半導體包裝的污染風險不只有Particle微粒,還包括肉眼看不見的AMC(空氣分子污染)與Outgassing(逸氣/揮發性析出)
塑膠材料、膠黏劑、油墨、潤滑劑及Cleanroom耗材,都可能釋放微量揮發性物質,進而影響晶圓、IC晶片、光學元件與高潔淨製程
因此,選擇半導體無塵袋與潔淨包材時,除了確認粒子潔淨度,也應進一步評估材料添加物、揮發性污染與Outgassing風險
格森塑膠將解析AMC與Outgassing的來源,以及高潔淨半導體包裝選材時應注意的重點
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什麼是Outgassing?
Outgassing可翻譯為:逸氣、脫氣或揮發性析出
指的是材料中的某些:
揮發性物質
半揮發性物質
低分子成分
逐漸從材料內部釋放到空氣或周圍環境
Outgassing就是有臭味嗎?
不一定。有些 Outgassing 物質人鼻可以聞到
例如:
溶劑味
油墨味
膠味
但有些污染物即使濃度很低、聞不到,也可能對高潔淨製程造成影響
所以:無味 ≠ 沒有 Outgassing
印刷油墨為什麼可能產生Outgassing?
軟包裝印刷油墨通常包含:
Resin,樹脂
Pigment,顏料
Solvent,溶劑
Additives,添加劑
印刷後會透過乾燥系統揮發大量溶劑,如果乾燥與後續製程控制不足,可能留下:Residual Solvent,殘留溶劑
什麼是Residual Solvent?
Residual Solvent 就是:殘留溶劑
指印刷或複合製程使用的有機溶劑,在乾燥後仍有少量殘留於包材結構中
它可能造成:
氣味
化學污染
後續逸氣
因此在高潔淨應用中特別值得注意
膠黏劑也會Outgassing嗎?
有可能,多層抗靜電鋁箔袋通常需要使用:Laminating Adhesive,複合膠黏劑
如果:
固化不完全
配比不正確
熟化不足
溶劑乾燥不充分
就可能增加低分子或殘留物釋放風險
油墨和膠黏劑哪個污染風險比較高?
要看:
油墨系統
膠種
溶劑
塗佈量
乾燥
熟化
最終結構
所以不能只說:「油墨最危險」或:「膠一定沒問題」應該看整體包材系統
為什麼裡印可以降低直接接觸污染?
如果使用 Reverse Printing:裡印/反印
油墨會被包在透明外層與其他複合層之間
這樣可以降低:
油墨直接摩擦
掉墨
直接接觸內容物
但這不代表 Outgassing 就一定完全消失,因為揮發性分子仍可能透過材料結構遷移
鋁箔不是完全阻隔嗎?為什麼還要注意Outgassing?
鋁箔對氣體具有非常好的阻隔能力,但如果污染源本身就在:袋子內側的結構或封閉空間內,那麼鋁箔反而可能讓揮發物:被困在袋內
因此高阻隔和低 Outgassing 是兩個不同概念
高阻隔袋可能讓氣味更集中嗎?
如果袋子阻隔性非常高,而內部材料有殘留溶劑或揮發性成分,這些物質不容易逸散到外界,打開袋子時就可能感覺:氣味特別集中
這也是為什麼氣味問題不能只看袋子是不是高阻隔
半導體為什麼怕有機分子污染?
部分半導體與精密表面對極低濃度污染就很敏感
有機污染可能沉積在:
晶圓
光學元件
金屬表面
感測器
精密治具
進而影響後續製程,因此先進製程越精密,對材料污染來源的控制通常越嚴格
AMC是什麼?
AMC 是:Airborne Molecular Contamination,空氣分子污染
和一般 Particle 不同:Particle 是顆粒;而 AMC 則是分子尺度的氣相污染物
所以無塵室即使粒子數控制很好,仍可能存在 AMC 問題
Outgassing和NVR一樣嗎?
不一樣
Outgassing
看材料釋放到氣相中的物質
NVR
Non-Volatile Residue,非揮發性殘留物,主要看材料表面可萃取的非揮發性殘留
兩者都屬化學潔淨度議題,但測量對象不同
LPC可以測Outgassing嗎?
不能直接取代,LPC 是 Liquid Particle Count,液體粒子計數,主要分析粒子;而 Outgassing 則是化學揮發物
所以:粒子很少,不代表化學污染也低
Outgassing可以怎麼檢測?
依需求可能使用 GC-MS、TD-GC/MS、FTIR、VOC 分析等方法
GC-MS:氣相層析質譜分析
TD-GC/MS:熱脫附氣相層析質譜分析,可用來分析揮發性與半揮發性有機成分
是不是只有航太或真空環境才要管Outgassing?
不是,真空環境對 Outgassing 特別敏感,但半導體、光學與 Cleanroom 也可能有相關需求
NIST 資料中,有機 Outgassing 污染來源便包括多種 cleanroom consumables 與塑膠材料
印刷抗靜電鋁箔袋如何降低Outgassing?
可以從幾個方向著手:
油墨系統選擇:依用途選擇較適合高潔淨包裝的油墨
充分乾燥:控制印刷車速、烘箱溫度與排風,降低殘留溶劑
合理塗佈量:油墨或膠不是越厚越好
正確熟化:讓膠黏劑充分反應
最終成品驗證:必要時以實際成品進行化學污染測試
無溶劑貼合是不是就完全沒有Outgassing?
不能這樣說,Solventless Lamination 確實可避免傳統大量有機溶劑乾燥問題
但:
膠黏劑本身仍是化學材料
仍需固化
仍可能存在低分子物
因此:Solventless ≠ Zero Outgassing
水性油墨是不是一定比較潔淨?
水性系統仍可能包含助溶劑、樹脂、添加劑,所以判斷潔淨度不能只靠「水性」或「油性」兩個字
印刷袋有味道就是不合格嗎?
不一定,應先確認氣味來源、濃度、使用產品與客戶規格
一般工業產品與晶圓 Cleanroom 用途的允收標準完全不同
為什麼添加劑也不能忽略?
除了油墨和膠黏劑,塑膠膜本身可能還有 Slip Agent 滑劑、Antistatic Agent 抗靜電劑、Processing Aid 加工助劑,其中部分低分子物也可能產生 Migration(遷移)、Blooming(析出)、Outgassing
所以化學潔淨度必須看整個包材,而不是只看印刷
抗靜電功能和低Outgassing會不會衝突?
某些傳統遷移型抗靜電劑需要移動到膜表面才能發揮效果,但高潔淨半導體環境可能又要求低遷移、低析出
所以潔淨 ESD 包裝的設計比一般抗靜電袋更複雜。這也是材料選擇真正有技術含量的地方
常見問題Q&A:印刷抗靜電鋁箔袋
Q1:Outgassing中文是什麼?
可翻譯為逸氣、脫氣或揮發性析出,指材料中的揮發性或半揮發性成分釋放到環境中
Q2:油墨會Outgassing嗎?
印刷油墨可能含溶劑、樹脂與添加劑,如果乾燥不足或材料選擇不合適,就可能成為逸氣來源
Q3:複合膠也會Outgassing嗎?
有可能
尤其當固化、熟化或溶劑去除不足時
Q4:鋁箔袋有氣味一定是不良嗎?
不一定
需要判斷氣味來源、用途及客戶規格
Q5:低Outgassing和無塵是一樣嗎?
不是
無塵偏向粒子控制;低 Outgassing 則偏向化學污染控制
Q6:LPC合格就代表Outgassing合格嗎?
不能
LPC 測的是粒子,Outgassing 需要其他化學分析方法
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