大晶片Rowork CoWoS, EMIB等AI大晶片貼裝&返修解決方案

發佈日期：2026/8/21 大晶片rework
發佈單位：iST宜特

一顆CoWos、EMIB等高階AI伺服器晶片動輒百萬台幣，若因焊接不良而直接報廢，無疑是研發預算的惡夢！這時候，如何把昂貴晶片毫髮無傷地拆下、把電路板清理乾淨、再精確地焊回去(Rework)，就是極大的技術門檻。

大晶片rework

隨著ChatGPT、生成式 AI 與大語言模型（LLM）的爆發，輝達（NVIDIA）的 Blackwell（如 B200）、Ultra系列，以及AMD、英特爾（Intel）的高階伺服器晶片，都高度依賴2.5D / 3D異質整合先進封裝技術。

為了追求運算極限，晶片不再只是單一矽晶圓，而是把CPU、GPU和好幾顆 HBM（高頻寬記憶體）用先進封裝「拼貼」在一起。這導致整個封裝完的晶片尺寸變得奇大無比，輕鬆突破90 X90 mm的尺寸，這在以前的消費性電子，如手機晶片頂多15 X15 mm，是難以想像的。

一顆高階AI晶片的報價動輒幾萬美金，如果在最後打上印刷電路板（PCBA）時，才因為焊接不良（如冷焊、橋接）導致測試失敗，若要整顆報廢，所費不貲。這時，就是「返修系統」上場的時候！如何完美地拆下這顆昂貴的晶片、清理乾淨電路板，再精確地焊回去，就是極高難度的維修門檻。

面對巨大化晶片的硬體挑戰，業界普遍遵循的IPC-9701規範（焊接性能與可靠度實驗標準）變得極其嚴苛。此標準涵蓋組裝到返工（Rework）的所有關鍵製程，是確保AI伺服器在高溫、高負載環境下不發生產品故障的硬性指標。

本篇小學堂將探討在AI算力大爆發的時代下，如何提供一套能跨越物理限制、確保高良率與高可靠度的「大尺寸晶片貼裝與自動返修關鍵解決方案」，協助AI供應鏈上下游克服硬體演進的最後一哩路。

一、AI伺服器晶片巨大化帶來的製造痛點

宜特近期在協助客戶驗證時，最常面臨的業界痛點即是：「現在的大尺寸晶片可能達到150x150mm，能用什麼工具貼裝？晶片重工維修時又該如何確保品質？」

(一)現有P&P設備的尺寸限制：

現行普遍的貼片設備（Pick and Place, P&P）受到物理限制，最大僅能支持邊長約90×90 mm的元件，面對現今尺寸動輒超過90×90 mm的巨型晶片，已完全無法滿足對位與貼裝的需求。

(二)手工返修帶來的重工風險：

當大尺寸晶片需要進行重工（Rework）或維修時，若使用傳統人工或非專用設備加熱，極易導致以下缺陷：

1. PCB剝離（Peeling）：
因加熱不均勻或過熱，導致印刷電路板層壓結構受損。

2. 零件燒焦與冷焊（Cold Solder）：
溫控不精準導致元件表面燒焦，亦或錫膏未完全熔化而形成冷焊，嚴重影響焊接品質。

圖一：傳統人工除錫製程中，易因溫控不準確，導致爆版、燒焦或冷焊(焊接不良) (由左至右)。
（圖片來源：iST宜特）

3. 焊墊缺陷：
傳統人工除錫製程中，易因物理接觸刮傷或拉扯，造成電路板焊墊（Pad）損壞。

圖二：傳統手工除錫常見的缺陷。左圖造成BGA焊墊損傷；右圖為人工除錫後高度不均的現象。
（圖片來源：iST宜特）
二、解決方案來了！高階返修系統與自動除錫技術

為了解決大尺寸晶片的貼裝與重工瓶頸，宜特引進專為大型晶片開發的高精度返修系統解決方案，透過精準的溫控技術與光學對準功能，確保BGA元件的可靠拆裝與高效返修rework，避免因焊接不良導致的損毀。

（一）超大尺寸拆裝能力：

設備配備專屬的XL加熱頭，最大可輕鬆加工高達150 X 120 mm的元件，完美跨越90 X 90 mm的AI晶片技術門檻。

（二）高精度光學對位（Alignment）：

配置5 MP GigE高解析彩色相機，透過光學影像重疊（Optical Superposition）功能微調Theta角與X/Y軸，將對位精度控制在驚人的 ±25 μm以內。

（三）客製化大功率複合溫控：

採用大功率紅外線（IR）結合熱風循環複合加熱，並配備Real-time profile 即時監控系統（可擴充至7個位置），確保大面積基板受熱均勻，避免板材翹曲或損傷。

圖三：結合大功率底座紅外線（Dynamic IR）與頂部熱風循環（Hot Air）的精密加熱架構示意。
（圖片來源：Kurtz ersa，iST宜特重製）

（四）不傷板的自動吸錫（Auto Scavenger）：

系統移開BGA元件後，吸嘴會立即下降並以「完全不接觸 PCBA」的方式自動將殘錫吸取乾淨，徹底杜絕手工除錫帶來的焊墊損壞缺陷。
三、實際案例分享

在宜特的實際驗證案場中，我們經常收到客戶緊急送來、搭載巨無霸晶片的 AI 伺服器高價主機板。為了兼顧「高精準貼裝」與「無損維修」，以下我們透過實際作業流程，分享如何將核心技術應用於真實案例中：
案例一：大尺寸晶片（> 90 X 90 mm）光學對位貼裝
客戶研發出一款全新的AI晶片，尺寸極大，常規SMT產線無法精準貼裝，且擔心焊接過程溫度不均導致高價晶片損壞。

圖四：大尺寸芯片(> 90mm x 90mm)貼裝流程
（圖片來源：iST宜特）

1.精密光學重疊對位（Optical Superposition）：
在實機對位時，系統配置了5 MP GigE高解析彩色相機，利用光學影像重疊技術，將晶片接腳（見圖五和圖六中的橘點）與電路板焊墊（圖五和圖六中的綠方塊）的影像同時呈現在螢幕上。工程師能極其直覺地在畫面上進行Theta角度微調（旋轉修正與 X-Y 軸向微對齊，將貼裝精度控制在極精準的±25 μm以內。當對位完成，真空吸嘴便會自動放開，安全地將元件放到極其精準的座標上。

圖五：高精度光學影像重疊（Optical Superposition）對位原理。系統利用分光鏡（Beam Splitter）與雙LED光源，同時捕捉上方晶片接腳（橘點）與下方電路板焊墊（綠方塊）的影像，將兩者即時重疊於螢幕中，協助工程師進行極其直覺且精準的對位微調。
（圖片來源：Kurtz ersa，iST宜特重製）

圖六：IC對位微調補償機制（Alignment Correction）。系統在影像重疊後進行兩階段修正：1. Theta軸向調整（Theta adjustment），旋轉校正晶片角度偏差；2. X-Y 軸向調整（X-Y adjustment），進行前後左右的水平線性對齊，確保晶片錫球與PCB焊墊達到精密接合。
（圖片來源：Kurtz ersa，iST宜特重製）

2.即時溫控多點監控（Real-time Profile）：
在焊接階段，系統採用大功率紅外線（IR）與熱風循環複合加熱。我們在電路板上拉出多達7個位置的溫度感測線（熱電偶），在螢幕上即時繪製動態溫度Profile曲線。此技術能確保這顆超大晶片的每一處受熱都完美均勻，徹底杜絕了傳統加熱不良導致的翹曲（Warpage）、零件損壞或焊接問題。

圖七：實機運作時，透過多達7組熱電偶拉線進行的Real-time Profile即時溫度曲線監控，確保巨型基板受熱完全均勻、避免板翹。
（圖片來源：Kurtz ersa，iST宜特重製）

案例二：高價大尺寸BGA元件無損重工返修（Rework）
客戶測試完的AI伺服器主機板上的大尺寸晶片，因焊接不良需做更換。客戶最擔心的是，拆下舊晶片後，人工清理電路板殘錫時會刮傷、扯斷脆弱的焊墊（Pad），導致整片百萬級主機板報廢。針對此案例，我們以自動無接觸的除錫手法解除了人工除錫可能刮傷焊墊的問題，將焊墊損傷機率降為零，讓後續重新貼裝（Remount）的新晶片能夠再次擁有完美的焊接基底。

圖八：芯片重工返修rework流程
（圖片來源：iST宜特）

1.自動無接觸除錫技術（Auto Scavenger）：
當系統自動將舊晶片安全解焊並移除後，電路板上留下了參差不齊的殘錫。此時，「Auto Scavenger 自動吸錫模組」立即啟動。這是一個完全獨立的智慧模組，不需要操作人員費時設定。吸嘴會自動下降至板材上方，在「完全不與PCBA發生物理接觸」的前提下，自動、快速地將殘留焊料吸取乾淨。

圖九：（從左到右）顯示了從開始拆拔BGA到焊料吸取，再到完全去除殘留焊料的過程。
（圖片來源：iST宜特）