ASM SIPLACE CA2 Advanced Packaging Placement Machine

Moderne System-in-Package- und Advanced-Packaging-Produkte erfordern oft die Montage mehrerer sehr unterschiedlicher Komponententypen auf demselben Substrat. Passive Bauelemente und verkapselte ICs werden in Gurtverpackungen geliefert, während unbestückte Halbleiterchips direkt von einem gesägten Wafer entnommen, geprüft, ausgerichtet und unter deutlich strengeren Prozessvorgaben platziert werden müssen.

DerASM SIPLACE CA2Die CA2 wurde speziell für diese gemischte Produktionsumgebung entwickelt. Anstatt die Standard-SMT-Bestückung und die direkte Wafer-Bestückung in vollständig unabhängige Anlagen zu trennen, vereint die CA2 beide Materialflüsse in einer fortschrittlichen Bestückungsplattform. Sie kann über Zuführungskabel bestückte SMD-Bauteile verarbeiten, die Chipmontage vom Wafer durchführen und die Flip-Chip-Bestückung für kompakte, hochintegrierte elektronische Baugruppen übernehmen.

Dies macht den SIPLACE CA2 besonders relevant für Hersteller, die eine Bewertung vornehmen.Halbleiter-Die-Bonder-Anlagefür SiP-Module, Leistungselektronik, eingebettete Komponenten, Wafer-Level-Packaging und andere Anwendungen, bei denen die herkömmliche SMT-Fähigkeit allein nicht ausreicht.

Um welchen Maschinentyp handelt es sich bei der ASM SIPLACE CA2?

Die SIPLACE CA2 lässt sich am besten als hybride Hochgeschwindigkeits-Bestückungsplattform für die Halbleiter- und SMT-Montage beschreiben. Sie ist nicht auf eine einzelne Materialquelle oder ein einzelnes herkömmliches Gehäuseverfahren beschränkt.

Je nach installierter Maschinenkonfiguration kann der CA2 mehrere Produktionsaufgaben koordinieren:

• Standard-SMD-Bauteile aus Gurtzuführungen entnehmen.

• Bestätigte, einwandfreie Chips direkt von einem gesägten Wafer entnehmen.

• Platzieren Sie die unbestückten Diele in Die-Attach-Orientierung.

• Die Chips für die Flip-Chip-Bestückung drehen und platzieren.

• Prozesskomponenten werden über Trays oder spezielle Träger zugeführt.

• Vor dem Einsetzen Flussmittel oder anderes Tauchmedium auftragen.

• Prüfen Sie die Werkzeuge und Bauteile während des Bestückungsprozesses.

• Dokumentieren Sie die Beziehung zwischen der ursprünglichen Waferposition und der endgültigen Substratposition.

Das Ergebnis ist eine Produktionsplattform, die Prozesse miteinander verbinden kann, die traditionell mit einer SMT-Bestückungsmaschine und einem Halbleiter-Die-Bonder in Verbindung gebracht werden.

Warum moderne Verpackungslinien eine hybride Platzierungsplattform benötigen

Eine konventionelle SMT-Fertigungslinie arbeitet hocheffizient, wenn die meisten Materialien über standardisierte Zuführungen zugeführt werden. Fortschrittliche Gehäusetechnologien stellen eine andere Herausforderung dar, da das Endprodukt passive Bauelemente, gekapselte Halbleiter, Sensoren, Leistungschips und ungekapselte integrierte Schaltungen auf einem Substrat kombinieren kann.

Werden diese Materialien auf separaten Anlagen verarbeitet, kann die Produktion zusätzliche Transfers, Zwischenlagerung, separate Programmierumgebungen und eine komplexere Rückverfolgbarkeit erfordern. Zudem müssen die Chips unter Umständen in Gurtverpackungen verpackt werden, bevor sie in einen herkömmlichen SMT-Bestückungsprozess eintreten können.

SIPLACE CA2 schließt diese Produktionslücke, indem es die direkte Waferhandhabung in eine SMT-orientierte Plattform integriert. Die Chips können vom Wafer entnommen und zusammen mit den per Zuführung zugeführten Bauteilen in die Bestückungssequenz eingebracht werden, wodurch die Anzahl der voneinander getrennten Prozessschritte reduziert wird.

CA2 im Vergleich zu einem herkömmlichen Produktionsverfahren mit geteilter Produktion

Der optimale Produktionsweg hängt weiterhin von Produktvolumen, Chip-Sortiment, Prozesschemie, Substratdesign und der vorhandenen Werksinfrastruktur ab. Die CA2 ist besonders wertvoll, wenn sowohl SMT-Komponenten als auch waferbasierte Chips innerhalb derselben Produktfamilie wiederholt verarbeitet werden müssen.

ASM SIPLACE CA2 Hauptspezifikationen

Die veröffentlichten Maximalwerte beschreiben die Leistungsfähigkeit der Plattform. Die tatsächliche Produktionsleistung hängt vom installierten Kopf, den Chipabmessungen, dem Waferzustand, dem Substratdesign, den Prozessoptionen, den Inspektionsanforderungen und der Komponentenzusammensetzung ab.

Direkte Waferverarbeitung und Materialfluss

Eine der wichtigsten Fähigkeiten des CA2 ist die direkte Verarbeitung von Chips aus einem gesägten Wafer. In einem herkömmlichen, auf Zuführungen basierenden Workflow müssen die Chips vor der Platzierung zunächst auf ein Band oder einen anderen standardisierten Träger übertragen werden.

Die direkte Waferbearbeitung kann diesen Zwischenschritt der Umwandlung eliminieren oder reduzieren. Dies kann mehrere betriebliche Vorteile mit sich bringen:

• Weniger Vorbereitungs- und Materialhandhabungsvorgänge im Zusammenhang mit Klebeband.

• Reduzierter Lagerbedarf für umgerüstete Werkzeugmaterialien.

• Weniger Abfall durch Klebeband und Trägermaterialien beim Umverpacken von Stanzformen.

• Weniger Nachschub- und Spleißarbeiten für Werkzeugmaterialien.

• Bessere Verknüpfung zwischen Wafer-Map-Daten und finalen Platzierungsdaten.

• Flexiblere Nutzung mehrerer Chips in komplexen SiP-Produkten.

Die CA2 nutzt Wafer-Handling- und Chippufferfunktionen, um die zeitaufwändige Chipvorbereitung von der Platzierungssequenz zu trennen. Dieser parallele Prozess trägt dazu bei, die Produktionsleistung aufrechtzuerhalten, während die Chips für die Aufnahme und Platzierung vorbereitet werden.

Die Attach und Flip-Chip-Produktion

Die-Attach-Platzierung

Beim Die-Attach-Verfahren wird der Halbleiterchip vom Wafer abgelöst und in der gewünschten Ausrichtung auf dem Substrat platziert. Je nach Produkt und Maschinenausstattung kann der Prozess das Eintauchen in das Material, die Chipinspektion und die kontrollierte Platzierung mit geringer Kraft umfassen.

Flip-Chip-Platzierung

Bei der Flip-Chip-Montage muss der Chip korrekt ausgerichtet sein, sodass seine aktive Seite und die Verbindungsstruktur zum Substrat zeigen. Platzierungsgenauigkeit, Chipzustand, Flussübertragung und Substratabbildung gewinnen besonders an Bedeutung, wenn die Bump-Abmessungen und der Bauteilabstand gering sind.

Gemischte SMT- und Chipplatzierung

Der CA2 kann vom Wafer gelieferte Chips mit herkömmlichen Komponenten aus kompatiblen Wafern kombinieren.ASM SMT-ZuführungenDadurch können Widerstände, Kondensatoren, verkapselte ICs und verschiedene Arten von unbestückten Chips in einem Produkt enthalten sein, ohne dass jede Materialgruppe als ein völlig separates Montageprojekt behandelt werden muss.

Platzierungskopf und Genauigkeitsoptionen

Die Maschine kann mit einem CP20-Bestückungskopf für die schnelle und hochpräzise Bauteilhandhabung ausgestattet werden. Der CP20 ist für kleine und empfindliche Bauteile konzipiert und unterstützt berührungsloses Aufnehmen und kraftfreies Platzieren.

Zu den veröffentlichten Funktionen von CP20 gehören:

• Komponentenbereich ab 0201 metrisch.

• Maximale Bauteilabmessungen bis ca. 8,2 × 8,2 mm.

• Bauteilhöhe bis ca. 4 mm.

• Die Bestückungsleistung beträgt bis zu 38.000 Bauteile pro Stunde und entsprechender Kopfkonfiguration.

• Genauigkeit bis zu ±10 µm bei 3 Sigma.

Die erforderliche Genauigkeitsklasse sollte anhand der Chipabmessungen, des Leiterbahnabstands, der Kugel- oder Bumpgröße, der Substrattoleranz und der Anforderungen an die Produktausbeute ausgewählt werden. Eine für die Standardplatzierung mit 20 µm konfigurierte Maschine bietet nicht automatisch die optionale Prozessklasse von 10 µm.

Wafer-Austausch und Multi-Die-Produktion

Komplexe SiP-Produkte können mehrere verschiedene Chips enthalten. Der manuelle Wechsel des Wafermaterials für jeden Chiptyp würde einen erheblichen Produktionsengpass verursachen. Das CA2-Waferwechselsystem ist so konzipiert, dass es mehrere Wafertypen verwalten und dem Bestückungsprozess das jeweils benötigte Material bereitstellen kann, sobald sich das Produktionsprogramm ändert.

Mit der entsprechenden Konfiguration kann das Wafersystem bis zu 50 verschiedene Wafer aufnehmen. Diese Multi-Die-Fähigkeit ist besonders nützlich für Produkte, die Prozessoren, Speicher, Sensoren, Kommunikationschips und Leistungskomponenten in einem kompakten Gehäuse vereinen.

Prüfen Sie bei der Bewertung einer verfügbaren Maschine Folgendes:

1. Das installierte Waferwechselsystem und die Anzahl der unterstützten Waferpositionen.

2. Unterstützte Waferdurchmesser und Waferrahmenspezifikationen.

3. Waferauswerfer, Chipumklappung und Puffermodulkonfiguration.

4. Kompatibilität mit dem erforderlichen Wafer-Map-Format.

5. Maximale und minimale Werkzeugabmessungen.

6. Unterstützte Matrizenstärke und Matrizenzustand.

7. Verfügbare Daten zur Erkennung defekter und als funktionsfähig bekannter Dieter.

Substrat- und Förderbandkonfigurationen

Der CA2 kann für verschiedene Substratflüsse konfiguriert werden und ist nicht auf ein herkömmliches Leiterplattenformat beschränkt.

Einspuriges Förderband

Eine einspurige Konfiguration ermöglicht die Verarbeitung großer Panels, eingebetteter Leiterplatten und spezieller Substrate. Die veröffentlichten Formate erreichen bis zu 620 × 700 mm für ausgewählte Genauigkeitsklassen und Maschinenkonfigurationen.

Doppelspurförderer

Der Zweispurtransport eignet sich für Standard-Leiterplatten und SiP-Substrate, da die parallele Leiterplattenhandhabung die Linienauslastung verbessert. Die unterstützten Abmessungen variieren je nach gewähltem Fördermodus und Genauigkeitsanforderungen.

Chip-on-Wafer und spezialisierte Träger

Die verfügbaren Optionen unterstützen möglicherweise auch Chip-on-Wafer-Prozesse, JEDEC-Trays, J-Boote, dicke Leiterplatten und verzogene Substrate. Diese Funktionen müssen anhand der tatsächlich installierten Maschinenkonfiguration überprüft werden.

Inspektion, Tauchverfahren und Prozesskontrolle

Eine hohe Platzierungsgeschwindigkeit allein reicht für fortschrittliche Verpackungstechnologien nicht aus. Der Prozess muss auch den Zustand der Chips, die Aufnahmequalität, die Ausrichtung und den Materialauftrag überprüfen.

Je nach den gewählten Optionen kann der CA2 Folgendes unterstützen:

• Komponentenpräsenz- und Aufnahmeerkennung.

• Prüfung auf Risse und Absplitterungen in den Chips.

• Flussmittel- oder Tauchmaterialerkennung.

• Lötpastenprüfung vor oder nach dem Aufbringen.

• Substratkartierung und Platzierungspositionskorrektur.

• Prozessdatenaustausch mit Fabriksystemen.

• Geschlossene Produktionsprozesse sind möglich, wenn kompatible Prüfgeräte installiert sind.

Eine lineare Taucheinheit kann eingesetzt werden, wenn die Werkzeuge vor der Platzierung Flussmittel oder ein anderes Übertragungsmedium benötigen. Die gewählte Tauchplatte, die Materialeigenschaften, die Übertragungshöhe und die Prüfeinstellungen müssen für den jeweiligen Werkzeug- und Substratprozess qualifiziert sein.

Rückverfolgbarkeit auf Einzelchip-Ebene

Die Halbleiterfertigung erfordert oft detailliertere Materialdokumentationen als die herkömmliche Chargenverfolgung von Bauteilen. CA2 unterstützt die Verfolgung eines einzelnen Chips von seiner ursprünglichen Position auf dem Wafer bis zu seiner endgültigen Position auf dem bestückten Substrat.

Dies kann Produktionsteams bei der Vernetzung helfen:

• Waferidentifizierung und Wafer-Map-Informationen.

• Ursprüngliche Zeilen- und Spaltenposition des Würfels.

• Ergebnisse der Werkzeugaufnahme und -prüfung.

• Seriennummer der endgültigen Platine oder des Substrats.

• Platzierungskoordinaten im fertigen Produkt.

• Prozess- und Anlagendaten, die während der Montage erfasst wurden.

Der endgültige Umfang der Rückverfolgbarkeit hängt von der installierten Software, den Werksschnittstellen, der Kundendatenbank und der Integration in das Produktionssystem ab.

Integration mit einer fortschrittlichen Verpackungslinie

Die SIPLACE CA2 kann als zentrale Hybrid-Bestückungsmaschine oder in Kombination mit weiteren Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsanlagen eingesetzt werden. ASMPT sieht die SIPLACE TX micron als komplementäre Plattform für die SiP-Produktion, wobei beide Maschinen in derselben Linie angeordnet sind.

Eine Leitungskonfiguration kann Folgendes umfassen:

1. Substratbeladung und -identifizierung.

2. Auftragen von Lötpaste, Klebstoff oder Flussmittel.

3. Prüfung des gedruckten oder ausgegebenen Materials.

4. Hochgeschwindigkeitsbestückung konventioneller SMD-Bauteile.

5. Direkte Wafer-Die-Attach- oder Flip-Chip-Platzierung auf dem CA2.

6. Inspektion nach der Einstellung.

7. Reflow-, Aushärtungs- oder nachfolgende Verpackungsprozesse.

8. Endkontrolle, Prüfung und Rückverfolgbarkeitsdokumentation.

Die korrekte Linienauslegung hängt von der Prozessreihenfolge, der Taktzeit, der Substrathandhabung, den Reinraumanforderungen und davon ab, ob die CA2 alle Platzierungsschritte oder nur die spezialisierten Die-Bearbeitungsvorgänge durchführt.

Typische Produkte und Anwendungen

• System-in-Package-Module:Baugruppen, die mehrere Einzelchips, verkapselte ICs und passive Bauteile kombinieren.

• Kommunikationsmodule:Kompakte Elektronikpakete für HF, 5G, Netzwerke und drahtlose Kommunikation.

• Automobilelektronik:Sensor-, Steuerungs- und hochintegrierte Module, die eine detaillierte Rückverfolgbarkeit erfordern.

• Leistungshalbleiterprodukte:Leistungschips und zugehörige SMD-Bauteile, montiert auf speziellen Substraten.

• Wafer-Level-Packaging:Prozesse, bei denen die Platzierung auf Wafern oder von Wafern abgeleiteten Substraten erfolgt.

• Verpackung auf Panelebene:Fortschrittliche Verpackung auf großformatigen Paneelen.

• Eingebettete Elektronik:Komponenten und Chips, die in oder auf eingebetteten Leiterplattenkonstruktionen platziert werden.

• Sensor- und Medizinmodule:Kompakte Baugruppen mit empfindlichen Chips und Steuerelektronik.

• Rechen- und Smart-Device-Module:Produkte mit hoher Dichte, die mehrere Komponentenformate erfordern.

Wann ist der SIPLACE CA2 eine geeignete Wahl?

Die CA2 sollte in Betracht gezogen werden, wenn die Produktionsanforderung mehrere der folgenden Bedingungen umfasst:

• Das Produkt kombiniert SMD-Bauteile mit Zuführung und unbestückte Chips.

• Die Die-Chips müssen direkt von einem oder mehreren Wafern entnommen werden.

• Die Attach- und Flip-Chip-Prozesse sind in derselben Produktfamilie erforderlich.

• Für die Herstellung werden verschiedene Werkzeugtypen und häufige Materialwechsel benötigt.

• Die Platzierungsgenauigkeit muss Prozessklassen von 20 µm, 15 µm oder 10 µm erreichen.

• Die Rückverfolgbarkeit einzelner Chips ist erforderlich.

• Der Hersteller möchte das Abkleben der Werkzeuge und die Handhabung von Zwischenmaterialien reduzieren.

• Die Geräte müssen sowohl mit den SMT-Systemen als auch mit den Halbleiterfabriksystemen kommunizieren können.

• Es müssen große Paneele, SiP-Substrate oder spezielle Träger verarbeitet werden.

Eine dedizierte Die-Bonder-Maschine kann weiterhin besser geeignet sein, wenn die Anwendung spezielle Bondkräfte, Erwärmung, Aushärtung, Dosierung oder Die-Größen außerhalb der verfügbaren CA2-Konfiguration erfordert. Daher sollte vor der Maschinenauswahl eine Prozessanalyse durchgeführt werden.

Verfügbare ASM SIPLACE CA2 Ausrüstung

Gebrauchte SIPLACE CA2-Maschinen können sich selbst bei gleicher Modellbezeichnung erheblich unterscheiden. Das installierte Wafersystem, der Bestückungskopf, das Förderband, die Genauigkeitsklasse, die Inspektionsoptionen und die Software bestimmen, was die jeweilige Maschine verarbeiten kann.

Vor der Angebotserstellung sollten folgende Geräteinformationen bestätigt werden:

Maschinen-, Zuführ- und Ersatzteilunterstützung

Die Ausrüstung kann an die erforderliche Substratgröße, das Waferformat, den Komponentenbereich, die Genauigkeitsstufe und die Prozessanwendung angepasst werden. Je nach Verfügbarkeit kann die Unterstützung Folgendes umfassen:

• Komplette ASM SIPLACE CA2-Maschinen.

• Kompatible Bestückungsköpfe und Kopfkomponenten.

• Waferwechsel- und Waferhandhabungskomponenten.

• ASM SIPLACE Zuführgeräte und Zuführgeräte-Ersatzteile.

• Standard- und anwendungsspezifische Düsen.

• Kameras, Sensoren und Inspektionskomponenten.

• Motoren, Antriebe, Steuerplatinen und Kabel.

• Komponenten für Förderbänder und Substrathandhabung.

• Unterstützung bei Installation, Verpackung und internationalem Versand.

Für die Geräteauswahl benötigte Informationen

Für eine genauere Geräteempfehlung geben Sie bitte Folgendes an:

1. Produkt- und Prozessbeschreibung.

2. Erforderliches Chip-Attach-, Flip-Chip- oder gemischtes Platzierungsverfahren.

3. Chipabmessungen, Dicke und Waferdurchmesser.

4. Anzahl verschiedener Werkzeugtypen pro Produkt.

5. Kleinstes und größtes SMD-Gehäuse.

6. Substratabmessungen, Dicke und Material.

7. Erforderliche Platzierungsgenauigkeit.

8. Erwartetes stündliches oder jährliches Produktionsvolumen.

9. Erforderliche Kapazität für Zuführung, Tabletts und Wafer.

10. Anforderungen an die Schnittstelle zum Werk und an die Rückverfolgbarkeit.

11. Bevorzugter Ausrüstungszustand und Zielland.

Häufig gestellte Fragen zum ASM SIPLACE CA2

Welches Produktionsproblem löst der SIPLACE CA2?

Es eignet sich für Produkte, die sowohl konventionelle SMT-Bauteile als auch unbestückte Halbleiterchips benötigen. Die CA2 vereint die Bestückung von Bauteilen mittels Feeder und die direkte Wafer-Bestückung in einer koordinierten Maschinenplattform.

Kann der CA2 jeden herkömmlichen Die-Bonder ersetzen?

Keine Maschine eignet sich für jeden Halbleiterprozess. Die CA2 ist für Hochgeschwindigkeits-Hybridplatzierung, Die-Attach- und Flip-Chip-Anwendungen optimiert. Prozesse, die spezielle Heiz-, Haftkraft- oder Aushärtungsanforderungen oder ungewöhnliche Chipformate erfordern, müssen separat evaluiert werden.

Benötigt die Maschine die auf Band verpackten Chips?

Nein. Eine seiner Hauptfähigkeiten besteht darin, Chips direkt von einem gesägten Wafer zu entnehmen. Es kann auch Standard-SMD-Bauteile verarbeiten, die über kompatible Gurtzuführungen zugeführt werden.

Können in einer Produktionsanlage mehrere verschiedene Wafer verwendet werden?

Ja. Mit dem entsprechenden Wafer-Wechselsystem kann die Maschine bis zu 50 verschiedene Wafer aufnehmen und eignet sich somit für Multi-Die-Produkte.

Worin besteht der Unterschied zwischen Die-Attach- und Flip-Chip-Platzierung auf dem CA2?

Beim Die-Attach-Verfahren wird der Chip in die erforderliche Ausrichtung gebracht, während beim Flip-Chip-Verfahren der Chip gedreht und so platziert wird, dass die Verbindungsseite zum Substrat zeigt. Die genaue Reihenfolge hängt von den verwendeten Modulen und dem Produktionsprozess ab.

Kann der CA2 in der gleichen Produktionslinie wie ein SIPLACE TX Micron eingesetzt werden?

Ja. Die beiden Plattformen können sich in fortschrittlichen Packaging- und SiP-Linien ergänzen, wobei die TX micron die Hochgeschwindigkeits- und Hochgenauigkeitsplatzierung unterstützt und die CA2 die Direkt-Wafer- und Hybridplatzierungsprozesse übernimmt.

Unterstützt der CA2 die Reinraumproduktion?

Die Plattform ist in reinraumkompatiblen und Halbleiterstandard-Konfigurationen erhältlich. Zertifizierung und Zustand der jeweiligen Gebrauchtmaschine sollten vor dem Kauf geprüft werden.

Wie sollte ein gebrauchtes SIPLACE CA2 beurteilt werden?

Prüfen Sie die Maschinenidentifikation, die Bestückungsköpfe, die Genauigkeitsklasse, die Wafermodule, das Förderband, die Software, die Inspektionsfunktionen, den Betriebszustand und das mitgelieferte Zubehör. Die Modellbezeichnung allein definiert nicht die gesamte Prozessfähigkeit.

Sind Zuführungen und Waferzubehör im Lieferumfang enthalten?

Der Lieferumfang variiert je nach Maschine und Angebot. Zuführungen, Düsen, Waferrahmen, Handhabungszubehör und Ersatzteile werden im endgültigen Ausrüstungsangebot einzeln aufgeführt.

Welche Informationen sollten einer Anfrage beigefügt werden?

Bitte geben Sie die Spezifikationen für Chip und Wafer, die Komponentenpalette, die Substratabmessungen, den erforderlichen Prozess, das Genauigkeitsziel, die Produktionsleistung, die bevorzugten Maschinenbedingungen und den Lieferort an.

Bitte kontaktieren Sie uns mit Angabe Ihres Waferformats, der Chipgröße, der Substratgröße und des erforderlichen Montageprozesses, um die verfügbaren ASM SIPLACE CA2-Konfigurationen und Lieferoptionen zu prüfen.