BESI Datacon 2200 EVO Die-Bonding-Maschine

Der BESI Datacon 2200EVO ist ein vollautomatisches, hochpräzises und multifunktionales Die-Bonding-System für den Back-End-Packaging-Prozess von Halbleitern. Seine Kernaufgabe ist nicht mehr das Dicing, sondern das „Bonding“.

Zu seinen Hauptfunktionen gehören:

Die Bonding (Die Attach): Nimmt einzelne gesägte Dies aus dem Waferrahmen und platziert sie präzise auf einem Substrat, einem Leadframe oder einem anderen Die.

Oberflächenmontage (SMT): Neben nackten Chips können damit auch verpackte Komponenten verbunden werden, dies ist jedoch nicht seine Hauptfunktion.

Mehrere Prozessanwendungen: Es führt nicht nur traditionelles Chip-Bonding (unter Verwendung von Klebstoffen wie Epoxidharz) durch, sondern auch eine Vielzahl fortschrittlicher Verpackungsprozesse.

Einfach ausgedrückt handelt es sich um einen Montageroboter, der für die feine Mikromanipulation von Halbleiterfabriken zuständig ist und dabei eine Genauigkeit im Mikrometerbereich erreicht.

II. Kerntechnologien, Funktionen und die Bedeutung von „EVO“

„EVO“ steht normalerweise für „Evolution“ und bedeutet, dass diese Plattformgeneration im Vergleich zu früheren Generationen erhebliche Verbesserungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Genauigkeit und Flexibilität bietet.

1. Höchste Präzision und Flexibilität

Genauigkeit: Die Platzierungsgenauigkeit erreicht typischerweise ±15 μm @ 3σ oder besser. Dies ist entscheidend für die Platzierung immer kleinerer Chips mit feineren Pin-Abständen.

Vielseitige Plattform: Der 2200EVO ist eine modulare Plattform, die sich durch den Austausch verschiedener Platzierungsköpfe und Konfigurationen an eine breite Palette von Anwendungen anpassen lässt, von der traditionellen Chipplatzierung bis hin zu den komplexesten Flip-Chip-Prozessen.

2. Fortschrittliche Platzierungstechnologie

Thermokompressionsbonden (TC): Dies ist eine der wichtigsten fortschrittlichen Technologien. Während des Platzierungsprozesses werden Wärme und Druck gleichzeitig auf den Chip ausgeübt, wodurch eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Bumps des Chips und den Pads des Substrats entsteht. Diese Technologie wird häufig bei Flip-Chip-Prozessen eingesetzt, insbesondere bei hochdichten 3D-Verpackungen.

Laserunterstütztes Bonden (LAB): Durch die Verwendung eines Lasers als hochgradig lokalisierte Wärmequelle zum Erhitzen werden schnellere Rampenraten erreicht und die thermische Belastung reduziert, wodurch es ideal für temperaturempfindliche, ultradünne Chips oder Komponenten ist.

Mass Reflow: Die Chips werden zuerst platziert und dann in einem Reflow-Ofen gelötet.

3. Leistungsstarkes Vision- und Ausrichtungssystem

Mehrkamerasystem: Ausgestattet mit einer hochauflösenden, nach oben gerichteten Kamera (zum Erkennen der Position von Pads auf dem Substrat) und einer nach unten gerichteten Kamera (integriert im Platzierungskopf zum Erkennen der Position von Bumps auf dem Chip).

Bildverarbeitung in Echtzeit: Mithilfe hochentwickelter Algorithmen berechnet das System die Abweichung (X, Y und θ) zwischen den Chip-Bumps und den Substratpads in Echtzeit und gleicht sie vor der Platzierung aus, um eine perfekte Ausrichtung sicherzustellen.

Flip-Chip-Ausrichtung: Das Sichtsystem kann (bei bestimmten Materialien) durch den Chip hindurchsehen und das Bump-Array auf der Unterseite direkt betrachten, was für eine hochpräzise Flip-Chip-Platzierung entscheidend ist.

4. Modularität und Konfigurierbarkeit

Benutzer können je nach Produktionsanforderungen Folgendes auswählen:

Verschiedene Platzierungsköpfe: Spezielle Platzierungsköpfe für verschiedene Größen und Prozesse (wie TC und LAB).

Zuführsystem: Unterstützt das Laden von Wafern auf Rahmen und verschiedene Arten von Substrattransportsystemen (Schienen, Arbeitstische usw.).

Dosiersystem (optional): Integrierte Präzisions-Dosierventile ermöglichen das präzise Auftragen von Flussmittel oder Unterfüllung auf Substrate vor der Platzierung.

5. Produktivität und Zuverlässigkeit

Hoher Durchsatz: Optimierte Bewegungssteuerung und Hochgeschwindigkeits-Platzierungsköpfe erreichen hohe Produktionszyklen (UPH) bei gleichzeitiger Beibehaltung einer ultrahohen Präzision.

Hohe Zuverlässigkeit (Betriebszeit): Es wurde für die rauen Umgebungen einer kontinuierlichen Industrieproduktion rund um die Uhr entwickelt und bietet eine hohe mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) und eine geringe mittlere Reparaturzeit (MTTR).

Typische Anwendungen

Der BESI Datacon 2200EVO wird hauptsächlich in High-End- und Advanced-Packaging-Anwendungen eingesetzt:

Flip-Chip: Dies ist die klassischste Anwendung, die häufig bei der Verpackung von Chips wie CPUs, GPUs und High-End-ASICs verwendet wird.

2,5D/3D-integrierte Verpackung: Wird zum Anbringen von Chips an Silizium-Interposern oder zum Durchführen von Chip-auf-Chip-Stapeln verwendet.

Heterogene Integration: Integriert Chips mit unterschiedlichen Prozessknoten und Funktionen (wie Logikchips, Speicherchips und HF-Chips) in einem einzigen Paket.

Sensorverpackung: Wird für die Präzisionsmontage von Produkten wie CIS (Bildsensoren) und MEMS-Sensoren verwendet.

Optoelektronik-Verpackungen: Anwendungen wie die Montage von Lasern und optischen Modulen.

IV. Marktposition und Zusammenfassung

BESI Datacon ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Flip-Chip und fortschrittlicher Die-Attach-Technologie.

Technologieführerschaft: BESI Datacon verfügt über starke technische Vorteile und Marktanteile, insbesondere bei fortschrittlichen Verfahren wie Thermokompressionsbonden (TCB) und laserunterstütztem Bonden (LAB).

High-End-Ziel: Die 2200EVO-Plattform zielt auf High-End-Anwendungen ab, die höchste Präzision, Zuverlässigkeit und Prozessfähigkeiten erfordern, und konkurriert mit Unternehmen wie ASM Pacific Technology.

Innovationsförderung: Die Ausrüstung ist ein unverzichtbares Fertigungswerkzeug für viele fortschrittliche Verpackungsarchitekturen, wie beispielsweise 2,5D/3D-ICs.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der BESI Datacon 2200EVO ein vollautomatisches Die-Attach-System für fortschrittliche Halbleiterverpackungen ist. Es zeichnet sich durch höchste Präzision und fortschrittliche Prozessfunktionen, insbesondere Thermokompressionsbonden, aus. Es repräsentiert den neuesten Stand der Die-Attach-Technologie und ist eine Kernkomponente bei der Herstellung von Produkten wie High-End-Prozessoren, Chips für künstliche Intelligenz und Hochgeschwindigkeits-Kommunikationschips.