子和亚微米颗粒零容忍。

设备选型：优先选择具备AMC（气态分子污染）控制能力的垂直固化炉，并匹配工艺验证（如SEMI S2认证）。

通过严格的洁净度管理，可显著提升产品良率（如半导体烧结良率从95%→99.5%），尤其在5G、AI芯片等高精度领域至关重要。