Vírlímingarvél og ASM vírlímingartæknipallur

ASM er almennt viðurkennt sem lykiltæknifyrirtæki í háþróaðri pökkunarbúnaði fyrir hálfleiðara, sérstaklega í nákvæmum vírtengingarkerfum sem notuð eru í samsetningu örþráða og framleiðsluferlum fyrir bakenda.

Vírtengingarpallar þess eru hannaðir til að skila hraðvirkri og nákvæmri tengingu milli kísilflaga og undirlagsefna, sem styður við mikilvægar kröfur í rafeindatækni í bílum, háafkastatölvum (HPC) og háþróaðri umbúðaforritum.

Ólíkt hefðbundnum límingarkerfum samþætta ASM vírlímingalausnir hreyfistýringu með mörgum ásum, rauntíma sjónröðun og aðlögunarhæfa límingaraflsstýringu, sem gerir kleift að framleiða stöðuga framleiðslu í umhverfi með mjög fínu skurði.

ASM AERO vírlímanditáknar næstu kynslóð ASM-tengihönnunar, hönnuð fyrir háþróaða pökkunarhnúta eins og 2,5D samþættingu, háþéttnitengingu (HDI) og næstu kynslóðar hálfleiðarabúnaða.

Helstu kostir tækninnar eru meðal annars:
- Mjög nákvæm hreyfistýring með míkrónónákvæmni
- Háþróað sjónkerfi fyrir sjálfvirka leiðréttingu á stillingu
- Stöðug hitaleiðnitenging fyrir fínvíraforrit
- Mikil afköst fyrir fjöldaframleiðsluumhverfi
- Stöðugleiki ferlis fyrir áreiðanleikastaðla í bílaiðnaði

Í framleiðslu á bakhliðum hálfleiðara eru mismunandi tengitækni notaðar eftir uppbyggingu umbúða, kröfum um rafmagnsafköst og markmiðum um framleiðslukostnað. Það er mikilvægt að skilja muninn á þessum kerfum þegar réttur búnaður er valinn fyrir framleiðslulínu.

Flokkur	Vírlímandi	Bonderinn	Flip Chip Bonder
Kjarnastarfsemi	Tengir flísapúða við undirlag með fíngerðum tengivír	Setur og festir tening á undirlag eða leiðaragrind	Festir snúið flís beint með lóðkúlum eða koparstólpum
Samtengingaraðferð	Vírtenging (Au / Cu / Al vír)	Lím eða epoxy deyja festing	Bein tenging byggð á höggum
Flækjustig ferlis	Miðlungs, mjög fínstillt þroskað ferli	Lítið til miðlungs eftir sjálfvirknistigi	Hátt, krefst nákvæmrar röðunar og háþróaðrar ferlastýringar
Nákvæmnikröfur	Nákvæmni límingar á míkronstigi	Miðlungs nákvæmni staðsetningar	Mjög nákvæmni fyrir fínar tengingar
Dæmigert forrit	IC umbúðir, LED, rafeindabúnaður í bílum	Flísasetning í einingarsamsetningu	Háþróuð tölvuvinnsla, háþróuð pökkun, 2,5D/3D samþætting
Tækniþroski	Mjög þroskað og mikið notað	Þroskuð og hagkvæm	Háþróað og ört þróandi
Kostnaðarstig	Miðlungs	Lágt til miðlungs	Hátt

Lykilatriði:
Víratenging er enn algengasta aðferðin við tengingu í framleiðslu hálfleiðara vegna jafnvægis hennar á milli kostnaðar, áreiðanleika og þroska ferla. Hins vegar eru tækni til að tengja saman flísar og plötur sífellt meira notaðar í háþróuðum umbúðum þar sem afköst eru mikilvæg.

Í flestum framleiðsluumhverfum eru þessar tækni ekki innbyrðis útilokandi heldur eru þær til samhliða á mismunandi umbúðastigum og vöruflokkum.

Í háþróaðri hálfleiðaraumbúðum bjóða ekki öll vírtengingarkerfi upp á sama nákvæmni, hraða og stöðugleika í ferlinu. ASM AERO er næstu kynslóðar vettvangur hannaður fyrir háþróaðar umbúðir með mikilli þéttleika, en hefðbundnar vírtengingar eru venjulega notaðar fyrir almenna samsetningu örgjörva.

Eiginleiki	ASM AERO vírlímandi	Venjulegur vírlímandi
Markforrit	Ítarleg umbúðir (2,5D / 3D IC, HPC, flísar fyrir bílaiðnað)	Almennar IC-umbúðir og staðlaðar hálfleiðaraeiningar
Nákvæmnisstig	Mjög mikil nákvæmni með háþróaðri leiðréttingu á röðun	Staðlað nákvæmni á míkronstigi
Hreyfistýringarkerfi	Háþróað aðlögunarhæft hreyfikerfi með mörgum ásum	Hefðbundin hreyfistýringararkitektúr
Sjónkerfi	Háskerpu rauntíma aðlögunarhæf sjónræn stilling	Staðlað sjónstillingarkerfi
Stöðugleiki ferlisins	Bjartsýni fyrir mjög fínt yfirborð og flókin undirlag	Stöðugt fyrir hefðbundnar umbúðir
Afköst	Háhraða bjartsýni fyrir háþróaðar framleiðslulínur	Miðlungs til hátt eftir stillingum
Dæmigerð notkun	Háþróaðar hálfleiðaraverksmiðjur og OSAT-verksmiðjur	Almennar hálfleiðaraumbúðastöðvar

Lykilatriði:
ASM AERO kerfi eru sérstaklega hönnuð fyrir næstu kynslóð hálfleiðaraumbúða þar sem nákvæmniþéttleiki, merkjaheilleiki og stöðugleiki ferlis eru mikilvæg. Staðlaðar vírtengivélar eru enn mikið notaðar fyrir hagkvæmar umhverfi fyrir stórar framleiðslur.

Í langtímaumhverfi þar sem framleiðsla á hálfleiðurum fer fram, starfa vírlímingarvélar undir miklum hraða og tíðni vélrænni sveiflu. Með tímanum brotna ákveðnir íhlutir niður náttúrulega og geta haft áhrif á stöðugleika límingarinnar, afköst og samræmi í ferlinu.

Algeng vandamál sem koma fram í framleiðsluumhverfi eru meðal annars:

- Slit á vírhaus sem leiðir til óstöðugs límingarkrafts eða ósamræmis í lykkjumyndun - Mengun á háræðum vegna leifauppsöfnunar eða óviðeigandi hreinsunarferla - Rangstilling sjónkerfisins sem leiðir til ónákvæmrar staðsetningar púða við límingu - Óstöðugleiki í vírfóðri vegna núningsbreytinga eða ójafnvægis í spóluspennu - Hitadrift sem hefur áhrif á samræmi límingarorku í samfelldri framleiðslu

Þessi vandamál koma venjulega ekki skyndilega fram heldur hafa þau smám saman áhrif á stöðugleika ferlisins, sem leiðir til lítilsháttar sveiflna í ávöxtun áður en sýnileg bilun kemur fram.

Reglulegt fyrirbyggjandi viðhald er venjulega nauðsynlegt á eftirfarandi sviðum:
- Kvörðun og slitskoðun á vírhaus - Skipti á háræðarskiptum byggð á fjölda hringrása - Staðfesting á röðun sjónkerfis - Hreinsun og spennustilling vírfóðrunarleiða - Eftirlit með hitastigi í víraumhverfi

Í framleiðslu á hálfleiðurum í miklu magni er stöðugleiki í tengingu oft frekar háður fyrirbyggjandi viðhaldsáætlun en einni afköstum vélarinnar.

Val á vírbindara er ekki aðeins samanburðarferli á forskriftum, heldur einnig ákvörðun byggð á framleiðslustöðugleika, samhæfni tækja og langtímastjórnun á framleiðslukostnaði.

Í raunverulegri framleiðsluáætlun hálfleiðara eru eftirfarandi þættir venjulega metnir:

1. Límingarhraði og afköstskröfur
Framleiðslulínur með mikið magn af IC-úttaki þurfa stöðuga háhraða tengingu án þess að fórna staðsetningarnákvæmni eða samræmi í lykkjum.

2. Samrýmanleiki vírefnis
Mismunandi notkun krefst gullvírs (Au), koparvírs (Cu) eða álvírs (Al). Efnisval hefur bein áhrif á hitastig límingarinnar, kraftstýringu og langtímaáreiðanleika.

3. Nákvæmni og stöðugleiki ferlisgluggans
Háþróuð pökkun krefst nákvæmni í míkrómetrastillingu. Stöðugt ferli er oft mikilvægara en hámarkskröfur um vélina.

4. Sjálfvirkniþrep og framleiðsluumhverfi
Fullsjálfvirk kerfi eru æskileg í fjöldaframleiðsluumhverfum en hálfsjálfvirk kerfi eru yfirleitt notuð í rannsóknum og þróun eða lítilli framleiðslu.

5. Umsóknarsvið og gerð tækis
Kröfur eru mjög mismunandi eftir hefðbundnum IC-umbúðum, raftækjum fyrir bíla og háþróaðri umbúðagerð eins og 2,5D/3D samþættingu.

6. Kostnaður við líftíma kostnaðar
Auk upphaflegrar fjárfestingar í vélum verður einnig að taka tillit til viðhaldskostnaðar, framboðs á rekstrarvörum og áhættu á niðurtíma í heildarkostnaði við eignarhald (TCO).

Í reynd velja margir framleiðendur búnað ekki aðeins út frá forskriftum, heldur einnig út frá langtímastöðugleika í framleiðslu og þjónustugetu.