מכונת הצבת אריזה מתקדמת ASM SIPLACE CA2

מוצרי אריזה מודרניים מסוג System-in-Package ומוצרי אריזה מתקדמים דורשים לעתים קרובות הרכבה של מספר סוגי רכיבים שונים מאוד על אותו מצע. רכיבים פסיביים ומעגלים משולבים ארוזים עשויים להגיע במזיני סרט וסליל, בעוד ששבבי מוליכים למחצה חשופים חייבים להיאסף ישירות מופל חתוך, להיבדק, לכוון ולהניח אותם עם בקרת תהליך הדוקה הרבה יותר.

הASM סיפלייס CA2פותחה עבור סביבת ייצור מעורבת זו. במקום להפריד בין הנחת SMT סטנדרטית לעיבוד שבבי פרוסות פרוסות ישירות לשלבי ציוד עצמאיים לחלוטין, ה-CA2 משלב את שני זרימות החומר בפלטפורמת הנחת חומרים מתקדמת אחת. הוא יכול לעבד שבבי SMD המסופקים על ידי מזין, לבצע חיבור שבבים מווסת פרוסות פרוסות ולטפל בהנחת שבבים כפולים עבור מכלולים אלקטרוניים קומפקטיים ומשולבים ביותר.

זה הופך את ה-SIPLACE CA2 לרלוונטי במיוחד עבור יצרנים המעריכיםציוד להדבקת שבבים למחצהעבור מודולי SiP, אלקטרוניקת הספק, רכיבים משובצים, אריזות ברמת פרוסת ופלים ויישומים אחרים שבהם יכולת SMT קונבנציונלית לבדה אינה מספיקה.

איזה סוג מכונה הוא ה-ASM SIPLACE CA2?

ניתן לתאר את ה-SIPLACE CA2 בצורה הטובה ביותר כפלטפורמת מיקום היברידית במהירות גבוהה להרכבת מוליכים למחצה ו-SMT. היא אינה מוגבלת למקור חומר יחיד או לתהליך אריזה מסורתי אחד.

בהתאם לתצורת המכונה המותקנת, ה-CA2 יכול לתאם מספר משימות ייצור:

• בחר רכיבי SMD סטנדרטיים ממזיני סרט וסליל.

• הסר את השבלולים הידועים כתקינים ישירות מוופל מנוסר.

• הנח את המתכות החשופות בכיוון חיבור המתכות.

• סובב והנח את המתים להרכבת שבב-הפוך.

• רכיבי תהליך המסופקים באמצעות מגשים או נשאים ייעודיים.

• יש למרוח שטף או חומר טבילה אחר לפני ההנחה.

• בדקו את התבניות והרכיבים במהלך תהליך ההרכבה.

• רשום את הקשר בין מיקום הוופל המקורי למיקום המצע הסופי.

התוצאה היא פלטפורמת ייצור שיכולה לחבר תהליכים המקושרים באופן מסורתי למכונת הצבת SMT ולמחבר שבבי מוליכים למחצה.

מדוע קווי אריזה מתקדמים זקוקים לפלטפורמת השמה היברידית

קו SMT קונבנציונלי יעיל ביותר כאשר רוב החומרים מסופקים במזינים סטנדרטיים. אריזה מתקדמת מציגה אתגר שונה מכיוון שהמוצר הסופי עשוי לשלב פסיביים, מוליכים למחצה ארוזים, חיישנים, שבבי הספק ומעגלים משולבים לא ארוזים על גבי מצע אחד.

כאשר חומרים אלה מעובדים בציוד נפרד, הייצור עשוי לדרוש העברות נוספות, אחסון ביניים, סביבות תכנות נפרדות ומעקב מורכב יותר. ייתכן שיהיה צורך גם להמיר שבבים חשופים לאריזת סרט לפני שיוכלו להיכנס לתהליך מיקום SMT קונבנציונלי.

ה-SIPLACE CA2 מטפל בפער ייצור זה על ידי הבאת טיפול ישיר בוופלים לפלטפורמה מוכוונת SMT. ניתן לקחת שבבים מהוופל ולהכניס אותם לרצף ההשמה יחד עם רכיבים המסופקים על ידי מזין, ובכך להפחית את מספר שלבי התהליך המנותקים.

CA2 בהשוואה למסלול ייצור מפוצל קונבנציונלי

נתיב הייצור המתאים ביותר עדיין תלוי בנפח המוצר, במגוון השבבים, בכימיה של התהליך, בתכנון המצע ובתשתית המפעל הקיימת. CA2 בעל ערך רב במיוחד כאשר יש לעבד שוב ושוב הן רכיבי SMT והן שבבים המסופקים על ידי פרוסות סיליקון בתוך אותה משפחת מוצרים.

מפרט עיקרי של ASM SIPLACE CA2

ערכים מקסימליים שפורסמו מתארים את יכולת הפלטפורמה. תפוקת הייצור בפועל תלויה בראש המותקן, במידות השבב, במצב הפרוסה, בתכנון המצע, באפשרויות התהליך, בדרישות הבדיקה ובתמהיל הרכיבים.

עיבוד פרוסות ישיר וזרימת חומרים

אחת היכולות החשובות ביותר של CA2 היא היכולת שלו לעבד שבבים ישירות מוופל חתוך. בתהליך עבודה מסורתי המבוסס על מזין, ייתכן שיהיה צורך להעביר תחילה שבבים חשופים לסרט או נשא סטנדרטי אחר לפני ההצבה.

עיבוד ישיר של פרוסות סיליקון יכול להסיר או להפחית את שלב ההמרה הביניים. זה עשוי לספק מספר יתרונות תפעוליים:

• פחות פעולות הכנה וטיפול בחומרים הקשורות לסרט.

• דרישות אחסון מופחתות עבור חומרי שבב שהומרו.

• פחות פסולת של סרטי דביק ונישאים הקשורה לאריזה מחדש של מתכות.

• פחות פעילויות חידוש מלאי ושחבור עבור חומרי שבלונות.

• חיבור טוב יותר בין נתוני מפת הוופלים לרישומי המיקום הסופיים.

• שימוש גמיש יותר במספר שבבים בתוך מוצרי SiP מורכבים.

ה-CA2 משתמש בפונקציות של טיפול בפרוסות ופלים וחיצה של שבבי עיבוד שבבים כדי להפריד בין הכנת השבבים הגוזלת זמן רב לבין רצף ההשמה. תהליך מקביל זה מסייע בשמירה על תפוקת הייצור בזמן שהשבבים מוכנים לאיסוף ולהשמה.

ייצור שבבי חיבור ושבב היפוך

מיקום חיבור למות

בתהליך חיבור שבבים (die-attach), שבב המוליך למחצה מוסר מהפרוסת האלקטרונית וממוקם בכיוון הנדרש על המצע. בהתאם למוצר ולאפשרויות המכונה, התהליך עשוי לכלול טבילה של החומר, בדיקת שבב והנחה מבוקרת בכוח נמוך.

מיקום שבב-פליפ

הרכבת שבב-Flip דורשת שהשבב יהיה מכוון בצורה נכונה כך שצדו הפעיל ומבנה החיבור שלו יפנו אל המצע. דיוק המיקום, מצב השבב, העברת השטף ומיפוי המצע הופכים לחשובים במיוחד כאשר ממדי הבליטות ומרווחי הרכיבים קטנים.

SMT מעורב והצבת שבבים

ה-CA2 יכול לשלב שבבים המסופקים על ידי פרוסות סיליקון עם רכיבים קונבנציונליים שנבחרו מרכיבים תואמים.מזיני SMT של ASMזה מאפשר למוצר אחד לכלול נגדים, קבלים, מעגלים משולבים ארוזים וכמה סוגי שבבים חשופים מבלי להתייחס לכל קבוצת חומרים כפרויקט הרכבה נפרד לחלוטין.

ראש מיקום ואפשרויות דיוק

ניתן לצייד את המכונה בראש הנחת CP20 לטיפול ברכיבים במהירות גבוהה ובדיוק גבוה. ה-CP20 מיועד לרכיבים קטנים ורגישים ותומך בפונקציות איסוף ללא מגע והנחת אפס כוח.

יכולות CP20 שפורסמו כוללות:

• טווח רכיבים החל ממטרי 0201.

• מידות רכיב מקסימליות עד כ-8.2 × 8.2 מ"מ.

• גובה הרכיב עד כ-4 מ"מ.

• תפוקת השמה של עד 38,000 רכיבים לשעה לכל תצורת ראש רלוונטית.

• יכולת דיוק עד ±10 מיקרומטר ב-3 סיגמא.

יש לבחור את דרגת הדיוק הנדרשת בהתאם למידות השבב, פסיעה של החיבור, גודל הכדור או הבליטות, סבילות המצע ודרישות תפוקת המוצר. מכונה שתצורתה מוגדרת להצבה סטנדרטית של 20 מיקרומטר לא צריכה להיחשב באופן אוטומטי כמספקת את דרגת התהליך האופציונלית של 10 מיקרומטר.

החלפת פרוסות וייצור רב-ממות

מוצרי SiP מורכבים עשויים להכיל מספר שבבים שונים. החלפת חומרי פרוסות באופן ידני עבור כל סוג שבב תיצור צוואר בקבוק משמעותי בייצור. מערכת החלפת פרוסות CA2 נועדה לתחזק סוגי פרוסות מרובים ולהציג את החומר הנדרש לתהליך ההשמה ככל שתוכנית הייצור משתנה.

עם התצורה המתאימה, מערכת הוופלים יכולה להכיל עד 50 ופלים שונים. יכולת ריבוי שבבים זו שימושית במיוחד עבור מוצרים המשלבים מעבדים, זיכרון, חיישנים, שבבי תקשורת ורכיבי הספק באריזה קומפקטית אחת.

בעת הערכת מכונה זמינה, יש לאשר:

1. מערכת החלפת הוופלים המותקנת ומספר מיקומי הוופלים הנתמכים.

2. קוטרי ופלים נתמכים ומפרטי מסגרת ופלים.

3. תצורת מפלט פרוסות, היפוך שבבים ותצורת מודול חיץ.

4. תאימות עם פורמט מפת הוופלים הנדרש.

5. מידות מקסימליות ומינימליות של התבנית.

6. עובי התבנית הנתמך ומצב התבנית.

7. נתוני זיהוי שבבים פגומים ונתונים ידועים של שבבים טובים.

תצורות מצע ומסוע

ניתן להגדיר את ה-CA2 עבור זרימות מצע שונות במקום להיות מוגבל לפורמט PCB קונבנציונלי אחד.

מסוע חד-נתיב

תצורה של נתיב יחיד יכולה לתמוך בפאנלים גדולים, במעגלים מודפסים משובצים ובמצעים מיוחדים. פורמטים שפורסמו מגיעים עד 620 × 700 מ"מ עבור קטגוריות דיוק וסידורי מכונות נבחרים.

מסוע דו-נתיבי

הובלה דו-נתיבית מתאימה למעגלים מודפסים סטנדרטיים ולמצעי SiP, כאשר טיפול בלוח מקביל יכול לשפר את ניצול הקו. המידות הנתמכות משתנות בהתאם למצב המסוע הנבחר ולדרישת הדיוק.

שבב-על-ופלה ומנשאים מיוחדים

האפשרויות הזמינות עשויות לתמוך גם בתהליכי שבב על פרוסה, מגשי JEDEC, סירות J, לוחות עבים ומצעים מעוותים. יש לבדוק פונקציות אלו מול תצורת המכונה המותקנת בפועל.

בדיקה, טבילה ובקרת תהליכים

מהירות הנחתית גבוהה לבדה אינה מספיקה לאריזה מתקדמת. התהליך חייב גם לאמת את מצב התבנית, איכות האיסוף, הכיוון ויישום החומר.

בהתאם לאפשרויות שנבחרו, ה-CA2 יכול לתמוך ב:

• זיהוי נוכחות ואיסוף רכיבים.

• בדיקת סדקים וקילופי סדקים במות.

• גילוי שטף או חומר טבילה.

• בדיקת משחת הלחמה לפני או אחרי ההרכבה.

• מיפוי מצע ותיקון מיקום-מיקום.

• חילופי נתוני תהליכים עם מערכות המפעל.

• תפקודי ייצור בלולאה סגורה כאשר מותקן ציוד בדיקה תואם.

ניתן להשתמש ביחידת טבילה לינארית במקרים בהם שבלולים דורשים שטף או חומר העברה אחר לפני הנחתם. יש להתאים את לוח הטבילה הנבחר, תכונות החומר, גובה ההעברה והגדרות הבדיקה לתהליך השבלולים והמצע בפועל.

עקיבות ברמת שבב יחידה

הרכבת מוליכים למחצה דורשת לעתים קרובות רישומי חומרים מפורטים יותר מאשר מעקב קונבנציונלי אחר רכיבים. ה-CA2 תומך במעקב אחר שבב בודד ממקומו המקורי על הוופל ועד למיקומו הסופי על המצע המורכב.

זה יכול לעזור לצוותי הפקה להתחבר:

• זיהוי פרוסות ומידע על מפת פרוסות.

• מיקום השורות והעמודות המקוריים של הקובייה.

• תוצאות איסוף ובדיקה של המבניות.

• מספר סידורי סופי של הלוח או המצע.

• קואורדינטות מיקום במוצר המוגמר.

• נתוני תהליך וציוד שנאספו במהלך ההרכבה.

היקף המעקב הסופי תלוי בתוכנה המותקנת, ממשקי המפעל, מסד הנתונים של הלקוחות ובשילוב בין מערכת הייצור.

אינטגרציה עם קו אריזה מתקדם

ניתן להשתמש ב-SIPLACE CA2 כמכונת השמה היברידית מרכזית או בשילוב עם ציוד נוסף במהירות גבוהה ובדיוק גבוה. ASMPT מזהה את ה-SIPLACE TX micron כפלטפורמה משלימה לייצור SiP כאשר שתי המכונות מסודרות באותו קו.

תצורת קו עשויה לכלול:

1. טעינת וזיהוי מצע.

2. יישום של משחת הלחמה, דבק או שטף.

3. בדיקת החומר המודפס או המחולק.

4. הצבה במהירות גבוהה של רכיבי SMD קונבנציונליים.

5. חיבור שבב ישיר של פרוסות ופלים או הצבת שבב היפוך על CA2.

6. בדיקה לאחר ההשמה.

7. הזרמה חוזרת, ריפוי או תהליכי אריזה נוספים.

8. בדיקה סופית, בדיקה ורישום עקיבות.

תכנון הקו הנכון תלוי ברצף התהליך, זמן הטקט, טיפול במצע, דרישות החדר הנקי והאם ה-CA2 מבצע את כל שלבי ההשמה או רק את פעולות עיבוד המטפסים הייעודיות.

מוצרים ויישומים אופייניים

• מודולים של מערכת בחבילה:מכלולים המשלבים מספר שבבים חשופים, מעגלים משולבים ארוזים ורכיבים פסיביים.

• מודולי תקשורת:מארזי אלקטרוניקה קומפקטיים של RF, 5G, רשתות אלחוטיות.

• אלקטרוניקה לרכב:מודולים של חיישנים, בקרה ואינטגרציה גבוהה הדורשים עקיבות מפורטת.

• מוצרי מוליכים למחצה להספק:שבבי כוח ורכיבי SMD תומכים מורכבים על גבי מצעים ייעודיים.

• אריזה ברמת פרוסה:תהליכים הכוללים הנחתם על ופלים או מצעים שמקורם בוופלים.

• אריזה ברמת הפאנל:אריזה מתקדמת על פאנלים בפורמט גדול יותר.

• אלקטרוניקה משובצת:רכיבים ושבבים המותקנים בתוך או על גבי מבני PCB משובצים.

• מודולים של חיישנים ורפואה:מכלולים קומפקטיים המכילים שבבים חשופים רגישים ואלקטרוניקה לבקרה.

• מודולים של מחשוב ומכשירים חכמים:מוצרים בעלי צפיפות גבוהה הדורשים פורמטים מרובים של רכיבים.

מתי ה-SIPLACE CA2 הוא בחירה מתאימה?

יש לשקול את CA2 כאשר דרישת הייצור כוללת כמה מהתנאים הבאים:

• המוצר משלב שבבי SMD המסופקים על ידי מזין חשמל ושבבי שבב חשופים.

• יש לאסוף את התבניות ישירות מוופלה אחת או יותר.

• תהליכי חיבור שבבים ויצירת שבב כפול נדרשים באותה משפחת מוצרים.

• הייצור דורש מספר סוגי תבניות עם החלפות חומרים תכופות.

• דיוק המיקום חייב להגיע לדרגות תהליך של 20 מיקרומטר, 15 מיקרומטר או 10 מיקרומטר.

• נדרשת מעקב אחר כל קובייה בודדת.

• היצרן רוצה להפחית את הדבקת המדבקות ואת הטיפול בחומרים ביניים.

• הציוד חייב לתקשר הן עם מערכות SMT והן עם מערכות מפעל מוליכים למחצה.

• יש לעבד פאנלים גדולים, מצעי SiP או נשאים מיוחדים.

ייתכן שמכשיר ייעודי לחיבור תבניות עדיין יהיה מתאים יותר כאשר היישום דורש כוח הדבקה מיוחד, חימום, ריפוי, דילוג או גדלי תבניות מחוץ לתצורת CA2 הזמינה. לכן, יש לבצע סקירת תהליך לפני בחירת המכונה.

ציוד ASM SIPLACE CA2 זמין

מכונות SIPLACE CA2 משומשות או יד שנייה עשויות להיות שונות באופן משמעותי גם כאשר ייעוד הדגם החיצוני זהה. מערכת הוופלים המותקנת, ראש ההשמה, המסוע, דרגת הדיוק, אפשרויות הבדיקה והתוכנה קובעים מה היחידה יכולה לעבד.

לפני הצעת מחיר, יש לאשר את פרטי הציוד הבאים:

תמיכה במכונה, במזין ובחלקי חילוף

ניתן להתאים את אספקת הציוד לגודל המצע הנדרש, פורמט פרוסת הוואפל, טווח הרכיבים, רמת הדיוק ויישום התהליך. בהתאם לזמינות, התמיכה עשויה לכלול:

• מכונות ASM SIPLACE CA2 שלמות.

• ראשי מיקום ורכיבי ראש תואמים.

• חלקים להחלפת ופלים וטיפול בופלים.

• מתקני האכלה וחלקי חילוף למזינים של ASM SIPLACE.

• פיות סטנדרטיות וספציפיות ליישום.

• מצלמות, חיישנים ורכיבי בדיקה.

• מנועים, כוננים, לוחות בקרה וכבלים.

• מסוע ורכיבים לטיפול במצעים.

• התקנה, אריזה ותמיכה במשלוחים בינלאומיים.

מידע נדרש להתאמת ציוד

לקבלת המלצה מדויקת יותר על מכונה, ספקו:

1. תיאור מוצר ותהליך.

2. נדרש תהליך חיבור למתים, שבב היפוך או השמה מעורבת.

3. מידות השבב, עובי וקוטר פרוסה.

4. מספר סוגי שבלונות שונים לכל מוצר.

5. חבילת SMD הקטנה והגדולה ביותר.

6. מידות המצע, עוביו וחומרו.

7. דיוק מיקום נדרש.

8. נפח ייצור צפוי לשעה או לשנה.

9. קיבולת נדרשת של מזין, מגש ופלים.

10. דרישות ממשק מפעל ומעקב.

11. מצב הציוד המועדף ומדינת היעד.

שאלות נפוצות אודות ASM SIPLACE CA2

איזו בעיית ייצור פותר ה-SIPLACE CA2?

הוא מטפל במוצרים הדורשים הן רכיבי SMT קונבנציונליים והן שבבי מוליכים למחצה חשופים. ה-CA2 משלב מיקום רכיבים מבוסס הזנה ועיבוד שבבי פרוסות ישיר לפלטפורמת מכונה מתואמת.

האם ה-CA2 יכול להחליף כל מחבר דייס קונבנציונלי?

אין מכונה אחת המתאימה לכל תהליך של מוליכים למחצה. ה-CA2 מותאם במיוחד ליישומי הצבת שבבים היברידיים במהירות גבוהה, חיבור שבבים ושימוש ב-flip chip. יש להעריך בנפרד תהליכים הדורשים חימום מיוחד, כוח הדבקה, ריפוי או פורמטים יוצאי דופן של שבבים.

האם המכונה דורשת אספקת תבניות בסרט?

לא. אחת היכולות העיקריות שלה היא איסוף שבבים ישירות מוופל חתוך. היא יכולה גם לעבד רכיבי SMD סטנדרטיים המסופקים דרך מזיני סרט וסליל תואמים.

האם ניתן להשתמש בכמה ופלים שונים במערך ייצור אחד?

כן. עם מערכת החלפת פרוסות סיליקון מתאימה, המכונה יכולה להכיל עד 50 פרוסות סיליקון שונות, מה שהופך אותה למתאימה למוצרים מרובי שבבים.

מה ההבדל בין חיבור שבבים (die attach) לבין מיקום שבב-הפוך (flip-chip) ב-CA2?

חיבור שבב (Die Attachment) ממקם את השבב בכיוון הנדרש כשהצד הקדמי כלפי מעלה, בעוד שעיבוד שבב-הפוך (Flip-Chip) מסובב וממקם את השבב כאשר צד החיבור שלו פונה אל המצע. הרצף המדויק תלוי במודולים המותקנים ובתהליך המוצר.

האם ה-CA2 יכול לעבוד באותו קו כמו מיקרון SIPLACE TX?

כן. שתי הפלטפורמות יכולות להשלים זו את זו בתהליכי אריזה מתקדמים וקווי SiP, כאשר מיקרון TX תומך בהשמה במהירות גבוהה ובדיוק גבוה וה-CA2 מטפל בתהליכי הנחת ופלים ישירים והיברידיים.

האם ה-CA2 תומך בייצור בחדרים נקיים?

הפלטפורמה זמינה בתצורות תואמות לחדר נקי ותקני מוליכים למחצה. יש לאשר את ההסמכה והמצב של כל מכונה משומשת לפני הרכישה.

כיצד יש להעריך SIPLACE CA2 משומש?

סקור את זיהוי המכונה, ראשי ההשמה, דרגת הדיוק, מודולי הוופלים, המסוע, התוכנה, פונקציות הבדיקה, תנאי ההפעלה והאביזרים הכלולים. שם הדגם לבדו אינו מגדיר את יכולת התהליך המלאה.

האם כלולים מזינים ואביזרים של פרוסות ופלים?

היקף האספקה ​​משתנה בהתאם למכונה ולהצעת המחיר. יש לפרט בנפרד בהצעת הציוד הסופית את מזיני המזון, חרירי החימום, מסגרות הוופלים, אביזרי הטיפול וחלקי החילוף.

איזה מידע יש לשלוח עם פנייה?

ספקו את מפרטי השבבים והפרוסות, טווח הרכיבים, מידות המצע, התהליך הנדרש, יעד הדיוק, תפוקת הייצור, מצב המכונה המועדף ויעד האספקה.

צרו קשר ופרט את פורמט הוופלים שלכם, טווח השבבים, גודל המצע ותהליך ההרכבה הנדרש כדי לבדוק את תצורות ה-ASM SIPLACE CA2 ואפשרויות האספקה ​​הזמינות.