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Le transfert d'un paquet sur une machine de câblage ASM AERO n'est pas seulement une tâche de configuration de la machine.La stabilité du câblage dépend du comportement combiné du matériau du fil, de la géométrie capillaire, de la formation de la bille à l'air libre, des paramètres de première liaison, des paramètres de deuxième liaison, du profil de boucle, de la température du porte-pièce, de l'état du plot de la puce, de la surface du cadre conducteur ou du substrat, de l'alignement visuel et de la configuration de la machine.
Pour les fils de cuivre ou autres matériaux de production, un transfert de procédé ne doit pas être approuvé du seul fait que la machine puisse générer une pelote et effectuer un cycle à sec. Le dispositif final doit être validé par une séquence de soudage contrôlée vérifiant la formation de la première liaison, la régularité de la seconde, la géométrie de la boucle, la stabilité du positionnement et la réponse au procédé des matériaux utilisés.
Ce guide explique les principales variables de processus à examiner lors du transfert d'un paquet vers une machine de câblage ASM AERO, notamment le choix du capillaire, l'alimentation du fil, le comportement du FAB, le bouclage, les conditions thermiques, la configuration de la vision et la planification de la validation.
En bref : Quels sont les facteurs qui contrôlent la stabilité du câblage sur une machine ASM AERO ?
La stabilité du câblage est contrôlée par l'ensemble de la chaîne de processus plutôt que par un seul réglage machine. Les variables les plus importantes comprennent généralement l'état de la pastille de connexion, la surface du substrat ou du cadre de connexion, le matériau et le diamètre du fil, la géométrie du capillaire, le comportement de l'EFO, les paramètres de la première et de la seconde connexion, le profil de la boucle, la température du porte-pièce, l'alignement par vision et la vérification du processus.
Ne modifiez pas le matériau du fil sans avoir vérifié les paramètres du capillaire, du FAB et de la liaison.
N’utilisez pas un capillaire uniquement parce qu’il a fonctionné sur un emballage précédent.
N’approuvez pas un profil de boucle provenant d’un seul emplacement sur une seule unité d’échantillonnage.
Ne présumez pas qu'une première obligation stable garantit la stabilité de la performance de la seconde.
Ne pas diffuser un procédé tant que l'emballage, les matériaux et les conditions de production réels n'ont pas été validés.
Pourquoi le transfert de processus AERO est bien plus qu'une simple configuration de machine
La configuration de la machine ne représente qu'une partie du transfert de processus. Un emballage peut nécessiter de nouveaux capillaires, des porte-pièces différents, des points d'apprentissage de vision mis à jour, une programmation de boucle révisée, de nouveaux paramètres d'alimentation en fil ou des conditions thermiques modifiées, même si la même machine de soudage par fil AERO est déjà utilisée pour un autre produit.
Le transfert devient plus sensible lorsque la métallisation des plots de connexion, le plaquage du cadre de connexion, la finition du substrat, le matériau du fil, l'épaisseur de la puce, la géométrie des plots, l'espacement du boîtier ou les contraintes liées au moule sont modifiés. La machine de collage doit être configurée en fonction du processus physique réel et non selon une recette générique prédéfinie.
Principe de transfert de processus :Validez l'ensemble (boîtier, matériaux et outillage) comme un système unique. Ne validez pas la machine de câblage de manière isolée.
10 variables qui contrôlent la stabilité du câblage
1. Métallisation et état de surface de la matrice
La qualité de la première liaison dépend fortement de l'état de la pastille de connexion. Le type de métallisation, la propreté de la pastille, l'oxydation, la contamination, la taille de la pastille, l'ouverture de passivation, la topographie et l'historique de manipulation de la puce peuvent tous influencer le comportement de la liaison.
Avant de modifier les paramètres de la machine, vérifiez si le problème de première liaison est lié à la pastille de connexion elle-même. Un processus stable avec un fournisseur de puces donné peut se comporter différemment avec un nouveau lot de plaquettes, une nouvelle finition de pastille ou un nouveau fournisseur de puces.
2. Surface de liaison du cadre conducteur, du substrat ou du boîtier
La qualité de la seconde liaison dépend de l'état de la surface de réception. Le plaquage du cadre conducteur, la finition métallique du substrat, la géométrie des contacts, la contamination, la planéité, le support du boîtier et le comportement thermique peuvent affecter la formation du point de soudure et la régularité de la liaison.
En cas de variation de la seconde liaison, le problème peut ne pas être uniquement dû à l'énergie ou à la force ultrasonique. Dans le cadre de l'investigation, examinez le matériau d'encapsulation, l'état du placage, le dispositif de fixation et la stabilité du porte-pièce.
3. Matériau du fil, diamètre et homogénéité du lot
Le matériau et le diamètre du fil influent sur la formation des liaisons, l'interaction capillaire, la déformation des liaisons, le comportement des boucles et la plage de paramètres de procédé. Tout changement de type, de diamètre, de revêtement, de conditions de stockage ou de lot de fournisseur du fil doit être considéré comme une modification de procédé contrôlée.
Avant de lancer un transfert de production, il convient de vérifier le câble. Assurez-vous du chargement, du routage, de l'orientation de la bobine, de la propreté du chemin d'alimentation et de la compatibilité avec le capillaire installé et le procédé de collage.
4. Géométrie capillaire et usure des outils
La géométrie capillaire est l'un des facteurs les plus déterminants du collage par billes. Elle influe sur le comportement des billes à l'air libre, la déformation de la première liaison, l'empreinte de la liaison, la formation des points de soudure, la forme des boucles et les conditions de jeu.
Le choix des capillaires doit tenir compte du diamètre du fil, de la géométrie des plots, de la cible de la bille de connexion, de la conception du cadre de connexion ou du substrat, des exigences de boucle et de la construction du boîtier. Un capillaire adapté à un dispositif peut ne pas convenir à un autre boîtier.
L’usure des outils, la contamination, les dommages ou une géométrie incohérente peuvent provoquer une liaison instable même lorsque les paramètres de la machine semblent inchangés.
5. Alimentation du fil, serrage et formation de la queue
Un acheminement stable du fil est indispensable à la formation reproductible de boucles et de liaisons. Avant toute modification importante des paramètres de liaison, il convient d'examiner le trajet du fil, l'état et la durée du serrage des pinces, la longueur de la queue du fil, l'interface capillaire et la réactivité de l'alimentation.
Des symptômes tels que des boules d'air libre incohérentes, des ruptures de fil inattendues, une hauteur de boucle instable ou un comportement de première liaison irrégulier peuvent être liés à l'alimentation du fil, au mouvement de la pince ou à l'état du contrôle de la queue.
6. Formation de balle EFO et en air libre
La formation de billes à l'air libre est une étape fondamentale du soudage par billes. Le système EFO, l'état des électrodes, l'extrémité du fil, l'alimentation du fil, le montage capillaire et l'environnement gazeux peuvent tous influencer la taille, la forme et la consistance de la bille.
Lors du transfert de procédé, il est essentiel d'établir un FAB stable avant de procéder à l'optimisation finale de la première liaison. Un procédé de première liaison ne peut être réglé de manière fiable si la bille d'air libre entrante est irrégulière.
7. Équilibre des paramètres de la première liaison
La qualité de la première liaison est influencée par la force, l'énergie ultrasonique, la durée de liaison, la température, l'état du capillaire, l'état de la machine de fabrication, la qualité des plots de connexion et la précision d'alignement. Il est recommandé d'ajuster ces variables de manière contrôlée plutôt que par des modifications simultanées importantes.
Lorsque les résultats de la première liaison sont incohérents, utilisez une revue structurée : vérifiez l’état de la pastille de la puce, inspectez l’usure capillaire, vérifiez le comportement du FAB, vérifiez l’alignement, puis évaluez la force, l’énergie, le temps et les conditions thermiques.
8. Formation du deuxième lien et du point de suture
La qualité de la seconde liaison dépend de la surface de réception, des paramètres de couture, de la géométrie du capillaire, de la tension du fil, de la trajectoire de la boucle, de l'état du porte-pièce et de la stabilité thermique. Une première liaison stable ne garantit pas une seconde liaison stable.
Vérifiez l'aspect et la régularité des points de soudure sur différentes positions du boîtier. Une variation sur un côté d'un cadre de connexion ou d'un substrat peut indiquer un problème de support, de planéité, de température ou d'alignement local plutôt qu'un problème global de fabrication.
9. Profil de boucle, portée et hauteur de boucle
Le bouclage doit être conçu en fonction de l'architecture du boîtier. La hauteur de boucle, la portée, la géométrie du talon, le dégagement des fils, la distance puce-broche, les fils voisins, le flux de moulage et les contraintes du boîtier doivent tous être pris en compte.
Il convient d'examiner le profil de boucle sur l'ensemble du boîtier, et non pas seulement au niveau d'un point de connexion central. Les positions en bordure, les grandes portées, les fils adjacents et les angles difficiles d'accès du boîtier peuvent révéler des problèmes invisibles lors d'un test de configuration simple.
10. Température et stabilité thermique de l'opérateur
La température influe sur le comportement des matériaux, la stabilité du substrat, la réponse du cadre de connexion, la formation des liaisons et la reproductibilité à long terme. Il convient de vérifier le porte-pièce, la plaque chauffante, les contacts de fixation et le support du boîtier avant d'attribuer les variations uniquement aux paramètres de liaison.
Pour les boîtiers thermosensibles ou les séries de production plus longues, évaluez si la température reste stable sur l'ensemble du porte-pièce et si le support du boîtier change d'un endroit à l'autre.
Comment réaliser un transfert de procédé ASM AERO pratique FAT
Un test d'acceptation en usine (FAT) de transfert de procédé doit confirmer que la machine proposée peut exécuter le processus d'assemblage réel avec des matériaux représentatifs, les outils appropriés et des résultats documentés. Il ne doit pas se limiter à l'initialisation de la machine ou à une démonstration générique de câblage.
Étape 1 — Confirmer les entrées d'emballage et de matériel
Avant de commencer le test, préparez les schémas d'encapsulation, les informations sur les pastilles de puce, les détails du cadre de connexion ou du substrat, le matériau du fil, le diamètre du fil, la proposition de capillaire, les exigences du porteur de main-d'œuvre et le profil de boucle attendu.
Étape 2 — Installation du capillaire et de l'outillage vérifiés
Utilisez une configuration de capillaire et de porte-pièce adaptée au dispositif cible. Avant l'essai, notez le type de capillaire, l'état de l'outil, le type de fil, l'identité du dispositif de fixation et la configuration de la machine.
Étape 3 — Établir une formation de balle stable en air libre
Vérifiez la répétabilité de la formation du FAB avant de finaliser les paramètres de première liaison. Observez la consistance de la bille, la stabilité de l'extrémité du fil et l'interaction entre l'EFO, le contrôle de la pince et le montage capillaire.
Étape 4 — Valider la première liaison sur des matrices représentatives
Effectuez des essais de collage contrôlés sur des pastilles de puce réelles ou représentatives. Examinez l'aspect, la déformation, l'emplacement, la répétabilité et la réponse du processus du collage avant de passer à une évaluation complète.
Étape 5 — Valider la deuxième liaison sur les surfaces réelles de l'emballage
Vérifier la formation des points de soudure, la régularité de la seconde liaison et la précision de leur positionnement sur le cadre conducteur, le substrat ou la surface métallique de réception. Inclure, si possible, les zones de liaison difficiles d'accès.
Étape 6 — Confirmer le profil de boucle pour l'ensemble des emplacements des colis
Évaluer la hauteur, la portée, la forme, le jeu et la répétabilité de la boucle aux positions centrale, périphérique et de grande portée. Consigner le programme de boucle et les limites de processus identifiées lors des essais.
Étape 7 — Révision de l'alignement visuel et enseignement de la stabilité
Vérifiez que les pastilles de connexion, les broches, les substrats ou les références du boîtier sont correctement identifiés. Contrôlez les points d'apprentissage, les paramètres de la caméra, l'éclairage et l'alignement à l'aide du boîtier cible.
Étape 8 — Enregistrement des paramètres, des résultats et des limites de requalification
Documenter le matériau du fil, les détails du capillaire, les conditions EFO, les paramètres de liaison, les réglages du chauffage, le programme de boucle, les réglages de vision, les résultats d'inspection et les conditions nécessitant une requalification.
Symptômes courants de défauts de câblage et premières variables à examiner
| Symptôme observé | Premières variables à examiner |
|---|---|
| petite balle en air libre ou irrégulière | État de l'EFO, état de l'électrode, alimentation du fil, mouvement de la pince, longueur de la queue, matériau du fil et configuration du capillaire. |
| incohérence de première liaison | Surface de la matrice, géométrie capillaire, conditions de fabrication, alignement, force, énergie ultrasonique, temps et température de liaison. |
| variation de la deuxième liaison | Surface du cadre conducteur ou du substrat, paramètres de couture, usure capillaire, tension du fil, support du porte-pièce et conditions thermiques. |
| Dérive de la hauteur de boucle | Recette de la boucle, alimentation du fil, synchronisation du serrage, longueur de la queue, état du capillaire, étalonnage de la machine et stabilité du dispositif de fixation de l'emballage. |
| Profil de balayage de fil ou de boucle instable | Conception de la boucle, portée du fil, géométrie de l'emballage, conditions de dégagement, flux de matériau, contraintes liées au moule et séquence de processus. |
| Ruptures de câbles fréquentes | Trajet du fil, état du dispositif de serrage, dommages capillaires, comportement EFO, alimentation du fil, contamination de l'outil et équilibre des paramètres. |
| Variation d'alignement entre les positions des paquets | Points d'apprentissage visuels, mise au point de la caméra, éclairage, planéité du dispositif, placement de l'emballage, état de la scène et caractéristiques de référence locales. |
Quand un processus de câblage doit être requalifié
Une procédure de câblage doit être revue et potentiellement requalifiée en cas de modification d'un paramètre critique du processus. Cela inclut tout changement de matériau ou de diamètre du fil, de type de capillaire, de finition des plots de connexion, de métallisation du cadre de connexion ou du substrat, de géométrie du boîtier, de porte-pièce, d'état de l'élément chauffant, de contrôleur machine, de tête de câblage, de configuration de vision ou d'environnement logiciel principal.
La requalification ne nécessite pas toujours de reconstruire l'intégralité du processus à partir de zéro. Toutefois, la variable modifiée doit être identifiée, faire l'objet d'une évaluation des risques et être validée par rapport au cheminement réel du package avant sa mise en production.
Que faut-il documenter lors d'un transfert de procédé AERO ?
Modèle exact de la machine, numéro de série et configuration installée
Schéma du boîtier, disposition des pastilles de connexion et surface de réception de la puce
Matériau du fil, diamètre, lot du fournisseur et conditions de stockage
Critères de type, de géométrie, d'état et de remplacement des capillaires
Réglages EFO, état FAB et réglages du fil
Ensemble de paramètres de première et de deuxième liaison
Exigences relatives au profil de boucle, à la hauteur de boucle, à la portée et au dégagement de l'emballage
Identification du dispositif de maintien en place, du réchauffeur et de l'appareil
Points d'apprentissage visuels, réglages de la caméra et méthode d'alignement
Observations d'inspection, critères de rejet et déclencheurs de requalification
Recommandation finale : Valider le système de liaison complet
Une machine de câblage ASM AERO peut fournir une plateforme de processus robuste lorsque la configuration réelle de la machine, l'outillage capillaire, le matériau du fil, le porte-pièce, la géométrie de l'emballage, la configuration de vision et la méthode de validation sont alignés.
Avant de transférer un produit en production, vérifiez la stabilité de la formation des boucles, la qualité de la première liaison, la régularité de la seconde liaison, le profil de la boucle, l'alignement visuel et la répétabilité au niveau de l'emballage. Ceci permet d'éviter une erreur fréquente lors du transfert de processus : la validation d'un cycle machine sans validation de la combinaison réelle emballage/matériau.
Ressources connexes sur les machines de câblage ASM
Questions fréquentes concernant le transfert de processus de la machine de câblage ASM AERO
Quelle est la variable la plus importante dans le câblage des fils de cuivre ?
Aucune variable n'agit indépendamment. Le matériau du fil, la géométrie du capillaire, l'état de fabrication, la surface du tampon, les paramètres de liaison, les conditions thermiques et la conception de la boucle doivent être évalués conjointement comme un système de processus unique.
Comment l'état de la capillarité affecte-t-il la consistance de la première liaison ?
La géométrie capillaire, l'usure, la contamination et les dommages peuvent affecter l'interaction FAB, la déformation de la liaison, le transfert ultrasonique, l'empreinte de la liaison et la précision de positionnement. L'état du capillaire doit être vérifié avant toute modification importante des paramètres.
Pourquoi la formation de balles en l'air est-elle importante ?
La FAB constitue l'état initial de la première liaison. Des variations dans la taille, la forme ou le comportement de l'extrémité du fil peuvent engendrer une première liaison instable, même lorsque les autres paramètres de liaison restent inchangés.
Quels sont les facteurs qui influencent la hauteur et la stabilité de la boucle ?
La hauteur et la stabilité de la boucle sont influencées par le programme de boucle, l'alimentation du fil, le calage du serrage, l'état du capillaire, le matériau du fil, la distance entre la puce et le conducteur, la géométrie du boîtier, le support du porte-pièce et l'étalonnage de la machine.
Quand une recette de câblage doit-elle être requalifiée ?
Une recette doit être révisée lorsque le matériau du fil, le type de capillaire, l'état du plot de la puce, la finition du cadre de connexion ou du substrat, la géométrie du boîtier, le porte-pièce, la tête de liaison, la configuration de vision, l'état du chauffage ou d'autres entrées critiques du processus changent.
Un même capillaire peut-il être utilisé pour différents types d'emballage ?
Parfois, mais cela dépend du diamètre du fil, de la géométrie de la pastille, des exigences relatives aux billes de connexion, de la conception des conducteurs ou du substrat, de la boucle cible et du dégagement du boîtier. La compatibilité capillaire doit être vérifiée pour chaque procédé.
Pourquoi la qualité de la seconde liaison varie-t-elle d'un lot de substrat à l'autre ?
Les variations peuvent être influencées par l'état de surface, le revêtement, la contamination, la planéité, le support de fixation, le comportement thermique, les paramètres de couture et les conditions d'alignement local. La surface de réception doit être examinée en même temps que les paramètres de collage.
Quels éléments doivent être documentés lors d'un transfert de processus ASM AERO ?
Documenter la configuration de la machine, les détails du fil et du capillaire, l'état de l'EFO, les paramètres de liaison, le programme de boucle, la configuration du porte-pièce, les paramètres de vision, les matériaux d'emballage, les résultats d'inspection et les limites de requalification.
Besoin d'aide pour examiner un processus de câblage ASM AERO ?
Partagez le schéma du boîtier, l'agencement des pastilles de connexion, les détails du cadre de connexion ou du substrat, le matériau et le diamètre des fils, les informations sur le capillaire, le profil de boucle cible, les conditions de travail des porte-pièces et les exigences de production prévues. Une analyse pertinente commence par l'ensemble du processus de boîtier, et non par l'étude d'un seul paramètre de connexion.
