Macchina posizionatrice di imballaggi avanzata ASM SIPLACE CA2

I moderni System-in-Package e i prodotti di packaging avanzato spesso richiedono l'assemblaggio di diversi tipi di componenti molto differenti sullo stesso substrato. I componenti passivi e i circuiti integrati incapsulati possono arrivare su nastri e bobine, mentre i chip semiconduttori nudi devono essere prelevati direttamente da un wafer tagliato, ispezionati, orientati e posizionati con un controllo di processo molto più rigoroso.

ILASM SIPLACE CA2È stato sviluppato per questo ambiente di produzione misto. Invece di separare il posizionamento SMT standard e la lavorazione diretta dei chip su wafer in fasi di apparecchiatura completamente indipendenti, il CA2 combina entrambi i flussi di materiale all'interno di un'unica piattaforma di posizionamento avanzata. Può elaborare SMD forniti da alimentatori, eseguire il fissaggio dei chip dal wafer e gestire il posizionamento flip-chip per assemblaggi elettronici compatti e altamente integrati.

Ciò rende il SIPLACE CA2 particolarmente rilevante per i produttori che valutanoapparecchiature per la saldatura di chip a semiconduttoreper moduli SiP, elettronica di potenza, componenti embedded, packaging a livello di wafer e altre applicazioni in cui la sola capacità SMT convenzionale non è sufficiente.

Che tipo di macchina è l'ASM SIPLACE CA2?

SIPLACE CA2 può essere descritta come una piattaforma di posizionamento ibrida ad alta velocità per l'assemblaggio di semiconduttori e SMT. Non è limitata a un'unica fonte di materiale o a un singolo processo di packaging tradizionale.

A seconda della configurazione della macchina installata, il CA2 può coordinare diverse attività di produzione:

• Seleziona i componenti SMD standard dai distributori a nastro e bobina.

• Rimuovere i chip funzionanti direttamente da una cialda tagliata.

• Posizionare le fustelle nude con l'orientamento di fissaggio della fustella.

• Ruotare e posizionare i chip per l'assemblaggio flip-chip.

• I componenti del processo vengono forniti tramite vassoi o supporti specializzati.

• Applicare il flussante o altri materiali di immersione prima del posizionamento.

• Ispezionare gli stampi e i componenti durante il processo di posizionamento.

• Registrare la relazione tra la posizione originale del wafer e la posizione finale del substrato.

Il risultato è una piattaforma di produzione in grado di collegare processi tradizionalmente associati a una macchina di posizionamento SMT e a una saldatrice per chip di semiconduttori.

Perché le linee di confezionamento avanzate necessitano di una piattaforma di posizionamento ibrida

Una linea SMT convenzionale è altamente efficiente quando la maggior parte dei materiali viene fornita tramite alimentatori standardizzati. Il packaging avanzato introduce una sfida diversa, poiché il prodotto finale può combinare componenti passivi, semiconduttori incapsulati, sensori, chip di potenza e circuiti integrati non incapsulati su un unico substrato.

Quando questi materiali vengono elaborati su apparecchiature separate, la produzione può richiedere trasferimenti aggiuntivi, stoccaggio intermedio, ambienti di programmazione separati e una tracciabilità più complessa. I chip nudi potrebbero anche dover essere convertiti in confezioni su nastro prima di poter essere inseriti in un processo di posizionamento SMT convenzionale.

Il SIPLACE CA2 colma questa lacuna produttiva integrando la gestione diretta dei wafer in una piattaforma orientata al montaggio su supporto solido (SMT). I chip possono essere prelevati dal wafer e introdotti nella sequenza di posizionamento insieme ai componenti forniti dal sistema di alimentazione, riducendo il numero di fasi di processo scollegate.

CA2 a confronto con un percorso di produzione suddiviso convenzionale

Il percorso produttivo più adatto dipende ancora dal volume di produzione, dalla gamma di chip, dalla chimica del processo, dalla progettazione del substrato e dall'infrastruttura di fabbrica esistente. Il CA2 è particolarmente utile quando sia i componenti SMT che i chip forniti da wafer devono essere lavorati ripetutamente all'interno della stessa famiglia di prodotti.

Specifiche principali di ASM SIPLACE CA2

I valori massimi pubblicati descrivono le capacità della piattaforma. La produzione effettiva dipende dalla testina installata, dalle dimensioni del chip, dalle condizioni del wafer, dal design del substrato, dalle opzioni di processo, dai requisiti di ispezione e dalla combinazione dei componenti.

Elaborazione diretta dei wafer e flusso dei materiali

Una delle funzionalità più importanti di CA2 è la sua capacità di elaborare i chip direttamente da un wafer tagliato. In un flusso di lavoro tradizionale basato su alimentatori, i chip nudi potrebbero dover essere prima trasferiti su un nastro o un altro supporto standardizzato prima del posizionamento.

La lavorazione diretta dei wafer può eliminare o ridurre la fase di conversione intermedia. Ciò può offrire diversi vantaggi operativi:

• Minore necessità di operazioni di preparazione e movimentazione dei materiali legate all'applicazione del nastro adesivo.

• Riduzione delle esigenze di stoccaggio per i materiali degli stampi trasformati.

• Minore spreco di nastro adesivo e materiale di imballaggio grazie al riconfezionamento degli stampi.

• Minore necessità di rifornimento e di giunzione dei materiali per gli stampi.

• Migliore integrazione tra i dati della mappa del wafer e i dati relativi al posizionamento finale.

• Maggiore flessibilità nell'utilizzo di più chip all'interno di prodotti SiP complessi.

Il sistema CA2 utilizza funzioni di movimentazione dei wafer e di buffering dei chip per separare la fase di preparazione dei chip, che richiede molto tempo, dalla sequenza di posizionamento. Questo processo parallelo contribuisce a mantenere costante la produzione mentre i chip vengono preparati per il prelievo e il posizionamento.

Produzione di chip con aggancio di chip e flip-chip

Posizionamento del fustellatore

Nel processo di fissaggio del chip, il chip semiconduttore viene rimosso dal wafer e posizionato sul substrato nell'orientamento richiesto. A seconda del prodotto e delle opzioni della macchina, il processo può includere l'immersione nel materiale, l'ispezione del chip e il posizionamento controllato a bassa forza.

Posizionamento del flip-chip

L'assemblaggio flip-chip richiede che il die sia orientato correttamente in modo che il suo lato attivo e la struttura di interconnessione siano rivolti verso il substrato. La precisione del posizionamento, le condizioni del die, il trasferimento del flusso e la mappatura del substrato diventano particolarmente importanti quando le dimensioni dei bump e la spaziatura dei componenti sono ridotte.

Montaggio misto SMT e posizionamento del chip

Il CA2 può combinare chip forniti da wafer con componenti convenzionali selezionati da dispositivi compatibiliAlimentatori ASM SMTCiò consente di includere in un unico prodotto resistori, condensatori, circuiti integrati incapsulati e diverse tipologie di chip nudi, senza dover trattare ogni gruppo di materiali come un progetto di assemblaggio completamente separato.

Opzioni di posizionamento della testina e di precisione

La macchina può essere equipaggiata con una testa di posizionamento CP20 per la movimentazione di componenti ad alta velocità e precisione. La CP20 è progettata per componenti piccoli e delicati e supporta le funzioni di prelievo senza contatto e di posizionamento a forza zero.

Le funzionalità pubblicate di CP20 includono:

• Gamma di componenti che inizia con 0201 metrico.

• Dimensioni massime dei componenti fino a circa 8,2 × 8,2 mm.

• Altezza del componente fino a circa 4 mm.

• Capacità di posizionamento fino a 38.000 componenti all'ora per ciascuna configurazione della testa applicabile.

• Precisione fino a ±10 µm a 3 sigma.

La classe di precisione richiesta deve essere selezionata in base alle dimensioni del chip, al passo di interconnessione, alle dimensioni delle sfere o dei bump, alla tolleranza del substrato e ai requisiti di resa del prodotto. Non si deve automaticamente presumere che una macchina configurata per un posizionamento standard di 20 µm offra la classe di processo opzionale di 10 µm.

Scambio di wafer e produzione multi-die

I prodotti SiP complessi possono contenere diversi tipi di chip. La sostituzione manuale dei materiali dei wafer per ogni tipo di chip creerebbe un grave collo di bottiglia nella produzione. Il sistema di scambio wafer CA2 è progettato per gestire più tipi di wafer e fornire il materiale richiesto al processo di posizionamento in base alle variazioni del programma di produzione.

Con la configurazione appropriata, il sistema di wafer può contenere fino a 50 wafer diversi. Questa capacità multi-die è particolarmente utile per i prodotti che combinano processori, memorie, sensori, chip di comunicazione e componenti di alimentazione in un unico package compatto.

Quando si valuta una macchina disponibile, verificare:

1. Il sistema di scambio wafer installato e il numero di posizioni wafer supportate.

2. Diametri dei wafer e specifiche dei telai per wafer supportati.

3. Configurazione dell'espulsore di wafer, del meccanismo di ribaltamento del die e del modulo buffer.

4. Compatibilità con il formato di mappatura del wafer richiesto.

5. Dimensioni massime e minime dello stampo.

6. Spessore e condizione dello stampo supportati.

7. Dati disponibili per il riconoscimento dei chip difettosi e per i chip funzionanti noti.

Configurazioni del substrato e del nastro trasportatore

Il CA2 può essere configurato per diversi flussi di substrato, anziché essere limitato a un unico formato PCB convenzionale.

Nastro trasportatore a corsia singola

Una configurazione a corsia singola può supportare pannelli di grandi dimensioni, PCB integrati e substrati speciali. I formati pubblicati raggiungono dimensioni fino a 620 × 700 mm per classi di precisione e configurazioni di macchine selezionate.

Nastro trasportatore a doppia corsia

Il trasporto a doppia corsia è adatto a PCB standard e substrati SiP dove la movimentazione parallela delle schede può migliorare l'utilizzo della linea. Le dimensioni supportate variano in base alla modalità di trasporto selezionata e ai requisiti di precisione.

Chip su wafer e supporti specializzati

Le opzioni disponibili possono supportare anche processi chip-on-wafer, vassoi JEDEC, J-boat, schede spesse e substrati deformati. Queste funzionalità devono essere verificate in base alla configurazione effettiva della macchina installata.

Ispezione, immersione e controllo del processo

Per un packaging avanzato, l'elevata velocità di posizionamento da sola non è sufficiente. Il processo deve anche verificare le condizioni dello stampo, la qualità del prelievo, l'orientamento e l'applicazione del materiale.

A seconda delle opzioni selezionate, il CA2 può supportare:

• Rilevamento della presenza e del prelievo dei componenti.

• Ispezione per la rilevazione di crepe e scheggiature dello stampo.

• Rilevamento del flusso o del materiale di immersione.

• Ispezione della pasta saldante prima o dopo l'applicazione.

• Mappatura del substrato e correzione della posizione di posizionamento.

• Scambio di dati di processo con i sistemi di fabbrica.

• Il funzionamento a ciclo chiuso della produzione è possibile quando è installata un'apparecchiatura di ispezione compatibile.

Un'unità di immersione lineare può essere utilizzata quando gli stampi richiedono un flussante o un altro mezzo di trasferimento prima del posizionamento. La piastra di immersione selezionata, le proprietà del materiale, l'altezza di trasferimento e le impostazioni di ispezione devono essere qualificate per lo stampo e il substrato specifici del processo.

Tracciabilità a livello di singolo chip

L'assemblaggio dei semiconduttori spesso richiede registrazioni dei materiali più dettagliate rispetto al tracciamento convenzionale dei lotti di componenti. Il sistema CA2 consente di tracciare un singolo chip dalla sua posizione originale sul wafer fino alla sua posizione finale sul substrato assemblato.

Questo può aiutare i team di produzione a connettersi:

• Informazioni sull'identificazione del wafer e sulla mappatura del wafer.

• Posizione originale della matrice in righe e colonne.

• Risultati del prelievo e dell'ispezione degli stampi.

• Numero di serie finale della scheda o del substrato.

• Coordinate di posizionamento nel prodotto finito.

• Dati relativi al processo e alle attrezzature raccolti durante l'assemblaggio.

La portata finale della tracciabilità dipende dal software installato, dalle interfacce di fabbrica, dal database dei clienti e dall'integrazione con il sistema di produzione.

Integrazione con una linea di confezionamento avanzata

La SIPLACE CA2 può essere utilizzata come macchina di posizionamento ibrida centrale o combinata con altre apparecchiature ad alta velocità e precisione. ASMPT identifica la SIPLACE TX micron come piattaforma complementare per la produzione di SiP, laddove entrambe le macchine siano disposte sulla stessa linea.

La configurazione di una linea può includere:

1. Caricamento e identificazione del substrato.

2. Applicazione di pasta saldante, adesivo o flussante.

3. Ispezione del materiale stampato o erogato.

4. Posizionamento ad alta velocità di componenti SMD convenzionali.

5. Montaggio diretto del chip sul wafer o posizionamento flip-chip sul CA2.

6. Ispezione post-installazione.

7. Rifusione, polimerizzazione o successivi processi di confezionamento.

8. Ispezione finale, collaudo e registrazione della tracciabilità.

La corretta progettazione della linea dipende dalla sequenza del processo, dal ciclo di lavoro, dalla gestione del substrato, dai requisiti della camera bianca e dal fatto che la CA2 esegua tutte le fasi di posizionamento o solo le operazioni specializzate di lavorazione dei chip.

Prodotti e applicazioni tipici

• Moduli System-in-Package:Assemblaggi che combinano diversi chip nudi, circuiti integrati incapsulati e componenti passivi.

• Moduli di comunicazione:Pacchetti elettronici compatti per RF, 5G, reti e comunicazioni wireless.

• Elettronica per autoveicoli:Sensori, moduli di controllo e moduli ad alta integrazione che richiedono una tracciabilità dettagliata.

• Prodotti a semiconduttore di potenza:Chip di potenza e componenti SMD di supporto assemblati su substrati specializzati.

• Confezionamento a livello di wafer:Processi che prevedono il posizionamento su wafer o substrati derivati ​​da wafer.

• Confezionamento a livello di pannello:Confezionamento avanzato su pannelli di grande formato.

• Elettronica integrata:Componenti e chip inseriti all'interno o sulla superficie di circuiti stampati integrati.

• Sensori e moduli medicali:Assemblaggi compatti contenenti chip nudi sensibili ed elettronica di controllo.

• Moduli di informatica e dispositivi intelligenti:Prodotti ad alta densità che richiedono molteplici formati di componenti.

Quando SIPLACE CA2 è una scelta appropriata?

Il CA2 dovrebbe essere preso in considerazione quando i requisiti di produzione includono diverse delle seguenti condizioni:

• Il prodotto combina componenti SMD forniti da un alimentatore e chip nudi.

• I chip devono essere prelevati direttamente da uno o più wafer.

• I processi di fissaggio del chip e di flip-chip sono necessari all'interno della stessa famiglia di prodotti.

• La produzione richiede molteplici tipi di stampi con frequenti cambi di materiale.

• La precisione di posizionamento deve raggiungere le classi di processo di 20 µm, 15 µm o 10 µm.

• È necessaria la tracciabilità del singolo chip.

• Il produttore desidera ridurre l'uso del nastro adesivo per fustelle e la movimentazione di materiali intermedi.

• L'apparecchiatura deve essere in grado di comunicare sia con i sistemi SMT (Single Mount Technology) che con i sistemi delle fabbriche di semiconduttori.

• È necessario elaborare pannelli di grandi dimensioni, substrati SiP o supporti specializzati.

Una macchina per incollaggio die dedicata potrebbe comunque essere più appropriata quando l'applicazione richiede una forza di incollaggio, un riscaldamento, una polimerizzazione, un'erogazione o dimensioni di die specifici, al di fuori della configurazione CA2 disponibile. Pertanto, è opportuno effettuare un'analisi del processo prima di selezionare la macchina.

Apparecchiature ASM SIPLACE CA2 disponibili

Le macchine SIPLACE CA2 usate o di seconda mano possono differire significativamente anche se la denominazione esterna del modello è la stessa. Il sistema di wafer installato, la testa di posizionamento, il nastro trasportatore, la classe di precisione, le opzioni di ispezione e il software determinano cosa la singola unità può elaborare.

Prima di formulare un preventivo, è necessario confermare le seguenti informazioni relative all'apparecchiatura:

Assistenza per macchine, alimentatori e pezzi di ricambio

La fornitura di apparecchiature può essere adattata alle dimensioni del substrato, al formato del wafer, alla gamma di componenti, al livello di precisione e all'applicazione di processo richiesti. A seconda della disponibilità, il supporto può includere:

• Macchine ASSEMBLATE SIPLACE CA2 complete.

• Testine di posizionamento e componenti della testina compatibili.

• Componenti per lo scambio e la movimentazione dei wafer.

• Alimentatori ASM SIPLACE e relativi pezzi di ricambio.

• Ugelli standard e specifici per determinate applicazioni.

• Telecamere, sensori e componenti di ispezione.

• Motori, azionamenti, schede di controllo e cavi.

• Componenti per il trasporto e la movimentazione dei substrati.

• Assistenza per l'installazione, l'imballaggio e la spedizione internazionale.

Informazioni necessarie per l'abbinamento delle apparecchiature

Per un consiglio più preciso sul modello di macchina, fornisci le seguenti informazioni:

1. Descrizione del prodotto e del processo.

2. È richiesto un processo di fissaggio del chip, di flip-chip o di posizionamento misto.

3. Dimensioni del chip, spessore e diametro del wafer.

4. Numero di diversi tipi di stampi per prodotto.

5. Contenitore SMD più piccolo e più grande.

6. Dimensioni, spessore e materiale del substrato.

7. Precisione di posizionamento richiesta.

8. Volume di produzione orario o annuale previsto.

9. Capacità richiesta per alimentatore, vassoio e wafer.

10. Requisiti di interfaccia con la fabbrica e di tracciabilità.

11. Condizioni preferite dell'attrezzatura e paese di destinazione.

Domande frequenti sul modulo ASM SIPLACE CA2

Quale problema di produzione risolve SIPLACE CA2?

È pensata per prodotti che richiedono sia componenti SMT convenzionali che chip semiconduttori nudi. La CA2 integra il posizionamento dei componenti tramite alimentatore e la lavorazione diretta dei chip su wafer in un'unica piattaforma.

La CA2 può sostituire tutte le saldatrici a chip convenzionali?

Non esiste una singola macchina adatta a tutti i processi di produzione di semiconduttori. La CA2 è ottimizzata per applicazioni di posizionamento ibrido ad alta velocità, fissaggio del die e flip-chip. I processi che richiedono riscaldamento, forza di incollaggio, polimerizzazione o formati di die particolari devono essere valutati separatamente.

La macchina richiede che le matrici vengano fornite in nastro?

No. Una delle sue principali capacità è quella di prelevare i chip direttamente da un wafer tagliato. Può anche elaborare componenti SMD standard forniti tramite alimentatori a nastro e bobina compatibili.

È possibile utilizzare diversi wafer in un unico impianto di produzione?

Sì. Grazie all'apposito sistema di scambio wafer, la macchina può gestire fino a 50 wafer diversi, risultando quindi adatta alla produzione di prodotti multi-die.

Qual è la differenza tra il posizionamento del die e il posizionamento del flip-chip sul CA2?

Il processo di fissaggio del die posiziona il die nell'orientamento richiesto con la faccia rivolta verso l'alto, mentre il processo di flip-chip ruota e posiziona il die con il lato di interconnessione rivolto verso il substrato. La sequenza esatta dipende dai moduli installati e dal processo di produzione.

Il CA2 può funzionare nella stessa linea di un SIPLACE TX micron?

Sì. Le due piattaforme possono completarsi a vicenda nelle linee di packaging avanzato e SiP, con la TX micron che supporta il posizionamento ad alta velocità e precisione e la CA2 che gestisce i processi di posizionamento diretto su wafer e ibridi.

Il CA2 supporta la produzione in camera bianca?

La piattaforma è disponibile in configurazioni compatibili con camere bianche e con gli standard per semiconduttori. Prima dell'acquisto, è necessario verificare la certificazione e le condizioni di ogni singola macchina usata.

Come si deve valutare un dispositivo SIPLACE CA2 usato?

Esaminare l'identificazione della macchina, le testine di posizionamento, la classe di precisione, i moduli wafer, il nastro trasportatore, il software, le funzioni di ispezione, le condizioni operative e gli accessori inclusi. Il solo nome del modello non definisce tutte le capacità del processo.

Sono inclusi gli alimentatori e gli accessori per i wafer?

La fornitura varia a seconda della macchina e del preventivo. Alimentatori, ugelli, telai per wafer, accessori di movimentazione e pezzi di ricambio devono essere elencati singolarmente nell'offerta finale.

Quali informazioni vanno allegate alla richiesta di informazioni?

Fornire le specifiche del die e del wafer, la gamma dei componenti, le dimensioni del substrato, il processo richiesto, l'obiettivo di precisione, la produzione, le condizioni preferite della macchina e la destinazione di consegna.

Contattaci indicando il formato del wafer, la gamma di chip, le dimensioni del substrato e il processo di assemblaggio richiesto per verificare le configurazioni ASM SIPLACE CA2 disponibili e le opzioni di fornitura.