Pokročilý balicí stroj ASM SIPLACE CA2

Moderní produkty typu „System-in-Package“ a pokročilé produkty v pouzdrech často vyžadují sestavení několika velmi odlišných typů součástek na stejném substrátu. Pasivní součástky a pouzdra v pouzdrech mohou dorazit v páskových a cívkových napájecích zařízeních, zatímco holé polovodičové čipy musí být odebírány přímo z řezané destičky, kontrolovány, orientovány a umisťovány s mnohem přísnější kontrolou procesu.

TheASM SIPLACE CA2byl vyvinut pro toto smíšené výrobní prostředí. Namísto oddělení standardního osazování SMT a přímého zpracování čipů na destičkách do zcela nezávislých fází zařízení kombinuje CA2 oba toky materiálu v rámci jedné pokročilé osazovací platformy. Dokáže zpracovávat SMD dodávané z napájecího zdroje, provádět připojování čipů z destičky a zvládat osazování flip-chipu pro kompaktní, vysoce integrované elektronické sestavy.

Díky tomu je SIPLACE CA2 obzvláště relevantní pro výrobce, kteří hodnotízařízení pro spojování polovodičových čipůpro SiP moduly, výkonovou elektroniku, vestavěné komponenty, pouzdra na úrovni waferů a další aplikace, kde konvenční SMT technologie sama o sobě nestačí.

Jaký typ stroje je ASM SIPLACE CA2?

Platformu SIPLACE CA2 lze nejlépe popsat jako vysokorychlostní hybridní osazovací platformu pro polovodičovou a SMT montáž. Není omezena na jeden zdroj materiálu ani na jeden tradiční proces balení.

V závislosti na konfiguraci instalovaného stroje může CA2 koordinovat několik výrobních úkolů:

• Vyberte si standardní SMD součástky z páskových a cívkových podavačů.

• Vyjměte známé bezvadné čipy přímo z řezané destičky.

• Umístěte holé matrice do polohy pro jejich připojení.

• Otočte a umístěte matrice pro montáž s převrácením čipu.

• Procesní komponenty dodávané pomocí zásobníků nebo specializovaných nosičů.

• Před umístěním naneste tavidlo nebo jiné namáčecí médium.

• Během procesu osazování kontrolujte raznice a součásti.

• Zaznamenejte vztah mezi původní polohou destičky a konečnou polohou substrátu.

Výsledkem je výrobní platforma, která dokáže propojit procesy tradičně spojené s osazovacím strojem SMT a spojovačem polovodičových čipů.

Proč pokročilé balicí linky potřebují hybridní platformu pro umisťování

Konvenční SMT linka je vysoce efektivní, pokud je většina materiálů dodávána ve standardizovaných napájecích zdrojích. Pokročilé pouzdrování představuje jinou výzvu, protože konečný produkt může kombinovat pasivní součástky, pouzdřené polovodiče, senzory, výkonové čipy a nebalené integrované obvody na jednom substrátu.

Pokud se tyto materiály zpracovávají na oddělených zařízeních, může výroba vyžadovat dodatečné přepravy, meziskladování, oddělená programovací prostředí a složitější sledovatelnost. Holé čipy může být také nutné před vstupem do konvenčního procesu osazování SMT převést na páskové balení.

SIPLACE CA2 řeší tuto mezeru ve výrobě tím, že přináší přímou manipulaci s destičkami do platformy orientované na SMT. Čipy lze odebrat z destičky a zavést do postupu osazování společně s komponenty dodávanými z podavače, čímž se snižuje počet odpojených procesních fází.

CA2 ve srovnání s konvenční dělenou výrobní cestou

Nejvhodnější výrobní postup stále závisí na objemu produktu, sortimentu čipů, chemii procesu, návrhu substrátu a stávající infrastruktuře továrny. CA2 je obzvláště cenná, když je nutné v rámci stejné produktové řady opakovaně zpracovávat jak SMT součástky, tak čipy dodávané na waferech.

Hlavní specifikace ASM SIPLACE CA2

Publikované maximální hodnoty popisují možnosti platformy. Skutečný výrobní výkon závisí na instalované hlavě, rozměrech čipu, stavu destičky, návrhu substrátu, možnostech procesu, požadavcích na kontrolu a skladbě součástek.

Přímé zpracování destiček a tok materiálu

Jednou z nejdůležitějších vlastností CA2 je jeho schopnost zpracovávat čipy přímo z řezané destičky. V tradičním pracovním postupu s podavačem může být nutné holé čipy před umístěním nejprve přenést na pásku nebo jiný standardizovaný nosič.

Přímé zpracování destiček může tento mezikrok konverze odstranit nebo omezit. To může přinést několik provozních výhod:

• Méně operací s přípravou pásky a manipulací s materiálem.

• Snížené požadavky na skladování převedených materiálů pro raznice.

• Méně odpadu z pásek a nosičů spojených s přebalováním matric.

• Méně doplňování a spojování materiálů pro raznice.

• Lepší propojení mezi daty z mapy waferů a záznamy o konečném umístění.

• Flexibilnější použití více nástrojů v rámci komplexních SiP produktů.

CA2 využívá funkce manipulace s wafery a ukládání čipů do vyrovnávací paměti k oddělení časově náročné přípravy čipů od sekvence jejich osazování. Tento paralelní proces pomáhá udržovat výrobní kapacitu, zatímco se čipy připravují k vyzvednutí a osazování.

Výroba matricových spojů a technologií Flip-Chip

Umístění matrice

V procesu připevňování čipu se polovodičový čip vyjme z destičky a umístí se v požadované orientaci na substrát. V závislosti na produktu a možnostech stroje může proces zahrnovat ponoření materiálu, kontrolu čipu a řízené umístění s použitím nízké síly.

Umístění Flip-Chip

Osazování flip-chipem vyžaduje správnou orientaci čipu tak, aby jeho aktivní strana a propojovací struktura směřovaly k substrátu. Přesnost umístění, stav čipu, přenos magnetického toku a mapování substrátu jsou obzvláště důležité, když jsou rozměry hrbolů a rozteče součástek malé.

Smíšené SMT a umístění matrice

CA2 dokáže kombinovat čipy dodávané z waferu s konvenčními komponenty vybranými z kompatibilníchPodavače ASM SMTTo umožňuje, aby jeden produkt zahrnoval rezistory, kondenzátory, integrované obvody v pouzdře a několik typů holých čipů, aniž by se s každou materiálovou skupinou zacházelo jako se zcela samostatným montážním projektem.

Možnosti umístění hlavy a přesnosti

Stroj může být vybaven osazovací hlavou CP20 pro vysokorychlostní a vysoce přesnou manipulaci se součástkami. CP20 je určena pro malé a citlivé součástky a podporuje bezdotykové snímání a osazování bez vynaložení síly.

Mezi publikované funkce CP20 patří:

• Rozsah komponent začínající na metrice 0201.

• Maximální rozměry součástky až přibližně 8,2 × 8,2 mm.

• Výška součástky až přibližně 4 mm.

• Výkon osazování až 38 000 komponent za hodinu na příslušnou konfiguraci hlavy.

• Přesnost až ±10 µm při 3 sigma.

Požadovaná třída přesnosti by měla být zvolena podle rozměrů matrice, rozteče propojení, velikosti kuliček nebo hrbolků, tolerance substrátu a požadavků na výtěžnost produktu. U stroje konfigurovaného pro standardní umisťování 20 µm by se nemělo automaticky předpokládat, že poskytuje volitelnou třídu procesní přesnosti 10 µm.

Výměna destiček a výroba více čipů

Složité SiP produkty mohou obsahovat několik různých čipů. Ruční výměna materiálů destiček pro každý typ čipu by vytvořila značné úzké hrdlo výroby. Systém výměny destiček CA2 je navržen tak, aby udržoval více typů destiček a poskytoval požadovaný materiál pro proces umisťování, jakmile se mění výrobní program.

S vhodnou konfigurací může systém waferů pojmout až 50 různých waferů. Tato schopnost používat více čipů je obzvláště užitečná pro produkty, které kombinují procesory, paměti, senzory, komunikační čipy a napájecí komponenty v jednom kompaktním pouzdře.

Při hodnocení dostupného stroje ověřte:

1. Instalovaný systém výměny waferů a počet podporovaných pozic waferů.

2. Podporované průměry destiček a specifikace rámu destiček.

3. Konfigurace s vyhazovačem destiček, převrácením čipu a vyrovnávacím modulem.

4. Kompatibilita s požadovaným formátem mapy waferů.

5. Maximální a minimální rozměry matrice.

6. Podporovaná tloušťka a stav matrice.

7. Dostupná data pro rozpoznávání špatných a známých dobrých matric.

Konfigurace substrátu a dopravníku

CA2 lze konfigurovat pro různé toky substrátů, spíše než aby byl omezen na jeden konvenční formát desek plošných spojů.

Jednopruhový dopravník

Jednopruhová konfigurace umožňuje obrábění velkých panelů, vestavěných desek plošných spojů a specializovaných substrátů. Publikované formáty dosahují až 620 × 700 mm pro vybrané třídy přesnosti a uspořádání strojů.

Dvoupruhový dopravník

Dvoupruhová doprava je vhodná pro standardní desky plošných spojů a SiP substráty, kde paralelní manipulace s deskami může zlepšit využití linky. Podporované rozměry se liší v závislosti na zvoleném režimu dopravníku a požadavcích na přesnost.

Čipy na destičce a specializované nosiče

Dostupné volitelné doplňky mohou také podporovat procesy čip na destičce, zásobníky JEDEC, J-lodě, silné desky a deformované substráty. Tyto funkce je nutné zkontrolovat s konfigurací skutečně nainstalovaného stroje.

Inspekce, namáčení a řízení procesu

Vysoká rychlost osazování sama o sobě nestačí pro pokročilé balení. Proces musí také ověřit stav matrice, kvalitu uchopení, orientaci a aplikaci materiálu.

V závislosti na vybraných možnostech může CA2 podporovat:

• Detekce přítomnosti a snímání komponent.

• Kontrola trhlin a odštěpků v raznici.

• Detekce tavidla nebo ponořovacího materiálu.

• Kontrola pájecí pasty před nebo po umístění.

• Mapování substrátu a korekce umístění a polohy.

• Výměna procesních dat s továrními systémy.

• Funkce uzavřené smyčky výroby, pokud je instalováno kompatibilní inspekční zařízení.

Lineární ponornou jednotku lze použít tam, kde raznice vyžadují před umístěním tavidlo nebo jiné přenosové médium. Zvolená ponorná deska, vlastnosti materiálu, výška přenosu a nastavení kontroly by měly být kvalifikované pro skutečný proces výroby raznice a substrátu.

Sledovatelnost na úrovni jednotlivých matric

Osazování polovodičů často vyžaduje podrobnější záznamy o materiálech než konvenční sledování šarží součástek. Systém CA2 podporuje sledování jednotlivých čipů z jejich původní polohy na waferu do jejich konečné polohy na sestaveném substrátu.

To může pomoci produkčním týmům propojit se:

• Identifikace destičky a informace o mapě destičky.

• Původní pozice kostky v řádku a sloupci.

• Výsledky vyzvednutí a kontroly matrice.

• Konečné sériové číslo desky nebo substrátu.

• Souřadnice umístění v hotovém produktu.

• Data o procesu a zařízeních shromážděná během montáže.

Konečný rozsah sledovatelnosti závisí na instalovaném softwaru, továrních rozhraních, zákaznické databázi a integraci výrobního systému.

Integrace s pokročilou balicí linkou

SIPLACE CA2 lze použít jako centrální hybridní osazovací stroj nebo jej kombinovat s dalším vysokorychlostním a vysoce přesným zařízením. ASMPT identifikuje SIPLACE TX micron jako doplňkovou platformu pro výrobu SiP, kde jsou oba stroje uspořádány v rámci stejné linky.

Konfigurace linky může zahrnovat:

1. Zatížení a identifikace substrátu.

2. Aplikace pájecí pasty, lepidla nebo tavidla.

3. Kontrola potištěného nebo vydaného materiálu.

4. Vysokorychlostní osazování konvenčních SMD součástek.

5. Přímé připevnění destičky k čipu nebo umístění čipu typu flip-chip na CA2.

6. Inspekce po umístění.

7. Procesy reflow, vytvrzování nebo následné balení.

8. Závěrečná kontrola, test a záznam sledovatelnosti.

Správný návrh linky závisí na postupu procesu, době taktu, manipulaci se substrátem, požadavcích na čistotu prostoru a na tom, zda CA2 provádí všechny kroky osazování nebo pouze specializované operace zpracování forem.

Typické produkty a aplikace

• Moduly systémového balíčku:Sestavy kombinující několik holých čipů, zabalených integrovaných obvodů a pasivních součástek.

• Komunikační moduly:Kompaktní elektronické pouzdra pro RF, 5G, sítě a bezdrátové technologie.

• Automobilová elektronika:Senzorické, řídicí a vysoce integrované moduly vyžadující podrobnou sledovatelnost.

• Výkonové polovodičové produkty:Výkonové čipy a podpůrné SMD součástky montované na specializovaných substrátech.

• Balení na úrovni oplatky:Procesy zahrnující umístění na destičky nebo substráty odvozené z destiček.

• Balení na úrovni panelu:Pokročilé balení na panelech většího formátu.

• Vestavěná elektronika:Součástky a čipy umístěné do nebo na zabudovaných deskách plošných spojů.

• Senzorické a lékařské moduly:Kompaktní sestavy obsahující citlivé holé čipy a řídicí elektroniku.

• Výpočetní a chytré moduly:Produkty s vysokou hustotou vyžadující více formátů komponent.

Kdy je SIPLACE CA2 vhodnou volbou?

CA2 by měla být zvážena, pokud požadavek na produkci zahrnuje několik z následujících podmínek:

• Produkt kombinuje SMD součástky napájené z napájecího zdroje a holé čipy.

• Čipové destičky musí být vybrány přímo z jedné nebo více destiček.

• Procesy připevnění matrice a flip-chip jsou vyžadovány ve stejné produktové řadě.

• Výroba vyžaduje více typů nástrojů s častou výměnou materiálu.

• Přesnost umístění musí dosáhnout procesních tříd 20 µm, 15 µm nebo 10 µm.

• Je vyžadována sledovatelnost jednotlivých zápustek.

• Výrobce chce omezit páskování matrice a manipulaci s mezilehlým materiálem.

• Zařízení musí komunikovat jak se systémy SMT, tak i se systémy výroby polovodičů.

• Velké panely, SiP substráty nebo specializované nosiče musí být zpracovány.

Specializovaný spojovací stroj pro matrice může být stále vhodnější, pokud aplikace vyžaduje specializovanou spojovací sílu, ohřev, vytvrzování, dávkování nebo velikosti matric mimo dostupnou konfiguraci CA2. Před výběrem stroje by proto měla být provedena kontrola procesu.

Dostupné vybavení ASM SIPLACE CA2

Použité nebo z druhé ruky stroje SIPLACE CA2 se mohou výrazně lišit, i když je vnější označení modelu stejné. Nainstalovaný systém pro výrobu destiček, osazovací hlava, dopravník, třída přesnosti, možnosti kontroly a software určují, co jednotlivá jednotka zpracovává.

Před cenovou nabídkou je třeba potvrdit následující informace o zařízení:

Podpora strojů, podavačů a náhradních dílů

Dodávku zařízení lze přizpůsobit požadované velikosti substrátu, formátu destičky, sortimentu součástek, úrovni přesnosti a aplikaci procesu. V závislosti na dostupnosti může podpora zahrnovat:

• Kompletní stroje ASM SIPLACE CA2.

• Kompatibilní umisťovací hlavy a komponenty hlav.

• Díly pro výměnu a manipulaci s destičkami.

• Podavače ASM SIPLACE a náhradní díly pro podavače.

• Standardní a aplikačně specifické trysky.

• Kamery, senzory a inspekční komponenty.

• Motory, pohony, řídicí desky a kabely.

• Dopravník a komponenty pro manipulaci se substrátem.

• Instalace, balení a podpora mezinárodní přepravy.

Informace potřebné pro párování zařízení

Pro přesnější doporučení stroje uveďte:

1. Popis produktu a procesu.

2. Vyžadován proces připevnění matrice, převrácení čipu nebo smíšené umístění.

3. Rozměry čipu, tloušťka a průměr destičky.

4. Počet různých typů matric na produkt.

5. Nejmenší a největší SMD pouzdro.

6. Rozměry, tloušťka a materiál substrátu.

7. Požadovaná přesnost umístění.

8. Očekávaný hodinový nebo roční objem produkce.

9. Požadovaná kapacita podavače, zásobníku a destiček.

10. Požadavky na rozhraní a sledovatelnost továrny.

11. Preferovaný stav vybavení a země určení.

Často kladené otázky o ASM SIPLACE CA2

Jaký výrobní problém řeší SIPLACE CA2?

Zaměřuje se na produkty, které vyžadují jak konvenční SMT součástky, tak i holé polovodičové čipy. CA2 spojuje osazování součástek z napájecího zdroje a přímé zpracování čipů na waferech do koordinované strojní platformy.

Může CA2 nahradit každý konvenční stroj na lepení matric?

Žádný stroj není vhodný pro každý polovodičový proces. CA2 je optimalizován pro vysokorychlostní hybridní osazování, připevňování čipů a aplikace typu flip-chip. Procesy vyžadující specializovaný ohřev, spojovací sílu, vytvrzování nebo neobvyklé formáty čipů je nutné posuzovat samostatně.

Vyžaduje stroj dodávání matric v pásce?

Ne. Jednou z jeho hlavních schopností je odebírání čipů přímo z řezané destičky. Dokáže také zpracovávat standardní SMD součástky dodávané prostřednictvím kompatibilních páskových a cívkových podavačů.

Lze v jednom výrobním nastavení použít několik různých waferů?

Ano. Díky příslušnému systému výměny waferů dokáže stroj zpracovat až 50 různých waferů, což je vhodné pro vícečipové produkty.

Jaký je rozdíl mezi připevněním čipu (die attach) a umístěním čipu typu flip-chip na CA2?

Připojení čipu umístí čip do požadované orientace lícem nahoru, zatímco zpracování flip-chipem otočí a umístí čip propojovací stranou směřující k substrátu. Přesné pořadí závisí na instalovaných modulech a výrobním procesu.

Může CA2 fungovat ve stejné lince jako SIPLACE TX micron?

Ano. Tyto dvě platformy se mohou vzájemně doplňovat v oblasti pokročilých linek pro balení a SiP, přičemž TX micron podporuje vysokorychlostní a vysoce přesné osazování a CA2 zvládá procesy přímého osazování destiček a hybridní procesy.

Podporuje CA2 výrobu v čistých prostorách?

Platforma je k dispozici v konfiguracích kompatibilních s čistými prostory a s konfiguracemi pro polovodičové standardy. Před nákupem je třeba ověřit certifikaci a stav jednotlivého použitého stroje.

Jak by měl být použitý SIPLACE CA2 vyhodnocen?

Zkontrolujte identifikaci stroje, osazovací hlavy, třídu přesnosti, moduly waferů, dopravník, software, inspekční funkce, provozní podmínky a dodávané příslušenství. Samotný název modelu nedefinuje kompletní možnosti procesu.

Jsou součástí dodávky podavače a příslušenství pro destičky?

Rozsah dodávky se liší podle stroje a cenové nabídky. Podavače, trysky, rámy pro destičky, manipulační příslušenství a náhradní díly by měly být uvedeny jednotlivě v konečné nabídce zařízení.

Jaké informace by měly být zaslány s dotazem?

Uveďte specifikace čipů a destiček, sortiment součástek, rozměry substrátu, požadovaný proces, cílovou přesnost, výrobní výkon, preferovaný stav stroje a místo dodání.

Kontaktujte nás s uvedením formátu vašeho waferu, řady čipů, velikosti substrátu a požadovaného procesu montáže, abychom ověřili dostupné konfigurace ASM SIPLACE CA2 a možnosti dodávek.