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Le choix d'une machine de collage de puces commence par le procédé de fixation requis par le produit. Le collage époxy, le brasage eutectique, le brasage tendre et le frittage d'argent peuvent tous être considérés comme des procédés de collage de puces, mais ils ne nécessitent pas le même système d'alimentation en matériau, la même tête de collage, la même méthode de chauffage, la même atmosphère, le même contrôle de la force ni les mêmes équipements en aval.
Une machine capable de prélever et de positionner une puce avec précision ne peut donc pas automatiquement réaliser le processus de fixation requis. Avant de comparer différents modèles de machines, il est indispensable de prendre en compte la face arrière de la puce, la finition du substrat, le chemin thermique, la connexion électrique, les exigences relatives à la ligne de collage et le volume de production.
La tâche pratique de sélection consiste à faire correspondre les exigences du produit avec le matériau de collage, la séquence de processus et la configuration de la machine installée.
Commencez par le résultat de fixation de la matrice requis
La méthode de collage doit être adaptée à la fonction de l'assemblage final. Un capteur économique, un module SiC haute puissance et un assemblage laser de précision peuvent tous nécessiter un placement de puce, mais leurs exigences thermiques, électriques et mécaniques peuvent orienter la conception des équipements de manière très différente.
| Exigences relatives au produit | Questions à définir | Pourquoi cela change la sélection des machines |
|---|---|---|
| Chemin thermique | Quelle quantité de chaleur doit se déplacer de la puce vers le substrat ou le dissipateur thermique ? | Les performances thermiques requises déterminent si un matériau époxy, brasé, eutectique ou fritté convient. |
| raccordement électrique | La couche de liaison doit-elle conduire le courant, rester isolée électriquement ou ne fournir qu'un support mécanique ? | Les matériaux conducteurs et non conducteurs nécessitent des plans de distribution, de durcissement et de qualification différents. |
| Matériaux pour puces et substrats | Quelles sont la métallisation de la face arrière de la puce, la finition du substrat et l'état de surface ? | L'interface du matériau influe sur le mouillage, l'adhérence, la diffusion, le contrôle de l'oxydation et la température du procédé. |
| Contrôle de la ligne de collage | Quelles épaisseurs, uniformités et inclinaisons de matrice sont acceptables ? | Le dosage, l'estampage, les préformes, le contrôle de la force et l'outillage doivent permettre d'obtenir la couche de liaison requise. |
| Exigence de nullité | Quel niveau de vide la conception thermique et de fiabilité peut-elle tolérer ? | La préparation des matériaux, le nettoyage, l'atmosphère, le refusion et le traitement sous vide en aval peuvent devenir importants. |
| Sensibilité de l'emballage | À quelle force, à quelle chaleur et à quel mouvement mécanique la puce et le substrat peuvent-ils résister ? | Les matrices minces, les matériaux fragiles et les structures délicates peuvent nécessiter des systèmes de préhension, de support et de contrôle de la force spécialisés. |
| Modèle de production | Le projet s'apparente-t-il à de la R&D, à une production à forte mixité ou à une production en grande série ? | L'automatisation requise, le changement d'outils, la manutention des matériaux et la production peuvent être aussi importants que le processus de collage lui-même. |
Ces exigences doivent être définies avant qu'un acheteur ne demande si une machine de collage de puces particulière est « compatible avec l'époxy » ou « compatible avec le frittage ». Un même procédé peut nécessiter des modules de machine différents pour différents boîtiers.
En quoi les principaux procédés de collage de puces diffèrent-ils ?
| Processus de liaison | Comment se forme la liaison | Exigences typiques de la machine | Principal critère de sélection |
|---|---|---|---|
| Collage époxy des puces | On dépose un adhésif conducteur ou non conducteur, on place la puce et on durcit le matériau. | Application par distribution, projection, estampage ou trempage ; contrôle de la force d’application ; contrôle de la ligne de collage ; plan de polymérisation | Volume de matériau, débordement, inclinaison de la matrice, conditions de polymérisation et régularité de la ligne de collage |
| collage eutectique des puces | Un alliage ou une préforme définie est chauffée dans sa plage de liaison pour créer un joint métallique. | Chauffage et refroidissement contrôlés, contrôle de l'atmosphère, manutention des préformes et lavage en option | Profil de température, oxydation, mouillage, formation de vides et mouvement de la puce pendant le collage |
| Liaison de puces par brasage tendre | On applique de la soudure, puis on la refond pour créer une connexion thermique et électrique conductrice. | Préparation ou distribution de la soudure, zones de traitement chauffées, contrôle de l'atmosphère et manutention de cadres de connexion à grand volume | Épaisseur de soudure, mouillage, porosité, oxydation et répétabilité de la production |
| Frittage de l'argent | Les particules d'argent forment une liaison dense grâce à un processus de frittage par diffusion plutôt qu'à un durcissement conventionnel ou à un refusion de soudure. | Manipulation de pâtes ou de films, contrôle précis de la ligne de collage, platine chauffante, force contrôlée le cas échéant et frittage en aval | Préparation des matériaux, épaisseur de la ligne de collage, stabilité du collage, circuit de pression et conditions de frittage finales |
Le tableau indique l'orientation principale de l'équipement. Il ne définit pas de recette de processus universelle. La configuration exacte dépend du matériau, de la puce, du substrat, du procédé de fabrication et des exigences de qualification sélectionnés.
Le collage époxy des puces privilégie le contrôle et le durcissement des matériaux
L'époxy est largement utilisé car il s'adapte à de nombreux formats d'emballage et peut être déposé selon plusieurs méthodes. L'époxy conducteur assure la connexion électrique et thermique, tandis que l'époxy non conducteur permet la fixation mécanique ou l'isolation électrique.
La machine de collage de puces peut appliquer l'époxy par :
distribution sous pression temporelle
Distribution par vis sans fin
Jet de distribution
Transfert par broche ou estampage
Le plongeon
Matériau adhésif pré-appliqué
La méthode appropriée dépend de la viscosité du matériau, de la teneur en charge, de la taille du dépôt, du motif, de la géométrie de l'emballage et de la vitesse de production. Un distributeur conçu pour une résine époxy donnée ne saurait convenir à toutes les formulations, chargées ou non.
Fonctions importantes de la machine à époxy
Volume de distribution ou d'estampage stable
Contrôle de la température des matériaux et de la durée de vie en pot, le cas échéant
Positionnement précis de la matrice avant que le matériau ne se déplace ou ne durcisse
Force de placement et hauteur de liaison programmables
Contrôle de l'épaisseur de la ligne de collage et de l'inclinaison de la matrice
Inspection visuelle avant et après cautionnement
Transfert fiable vers le processus de durcissement requis
Le placement d'époxy utilise souvent des températures de traitement inférieures à celles des procédés de brasage métallique, mais l'assemblage final dépend toujours du profil de polymérisation spécifié. Un placement réussi ne garantit pas que le joint polymérisé final répondra aux exigences thermiques, électriques ou de fiabilité.
À titre d'exemple actuel de plateforme époxy à haute vitesse,Machine de collage de puces BESI ESEC 2100 hSCette option peut être envisagée comme une solution parmi d'autres pour l'équipement. Son adéquation réelle dépend toutefois de la configuration de la machine proposée et du produit cible.
Le collage eutectique des puces nécessite une température et des conditions de surface contrôlées.
Le brasage eutectique crée une liaison métallique en chauffant un alliage ou une préforme dans des conditions de brasage définies. Ce procédé est souvent privilégié lorsque le produit exige un transfert thermique important, une bonne conduction électrique, une grande précision de positionnement ou un joint métallique contrôlé.
La machine et l'outillage peuvent devoir supporter :
Soudure prédéposée ou manipulation séparée des préformes
Chauffage et refroidissement rapides et reproductibles
Atmosphère inerte contrôlée ou réductrice si nécessaire
Mouvement programmable de nettoyage ou de découpe
Force de liaison et hauteur de liaison précises
Outillage qui reste stable à la température de traitement
Alignement visuel avant que les surfaces ne soient obscurcies
Le gommage peut contribuer à perturber les films de surface, à améliorer le mouillage et à réduire les gaz emprisonnés dans les procédés concernés. Il ne doit cependant pas être considéré comme une exigence universelle ni comme un substitut à une préparation de surface adéquate et à un contrôle précis de la température.
Le procédé eutectique doit également tenir compte du comportement de la matrice pendant la fusion de l'alliage. Un support inadéquat, des mouvements excessifs ou un profil thermique inapproprié peuvent affecter l'alignement, l'épaisseur de la ligne de collage et la formation de vides.
Le brasage tendre des puces est étroitement lié à la production d'énergie.
Le collage de puces par brasage tendre est couramment évalué pour les applications de semi-conducteurs de puissance et de cadres de connexion à grand volume qui nécessitent un chemin thermique conducteur entre la puce et son support.
Bien que les procédés de brasage eutectique et tendre utilisent tous deux des matériaux métalliques et de la chaleur, ils ne doivent pas être considérés comme identiques. La forme de la brasure, son comportement à la fusion, le mode de dépôt, l'atmosphère, le transport du cadre conducteur et la séquence de production peuvent différer considérablement.
Zones d'équipement de soudure tendre à confirmer
Méthode de livraison de matériaux par fil à souder, pâte à souder, préforme ou autre
Consistance de la préparation de la soudure ou de la distribution
Tête de collage chauffée, étage ou zone de traitement
Dispositif de contrôle des gaz et de l'oxydation
Prise et placement de la puce pendant le processus de soudure
Manipulation du cadre conducteur, de la bande ou du module d'alimentation
Visualisation des processus et surveillance des défauts
Refroidissement et transfert après collage
Les équipements de brasage tendre à haut volume sont souvent plus adaptés à des applications spécifiques qu'une machine de placement de puces flexible destinée à la R&D. Un acheteur souhaitant remplacer une machine de production existante doit comparer l'ensemble des matériaux et du chemin de câblage, et pas seulement la précision de placement et le rendement maximal.
Le frittage de l'argent nécessite un processus complet de pointage et de frittage.
Le frittage de l'argent est de plus en plus utilisé pour les dispositifs de puissance exigeant des performances thermiques élevées et un fonctionnement durable dans des conditions de température extrêmes. Le matériau ne forme pas sa liaison finale par polymérisation époxy classique ni par fusion de la brasure.
Selon le matériau et le procédé de production choisis, le parcours peut comprendre :
Application de pâte d'argent, de film ou d'un autre matériau de frittage sur le substrat ou la matrice
Choisir et placer avec précision le dé
Contrôler l'épaisseur initiale de la ligne de collage
Fixer la matrice pour qu'elle reste stable pendant le transport
Transfert de l'assemblage vers un procédé de frittage sous pression ou sans pression
Appliquer la combinaison requise de chaleur, de force, d'atmosphère et de temps
Certains procédés utilisent un collage à haute force ou un frittage sous pression, tandis que d'autres emploient des matériaux sans pression. Le système de collage de puces sélectionné doit donc être adapté au matériau utilisé et non pas se référer au terme générique de « frittage à l'argent ».
Les éléments importants à prendre en compte en matière d'équipement sont les suivants :
Distribution de pâte, estampage de film ou manipulation de film de transfert
Capteur et support pour puces minces
Capacité de tête et de platine de collage à chaud
Force de liaison programmable
Contrôle de l'épaisseur de la ligne de collage et de l'inclinaison de la matrice
Changement d'outil automatique pour différents moules et produits
Transition stable vers la presse de frittage finale ou le four
Une machine de placement de composants peut réaliser les étapes de positionnement et de pointage sans effectuer la soudure finale. Il est donc nécessaire d'examiner l'ensemble de la ligne de production, et non seulement la machine de placement.
Le flux de matière peut être aussi important que la méthode de liaison.
Une fois le sens du processus défini, vérifiez comment la puce, le matériau de liaison et le substrat pénètrent dans la machine.
| Zone matérielle | Formats d'entrée possibles | Conséquence de la machine |
|---|---|---|
| Entrée de la matrice | Cadre à plaquettes, emballage gaufré, Gel-Pak, plateau, bande et bobine ou matrice en vrac | Modifie les exigences relatives à l'éjecteur, à l'outil de prélèvement, à la vision, à l'alimentateur et au changement automatique. |
| Matériau de collage | Époxy, pâte à braser, fil, préforme, pâte d'argent, film ou couche pré-appliquée | Modifie le distributeur, l'outil d'estampage, l'unité de trempage, le système de chauffage et le système de contrôle des matériaux. |
| Substrat | Cadre de connexion, DBC, AMB, céramique, PCB, support, boîtier ou sous-montage individuel | Modifications apportées au porte-pièce, à l'indexation, au serrage, au chauffage et à l'automatisation de la production. |
| Changement de produit | Matériaux mono-produit, grande variété, matrices multiples ou matériaux de traitement multiples | Peut nécessiter un changement automatique d'outil, d'éjecteur, de plaquette et de recette. |
Une plateforme multiprocessus peut prendre en charge plusieurs méthodes de collage, mais seulement lorsque les distributeurs, les éléments chauffants, les têtes, les outils, les systèmes de contrôle d'atmosphère et les options logicielles nécessaires sont effectivement installés.
LeMachine de collage de matrices BESI Datacon 2200 EVOCe schéma illustre comment la manipulation des plaquettes, le changement d'outils, la distribution et les procédés à chaud ou à froid peuvent être combinés au sein d'une plateforme flexible. La configuration de chaque machine proposée doit toutefois être vérifiée individuellement.
Séquence de sélection pratique d'une machine de collage de puces
Définir l'articulation finale.Définir les exigences thermiques, électriques, mécaniques et de fiabilité.
Vérifier les interfaces des matériaux.Identifier la métallisation de la face arrière de la puce, la finition du substrat et l'état de surface.
Sélectionnez le procédé de collage.Comparez l'époxy, l'eutectique, la brasure tendre et le frittage en fonction du joint requis.
Définir la présentation du matériel.Décrivez comment la puce, le matériau de liaison et le substrat pénètrent dans la machine.
Identifier les modules de processus.Confirmer les exigences en matière de distribution, d'estampage, de manipulation des préformes, de chauffage, d'atmosphère, de nettoyage, de force et de refroidissement.
Définir les exigences de placement.Définir la précision, l'angle thêta, la hauteur de liaison, l'inclinaison de la puce et l'inspection post-liaison.
Examiner l'automatisation de la production.Définir les exigences en matière de production, de changement de format, de traçabilité et de manutention.
Vérifiez la machine exacte.Comparez la configuration installée, les logiciels, les outils et les accessoires avec le plan de processus.
Générer un échantillon représentatif.Vérifier la séquence complète des matériaux et des liaisons dans les conditions d'essai convenues.
Qualifiez le joint final.Confirmer les résultats thermiques, électriques, mécaniques et de fiabilité par le biais du processus de produit applicable.
Cette séquence constitue le principal critère de sélection de la machine. La méthode de collage détermine les fonctions nécessaires de l'équipement, tandis que le produit lui-même détermine si ces fonctions sont suffisantes.
Quand une machine de collage de puces multiprocessus est judicieuse
Une machine de collage de puces flexible peut s'avérer précieuse lorsque l'usine fabrique des produits très diversifiés, effectue des développements de processus ou a besoin de plusieurs voies de collage au sein d'une même plateforme.
La capacité multiprocessus est particulièrement utile lorsque :
Les têtes et outils installés couvrent la gamme de matrices requise.
La machine peut s'adapter aux différents formats d'entrée de matériaux requis.
Des modules de dosage, d'estampage, de chauffage et de contrôle de l'atmosphère sont disponibles.
Les logiciels et les recettes permettent un changement de processus contrôlé.
Le résultat attendu reste réaliste après les changements.
L'étalonnage et la maintenance peuvent être gérés à travers les différents processus.
Une machine dédiée à haut volume peut être plus appropriée lorsqu'une famille de produits domine la production et nécessite une manipulation spécialisée des cadres de connexion, un contrôle de la soudure tendre ou une préparation au frittage à haute force.
FAQ sur la sélection d'une machine de collage de puces
Une seule machine de collage de puces peut-elle gérer les procédés époxy et eutectique ?
Certaines plateformes flexibles peuvent prendre en charge les deux procédés, mais uniquement si le distributeur, le système de chauffage, le système de contrôle de l'atmosphère, l'outillage et le logiciel nécessaires sont installés. Le nom du modèle à lui seul ne garantit pas la capacité multiprocessus.
Le frittage de l'argent est-il entièrement réalisé à l'intérieur d'une machine de collage de matrices ?
Pas toujours. L'opérateur de collage de matrices peut appliquer le matériau, positionner la matrice et effectuer le pointage, tandis que le frittage final se déroule par un procédé distinct, sous pression ou sans pression. Il convient d'examiner la ligne complète.
La liaison eutectique est-elle identique à la fixation de puces par brasage tendre ?
Non. Les deux procédés utilisent des liants métalliques et la chaleur, mais le comportement de l'alliage, l'aspect du matériau, l'atmosphère, l'outillage et les équipements de production peuvent différer. Le procédé requis doit être défini par l'emballage et le système de matériaux.
Une précision de placement accrue signifie-t-elle une meilleure machine de collage de puces ?
La précision ne suffit pas à elle seule. Elle doit être considérée conjointement avec la manipulation de la matrice, le contrôle de la ligne de collage, l'application du matériau, la force, le chauffage, l'automatisation et les conditions de mesure réelles.
Quelles informations faut-il préparer avant de demander un dé ?
Le choix d'une machine de collage de puces commence par le procédé de fixation requis par le produit. Le collage époxy, le brasage eutectique, le brasage tendre et le frittage d'argent peuvent tous être considérés comme des procédés de collage de puces, mais ils ne nécessitent pas le même système d'alimentation en matériau, la même tête de collage, la même méthode de chauffage, la même atmosphère, le même contrôle de la force ni les mêmes équipements en aval.
Une machine capable de prélever et de positionner une puce avec précision ne peut donc pas automatiquement réaliser le processus de fixation requis. Avant de comparer différents modèles de machines, il est indispensable de prendre en compte la face arrière de la puce, la finition du substrat, le chemin thermique, la connexion électrique, les exigences relatives à la ligne de collage et le volume de production.
La tâche pratique de sélection consiste à faire correspondre les exigences du produit avec le matériau de collage, la séquence de processus et la configuration de la machine installée.
Commencez par le résultat de fixation de la matrice requis
La méthode de collage doit être adaptée à la fonction de l'assemblage final. Un capteur économique, un module SiC haute puissance et un assemblage laser de précision peuvent tous nécessiter un placement de puce, mais leurs exigences thermiques, électriques et mécaniques peuvent orienter la conception des équipements de manière très différente.
| Exigences relatives au produit | Questions à définir | Pourquoi cela change la sélection des machines |
|---|---|---|
| Chemin thermique | Quelle quantité de chaleur doit se déplacer de la puce vers le substrat ou le dissipateur thermique ? | Les performances thermiques requises déterminent si un matériau époxy, brasé, eutectique ou fritté convient. |
| raccordement électrique | La couche de liaison doit-elle conduire le courant, rester isolée électriquement ou ne fournir qu'un support mécanique ? | Les matériaux conducteurs et non conducteurs nécessitent des plans de distribution, de durcissement et de qualification différents. |
| Matériaux pour puces et substrats | Quelles sont la métallisation de la face arrière de la puce, la finition du substrat et l'état de surface ? | L'interface du matériau influe sur le mouillage, l'adhérence, la diffusion, le contrôle de l'oxydation et la température du procédé. |
| Contrôle de la ligne de collage | Quelles épaisseurs, uniformités et inclinaisons de matrice sont acceptables ? | Le dosage, l'estampage, les préformes, le contrôle de la force et l'outillage doivent permettre d'obtenir la couche de liaison requise. |
| Exigence de nullité | Quel niveau de vide la conception thermique et de fiabilité peut-elle tolérer ? | La préparation des matériaux, le nettoyage, l'atmosphère, le refusion et le traitement sous vide en aval peuvent devenir importants. |
| Sensibilité de l'emballage | À quelle force, à quelle chaleur et à quel mouvement mécanique la puce et le substrat peuvent-ils résister ? | Les matrices minces, les matériaux fragiles et les structures délicates peuvent nécessiter des systèmes de préhension, de support et de contrôle de la force spécialisés. |
| Modèle de production | Le projet s'apparente-t-il à de la R&D, à une production à forte mixité ou à une production en grande série ? | L'automatisation requise, le changement d'outils, la manutention des matériaux et la production peuvent être aussi importants que le processus de collage lui-même. |
Ces exigences doivent être définies avant qu'un acheteur ne demande si une machine de collage de puces particulière est « compatible avec l'époxy » ou « compatible avec le frittage ». Un même procédé peut nécessiter des modules de machine différents pour différents boîtiers.
En quoi les principaux procédés de collage de puces diffèrent-ils ?
| Processus de liaison | Comment se forme la liaison | Exigences typiques de la machine | Principal critère de sélection |
|---|---|---|---|
| Collage époxy des puces | On dépose un adhésif conducteur ou non conducteur, on place la puce et on durcit le matériau. | Application par distribution, projection, estampage ou trempage ; contrôle de la force d’application ; contrôle de la ligne de collage ; plan de polymérisation | Volume de matériau, débordement, inclinaison de la matrice, conditions de polymérisation et régularité de la ligne de collage |
| collage eutectique des puces | Un alliage ou une préforme définie est chauffée dans sa plage de liaison pour créer un joint métallique. | Chauffage et refroidissement contrôlés, contrôle de l'atmosphère, manutention des préformes et lavage en option | Profil de température, oxydation, mouillage, formation de vides et mouvement de la puce pendant le collage |
| Liaison de puces par brasage tendre | On applique de la soudure, puis on la refond pour créer une connexion thermique et électrique conductrice. | Préparation ou distribution de la soudure, zones de traitement chauffées, contrôle de l'atmosphère et manutention de cadres de connexion à grand volume | Épaisseur de soudure, mouillage, porosité, oxydation et répétabilité de la production |
| Frittage de l'argent | Les particules d'argent forment une liaison dense grâce à un processus de frittage par diffusion plutôt qu'à un durcissement conventionnel ou à un refusion de soudure. | Manipulation de pâtes ou de films, contrôle précis de la ligne de collage, platine chauffante, force contrôlée le cas échéant et frittage en aval | Préparation des matériaux, épaisseur de la ligne de collage, stabilité du collage, circuit de pression et conditions de frittage finales |
Le tableau indique l'orientation principale de l'équipement. Il ne définit pas de recette de processus universelle. La configuration exacte dépend du matériau, de la puce, du substrat, du procédé de fabrication et des exigences de qualification sélectionnés.
Le collage époxy des puces privilégie le contrôle et le durcissement des matériaux
L'époxy est largement utilisé car il s'adapte à de nombreux formats d'emballage et peut être déposé selon plusieurs méthodes. L'époxy conducteur assure la connexion électrique et thermique, tandis que l'époxy non conducteur permet la fixation mécanique ou l'isolation électrique.
La machine de collage de puces peut appliquer l'époxy par :
distribution sous pression temporelle
Distribution par vis sans fin
Jet de distribution
Transfert par broche ou estampage
Le plongeon
Matériau adhésif pré-appliqué
La méthode appropriée dépend de la viscosité du matériau, de la teneur en charge, de la taille du dépôt, du motif, de la géométrie de l'emballage et de la vitesse de production. Un distributeur conçu pour une résine époxy donnée ne saurait convenir à toutes les formulations, chargées ou non.
Fonctions importantes de la machine à époxy
Volume de distribution ou d'estampage stable
Contrôle de la température des matériaux et de la durée de vie en pot, le cas échéant
Positionnement précis de la matrice avant que le matériau ne se déplace ou ne durcisse
Force de placement et hauteur de liaison programmables
Contrôle de l'épaisseur de la ligne de collage et de l'inclinaison de la matrice
Inspection visuelle avant et après cautionnement
Transfert fiable vers le processus de durcissement requis
Le placement d'époxy utilise souvent des températures de traitement inférieures à celles des procédés de brasage métallique, mais l'assemblage final dépend toujours du profil de polymérisation spécifié. Un placement réussi ne garantit pas que le joint polymérisé final répondra aux exigences thermiques, électriques ou de fiabilité.
À titre d'exemple actuel de plateforme époxy à haute vitesse,Machine de collage de puces BESI ESEC 2100 hSCette option peut être envisagée comme une solution parmi d'autres pour l'équipement. Son adéquation réelle dépend toutefois de la configuration de la machine proposée et du produit cible.
Le collage eutectique des puces nécessite une température et des conditions de surface contrôlées.
Le brasage eutectique crée une liaison métallique en chauffant un alliage ou une préforme dans des conditions de brasage définies. Ce procédé est souvent privilégié lorsque le produit exige un transfert thermique important, une bonne conduction électrique, une grande précision de positionnement ou un joint métallique contrôlé.
La machine et l'outillage peuvent devoir supporter :
Soudure prédéposée ou manipulation séparée des préformes
Chauffage et refroidissement rapides et reproductibles
Atmosphère inerte contrôlée ou réductrice si nécessaire
Mouvement programmable de nettoyage ou de découpe
Force de liaison et hauteur de liaison précises
Outillage qui reste stable à la température de traitement
Alignement visuel avant que les surfaces ne soient obscurcies
Le gommage peut contribuer à perturber les films de surface, à améliorer le mouillage et à réduire les gaz emprisonnés dans les procédés concernés. Il ne doit cependant pas être considéré comme une exigence universelle ni comme un substitut à une préparation de surface adéquate et à un contrôle précis de la température.
Le procédé eutectique doit également tenir compte du comportement de la matrice pendant la fusion de l'alliage. Un support inadéquat, des mouvements excessifs ou un profil thermique inapproprié peuvent affecter l'alignement, l'épaisseur de la ligne de collage et la formation de vides.
Le brasage tendre des puces est étroitement lié à la production d'énergie.
Le collage de puces par brasage tendre est couramment évalué pour les applications de semi-conducteurs de puissance et de cadres de connexion à grand volume qui nécessitent un chemin thermique conducteur entre la puce et son support.
Bien que les procédés de brasage eutectique et tendre utilisent tous deux des matériaux métalliques et de la chaleur, ils ne doivent pas être considérés comme identiques. La forme de la brasure, son comportement à la fusion, le mode de dépôt, l'atmosphère, le transport du cadre conducteur et la séquence de production peuvent différer considérablement.
Zones d'équipement de soudure tendre à confirmer
Méthode de livraison de matériaux par fil à souder, pâte à souder, préforme ou autre
Consistance de la préparation de la soudure ou de la distribution
Tête de collage chauffée, étage ou zone de traitement
Dispositif de contrôle des gaz et de l'oxydation
Prise et placement de la puce pendant le processus de soudure
Manipulation du cadre conducteur, de la bande ou du module d'alimentation
Visualisation des processus et surveillance des défauts
Refroidissement et transfert après collage
Les équipements de brasage tendre à haut volume sont souvent plus adaptés à des applications spécifiques qu'une machine de placement de puces flexible destinée à la R&D. Un acheteur souhaitant remplacer une machine de production existante doit comparer l'ensemble des matériaux et du chemin de câblage, et pas seulement la précision de placement et le rendement maximal.
Le frittage de l'argent nécessite un processus complet de pointage et de frittage.
Le frittage de l'argent est de plus en plus utilisé pour les dispositifs de puissance exigeant des performances thermiques élevées et un fonctionnement durable dans des conditions de température extrêmes. Le matériau ne forme pas sa liaison finale par polymérisation époxy classique ni par fusion de la brasure.
Selon le matériau et le procédé de production choisis, le parcours peut comprendre :
Application de pâte d'argent, de film ou d'un autre matériau de frittage sur le substrat ou la matrice
Choisir et placer avec précision le dé
Contrôler l'épaisseur initiale de la ligne de collage
Fixer la matrice pour qu'elle reste stable pendant le transport
Transfert de l'assemblage vers un procédé de frittage sous pression ou sans pression
Appliquer la combinaison requise de chaleur, de force, d'atmosphère et de temps
Certains procédés utilisent un collage à haute force ou un frittage sous pression, tandis que d'autres emploient des matériaux sans pression. Le système de collage de puces sélectionné doit donc être adapté au matériau utilisé et non pas se référer au terme générique de « frittage à l'argent ».
Les éléments importants à prendre en compte en matière d'équipement sont les suivants :
Distribution de pâte, estampage de film ou manipulation de film de transfert
Capteur et support pour puces minces
Capacité de tête et de platine de collage à chaud
Force de liaison programmable
Contrôle de l'épaisseur de la ligne de collage et de l'inclinaison de la matrice
Changement d'outil automatique pour différents moules et produits
Transition stable vers la presse de frittage finale ou le four
Une machine de placement de composants peut réaliser les étapes de positionnement et de pointage sans effectuer la soudure finale. Il est donc nécessaire d'examiner l'ensemble de la ligne de production, et non seulement la machine de placement.
Le flux de matière peut être aussi important que la méthode de liaison.
Une fois le sens du processus défini, vérifiez comment la puce, le matériau de liaison et le substrat pénètrent dans la machine.
| Zone matérielle | Formats d'entrée possibles | Conséquence de la machine |
|---|---|---|
| Entrée de la matrice | Cadre à plaquettes, emballage gaufré, Gel-Pak, plateau, bande et bobine ou matrice en vrac | Modifie les exigences relatives à l'éjecteur, à l'outil de prélèvement, à la vision, à l'alimentateur et au changement automatique. |
| Matériau de collage | Époxy, pâte à braser, fil, préforme, pâte d'argent, film ou couche pré-appliquée | Modifie le distributeur, l'outil d'estampage, l'unité de trempage, le système de chauffage et le système de contrôle des matériaux. |
| Substrat | Cadre de connexion, DBC, AMB, céramique, PCB, support, boîtier ou sous-montage individuel | Modifications apportées au porte-pièce, à l'indexation, au serrage, au chauffage et à l'automatisation de la production. |
| Changement de produit | Matériaux mono-produit, grande variété, matrices multiples ou matériaux de traitement multiples | Peut nécessiter un changement automatique d'outil, d'éjecteur, de plaquette et de recette. |
Une plateforme multiprocessus peut prendre en charge plusieurs méthodes de collage, mais seulement lorsque les distributeurs, les éléments chauffants, les têtes, les outils, les systèmes de contrôle d'atmosphère et les options logicielles nécessaires sont effectivement installés.
LeMachine de collage de matrices BESI Datacon 2200 EVOCe schéma illustre comment la manipulation des plaquettes, le changement d'outils, la distribution et les procédés à chaud ou à froid peuvent être combinés au sein d'une plateforme flexible. La configuration de chaque machine proposée doit toutefois être vérifiée individuellement.
Séquence de sélection pratique d'une machine de collage de puces
Définir l'articulation finale.Définir les exigences thermiques, électriques, mécaniques et de fiabilité.
Vérifier les interfaces des matériaux.Identifier la métallisation de la face arrière de la puce, la finition du substrat et l'état de surface.
Sélectionnez le procédé de collage.Comparez l'époxy, l'eutectique, la brasure tendre et le frittage en fonction du joint requis.
Définir la présentation du matériel.Décrivez comment la puce, le matériau de liaison et le substrat pénètrent dans la machine.
Identifier les modules de processus.Confirmer les exigences en matière de distribution, d'estampage, de manipulation des préformes, de chauffage, d'atmosphère, de nettoyage, de force et de refroidissement.
Définir les exigences de placement.Définir la précision, l'angle thêta, la hauteur de liaison, l'inclinaison de la puce et l'inspection post-liaison.
Examiner l'automatisation de la production.Définir les exigences en matière de production, de changement de format, de traçabilité et de manutention.
Vérifiez la machine exacte.Comparez la configuration installée, les logiciels, les outils et les accessoires avec le plan de processus.
Générer un échantillon représentatif.Vérifier la séquence complète des matériaux et des liaisons dans les conditions d'essai convenues.
Qualifiez le joint final.Confirmer les résultats thermiques, électriques, mécaniques et de fiabilité par le biais du processus de produit applicable.
Cette séquence constitue le principal critère de sélection de la machine. La méthode de collage détermine les fonctions nécessaires de l'équipement, tandis que le produit lui-même détermine si ces fonctions sont suffisantes.
Quand une machine de collage de puces multiprocessus est judicieuse
Une machine de collage de puces flexible peut s'avérer précieuse lorsque l'usine fabrique des produits très diversifiés, effectue des développements de processus ou a besoin de plusieurs voies de collage au sein d'une même plateforme.
La capacité multiprocessus est particulièrement utile lorsque :
Les têtes et outils installés couvrent la gamme de matrices requise.
La machine peut s'adapter aux différents formats d'entrée de matériaux requis.
Des modules de dosage, d'estampage, de chauffage et de contrôle de l'atmosphère sont disponibles.
Les logiciels et les recettes permettent un changement de processus contrôlé.
Le résultat attendu reste réaliste après les changements.
L'étalonnage et la maintenance peuvent être gérés à travers les différents processus.
Une machine dédiée à haut volume peut être plus appropriée lorsqu'une famille de produits domine la production et nécessite une manipulation spécialisée des cadres de connexion, un contrôle de la soudure tendre ou une préparation au frittage à haute force.
FAQ sur la sélection d'une machine de collage de puces
Une seule machine de collage de puces peut-elle gérer les procédés époxy et eutectique ?
Certaines plateformes flexibles peuvent prendre en charge les deux procédés, mais uniquement si le distributeur, le système de chauffage, le système de contrôle de l'atmosphère, l'outillage et le logiciel nécessaires sont installés. Le nom du modèle à lui seul ne garantit pas la capacité multiprocessus.
Le frittage de l'argent est-il entièrement réalisé à l'intérieur d'une machine de collage de matrices ?
Pas toujours. L'opérateur de collage de matrices peut appliquer le matériau, positionner la matrice et effectuer le pointage, tandis que le frittage final se déroule par un procédé distinct, sous pression ou sans pression. Il convient d'examiner la ligne complète.
La liaison eutectique est-elle identique à la fixation de puces par brasage tendre ?
Non. Les deux procédés utilisent des liants métalliques et la chaleur, mais le comportement de l'alliage, l'aspect du matériau, l'atmosphère, l'outillage et les équipements de production peuvent différer. Le procédé requis doit être défini par l'emballage et le système de matériaux.
Une précision de placement accrue signifie-t-elle une meilleure machine de collage de puces ?
La précision ne suffit pas à elle seule. Elle doit être considérée conjointement avec la manipulation de la matrice, le contrôle de la ligne de collage, l'application du matériau, la force, le chauffage, l'automatisation et les conditions de mesure réelles.
Quelles informations faut-il préparer avant de demander une recommandation pour un système de collage de puces ?
Préparer les dimensions et l'épaisseur de la matrice, le format d'entrée, le substrat, le matériau de liaison, les exigences de placement, la force de liaison, la température, l'atmosphère, l'objectif de production et les fonctions d'inspection ou de traçabilité requises.
Recommandation finale
Le choix d'une machine de collage de puces doit se faire en fonction du type d'assemblage à réaliser, et non uniquement en fonction de sa vitesse, de sa précision ou de sa marque. Les procédés époxy dépendent fortement du dépôt et du durcissement du matériau. Les procédés de brasage eutectique et tendre exigent des conditions de liaison métallique contrôlées. Le frittage de l'argent requiert une préparation précise du matériau, un pointage et un processus de frittage complet.
Avis disponiblemachines de collage de matricesCe n'est qu'après la définition du processus, du flux de matériaux et des modules nécessaires que nous pourrons discuter d'un projet. Veuillez envoyer la puce, le substrat, le matériau de liaison, l'objectif de production et le processus prévu.page de demande d'informations sur les équipements CMS.
Recommandation de colle ?
Préparer les dimensions et l'épaisseur de la matrice, le format d'entrée, le substrat, le matériau de liaison, les exigences de placement, la force de liaison, la température, l'atmosphère, l'objectif de production et les fonctions d'inspection ou de traçabilité requises.
Recommandation finale
Le choix d'une machine de collage de puces doit se faire en fonction du type d'assemblage à réaliser, et non uniquement en fonction de sa vitesse, de sa précision ou de sa marque. Les procédés époxy dépendent fortement du dépôt et du durcissement du matériau. Les procédés de brasage eutectique et tendre exigent des conditions de liaison métallique contrôlées. Le frittage de l'argent requiert une préparation précise du matériau, un pointage et un processus de frittage complet.
Avis disponiblemachines de collage de matricesCe n'est qu'après la définition du processus, du flux de matériaux et des modules nécessaires que nous pourrons discuter d'un projet. Veuillez envoyer la puce, le substrat, le matériau de liaison, l'objectif de production et le processus prévu.page de demande d'informations sur les équipements CMS.
