ASM SIPLACE CA2 高度パッケージング配置機

最新のシステム・イン・パッケージ（SIP）や高度なパッケージング製品では、多くの場合、非常に異なる種類の複数の部品を同一基板上に組み立てる必要があります。受動部品やパッケージ化されたICはテープアンドリールフィーダーで供給される一方、半導体チップは切断されたウェハから直接ピックアップし、検査、方向付け、そしてより厳密な工程管理のもとで配置しなければなりません。

これASM SIPLACE CA2この複合生産環境向けに開発されたのがCA2です。従来のSMT実装とウェハーからのダイ直接実装を完全に独立した装置工程に分離するのではなく、CA2は両方の材料フローを1つの高度な実装プラットフォームに統合しています。フィーダーから供給されるSMDの処理、ウェハーからのダイアタッチ、そして小型で高集積な電子アセンブリのためのフリップチップ実装に対応しています。

これにより、SIPLACE CA2は、評価を行うメーカーにとって特に重要となります。半導体ダイボンディング装置SiPモジュール、パワーエレクトロニクス、組み込み部品、ウェハーレベルパッケージング、その他従来型のSMT機能だけでは不十分な用途向け。

ASM SIPLACE CA2はどのようなタイプの機械ですか？

SIPLACE CA2は、半導体およびSMT実装向けの高速ハイブリッド実装プラットフォームと表現するのが最も適切です。単一の材料供給源や従来のパッケージングプロセスに限定されるものではありません。

設置された機械構成に応じて、CA2は複数の生産タスクを調整できます。

• テープアンドリールフィーダーから標準的なSMD部品を選び出す。

• 切断したウェハーから、良品であることが確認されているダイを直接取り出す。

• 素の金型を、金型取り付け方向に合わせて配置します。

• フリップチップアセンブリ用のダイを回転させて配置します。

• トレイまたは専用キャリアを通して供給されるプロセス部品。

• 設置前にフラックスまたはその他の浸漬媒体を塗布してください。

• 金型および部品の配置工程中に検査を行う。

• 元のウェーハ位置と最終的な基板位置の関係を記録します。

その結果、従来SMT実装機と半導体ダイボンダーに関連付けられていたプロセスを接続できる生産プラットフォームが実現した。

高度な包装ラインにハイブリッド配置プラットフォームが必要な理由

従来のSMTラインは、ほとんどの材料が標準化されたフィーダーで供給される場合、非常に効率的です。しかし、高度なパッケージングでは、最終製品に受動部品、パッケージ化された半導体、センサー、パワーダイ、パッケージ化されていないICが1つの基板上に組み合わされる可能性があるため、異なる課題が生じます。

これらの材料を別々の装置で処理する場合、製造工程では追加の移送、中間保管、別々のプログラミング環境、より複雑なトレーサビリティが必要になる場合があります。また、ベアダイは、従来のSMT実装プロセスに入る前に、テープパッケージに変換する必要がある場合もあります。

SIPLACE CA2は、SMT（表面実装技術）に特化したプラットフォームにウェハー直接ハンドリング機能を導入することで、この生産上の課題を解決します。ウェハーからダイを取り出し、フィーダーから供給される部品とともに実装工程に導入できるため、工程間の分離が削減されます。

CA2と従来の分割生産ルートとの比較

最適な製造ルートは、製品量、ダイの種類、プロセス化学、基板設計、既存の工場インフラによって異なります。CA2は、同一製品ファミリー内でSMT部品とウェハ供給ダイの両方を繰り返し処理する必要がある場合に特に有効です。

ASM SIPLACE CA2の主な仕様

公表されている最大値はプラットフォームの性能を示すものです。実際の生産量は、搭載されているヘッド、ダイ寸法、ウェーハの状態、基板設計、プロセスオプション、検査要件、および部品構成によって異なります。

直接ウェハ処理と材料の流れ

CA2の最も重要な機能の一つは、切断されたウェハから直接ダイを処理できることです。従来のフィーダーベースのワークフローでは、ベアダイをテープやその他の標準的なキャリアに転送してから配置する必要がある場合がありました。

直接ウェーハ処理により、中間変換工程を省略または削減できる。これにより、以下のような運用上の利点が得られる可能性がある。

• テープ関連の準備作業および資材取り扱い作業の削減。

• 加工済み金型材料の保管要件が削減される。

• 金型の再梱包に伴うテープやキャリアの廃棄物を削減。

• 金型材料の補充および接合作業の減少。

• ウェハマップデータと最終配置記録間の連携を改善する。

• 複雑なSiP製品において、複数のダイをより柔軟に活用する。

CA2は、ウェハハンドリング機能とダイバッファリング機能を利用して、時間のかかるダイ準備と配置シーケンスを分離します。この並行処理により、ダイのピックアップと配置の準備中に生産量を維持することができます。

ダイアタッチおよびフリップチップ製造

金型取り付け位置

ダイアタッチプロセスでは、半導体ダイをウェーハから取り外し、基板上に所定の向きで配置します。製品や装置のオプションによっては、材料の浸漬、ダイの検査、および制御された低力での配置といった工程が含まれる場合があります。

フリップチップ配置

フリップチップ実装では、ダイの活性面と相互接続構造が基板に面するように、ダイの向きを正しく配置する必要があります。バンプの寸法や部品間隔が小さい場合、配置精度、ダイの状態、フラックス転送、基板マッピングが特に重要になります。

SMTとダイ配置の混合

CA2は、ウェハー供給型ダイと、互換性のある従来型コンポーネントを組み合わせることができる。ASM SMTフィーダーこれにより、抵抗器、コンデンサ、パッケージ化されたIC、および複数のベアダイタイプを1つの製品に含めることが可能になり、各材料グループを完全に別々の組立プロジェクトとして扱う必要がなくなります。

位置決めヘッドと精度オプション

本機には、高速かつ高精度な部品搬送を実現するCP20配置ヘッドを装備できます。CP20は小型で繊細な部品向けに設計されており、非接触ピックアップ機能と無負荷配置機能をサポートしています。

公開されているCP20の機能は以下のとおりです。

• 部品範囲はメートル法で0201から始まります。

• 最大部品寸法は約8.2×8.2mmまで。

• 部品の高さは約4mmまで。

• 適用可能なヘッド構成ごとに、最大で毎時38,000個の部品を配置できます。

• 3シグマで±10µmまでの精度を実現。

必要な精度クラスは、ダイ寸法、相互接続ピッチ、ボールまたはバンプのサイズ、基板公差、および製品歩留まり要件に応じて選択する必要があります。標準的な20 µm配置用に構成された装置が、オプションの10 µmプロセスクラスを自動的に提供できると考えるべきではありません。

ウェハ交換およびマルチダイ製造

複雑なSiP製品には、複数の異なるダイが含まれる場合があります。ダイの種類ごとにウェハ材料を手動で交換すると、生産上の大きなボトルネックが発生します。CA2ウェハ交換システムは、複数のウェハタイプに対応し、生産プログラムの変更に応じて必要な材料を配置プロセスに供給するように設計されています。

適切な構成を用いることで、このウェハーシステムは最大50種類のウェハーを搭載できます。このマルチダイ機能は、プロセッサ、メモリ、センサー、通信チップ、電源部品を1つのコンパクトなパッケージに統合した製品に特に有効です。

利用可能な機械を評価する際には、以下を確認してください。

1. 設置されているウェーハ交換システムと、対応するウェーハ位置の数。

2. 対応するウェーハ径およびウェーハフレーム仕様。

3. ウェハ排出装置、ダイ反転装置、およびバッファモジュールの構成。

4. 必要なウェハマップ形式との互換性。

5. 金型の最大寸法と最小寸法。

6. 対応可能な金型厚さおよび金型状態。

7. 不良金型の識別データおよび良品金型のデータが利用可能です。

基板およびコンベアの構成

CA2は、従来の1つのPCBフォーマットに限定されることなく、さまざまな基板フローに対応するように構成できます。

シングルレーンコンベア

シングルレーン構成でも、大型パネル、埋め込み型プリント基板、特殊基板に対応可能です。精度クラスや装置構成によっては、最大620×700mmのサイズに対応できます。

デュアルレーンコンベア

デュアルレーン搬送は、標準的なプリント基板（PCB）やSiP基板に適しており、基板を並列搬送することでライン利用率を向上させることができます。対応可能な寸法は、選択したコンベアモードと精度要件によって異なります。

チップオンウェハおよび特殊キャリア

利用可能なオプションによっては、チップオンウェハプロセス、JEDECトレイ、Jボート、厚板、反りのある基板にも対応している場合があります。これらの機能は、実際に設置されている装置の構成と照らし合わせて確認する必要があります。

検査、浸漬、およびプロセス制御

高度なパッケージングにおいては、高速な配置速度だけでは不十分です。プロセスでは、金型の状態、ピックアップ品質、向き、および材料の適用状況も検証する必要があります。

選択されたオプションに応じて、CA2は以下をサポートできます。

• 部品の存在およびピックアップの検出。

• 金型割れおよび金型欠けの検査。

• フラックスまたは浸漬材料の検出。

• はんだペーストの検査は、実装前または実装後に行う。

• 基板マッピングと配置位置補正。

• 工場システムとのデータ交換処理。

• 互換性のある検査装置が設置されている場合、クローズドループ生産機能が動作します。

金型を配置する前にフラックスまたはその他の転写媒体が必要な場合、リニアディッピングユニットを使用できます。選択するディッピングプレート、材料特性、転写高さ、および検査設定は、実際の金型と基板のプロセスに合わせて検証する必要があります。

単一金型レベルのトレーサビリティ

半導体組立では、従来の部品ロット追跡よりも詳細な材料記録が必要となる場合が多い。CA2は、個々のダイをウェハ上の元の位置から組立基板上の最終位置まで追跡することを可能にする。

これは制作チームの連携に役立ちます。

• ウェハ識別情報およびウェハマップ情報。

• サイコロの元の行と列の位置。

• 金型ピックアップおよび検査結果。

• 最終的な基板または基材のシリアル番号。

• 完成品における配置座標。

• 組み立て中に収集されたプロセスおよび機器データ。

最終的なトレーサビリティの範囲は、インストールされているソフトウェア、工場インターフェース、顧客データベース、および生産システムとの統合によって異なります。

先進的な包装ラインとの統合

SIPLACE CA2は、中央ハイブリッド実装機として使用することも、高速かつ高精度な追加装置と組み合わせて使用​​することもできます。ASMPTは、SIPLACE TX micronをSiP製造における補完的なプラットフォームとして位置付けており、両方の装置を同一ライン内に配置することが可能です。

回線構成には以下が含まれる場合があります。

1. 基質のロードと識別。

2. はんだペースト、接着剤、またはフラックスの塗布。

3. 印刷物または配布物の検査。

4. 従来型SMD部品の高速実装。

5. CA2上での直接ウェハーダイアタッチまたはフリップチップ配置。

6. 配置後の点検。

7. リフロー、硬化、または後続のパッケージング工程。

8. 最終検査、試験、およびトレーサビリティ記録。

適切なライン設計は、工程順序、タクトタイム、基板の取り扱い、クリーンルームの要件、およびCA2がすべての配置工程を実行するか、特殊なダイ加工工程のみを実行するかによって異なります。

代表的な製品と用途

• システムインパッケージモジュール：複数のベアダイ、パッケージ化されたIC、および受動部品を組み合わせたアセンブリ。

• コミュニケーションモジュール：小型のRF、5G、ネットワーク、ワイヤレス電子機器パッケージ。

• 自動車用エレクトロニクス：詳細なトレーサビリティを必要とするセンサー、制御モジュール、および高集積モジュール。

• パワー半導体製品：パワーダイとそれを支えるSMD部品は、専用基板上に実装される。

• ウェハーレベルパッケージング：ウェハーまたはウェハー由来の基板上への配置を含むプロセス。

• パネルレベルのパッケージング：大型パネルへの高度なパッケージング。

• 組み込み電子機器：埋め込み型プリント基板構造内または基板上に配置された部品およびダイ。

• センサーおよび医療モジュール：繊細なベアダイと制御回路を内蔵した小型アセンブリ。

• コンピューティングおよびスマートデバイスモジュール：複数の部品フォーマットを必要とする高密度製品。

SIPLACE CA2はどのような場合に適した選択肢となるのか？

生産要件に以下の条件が複数含まれる場合は、CA2を検討する必要があります。

• 本製品は、フィーダーから供給されるSMD部品とベアダイを組み合わせたものです。

• ダイは1枚または複数枚のウェハーから直接ピックアップする必要がある。

• 同一製品ファミリー内で、ダイアタッチとフリップチップのプロセスが必要となる場合がある。

• 製造には、頻繁な材料変更を伴う複数の金型が必要となる。

• 配置精度は、20 µm、15 µm、または10 µmのプロセスクラスを満たす必要があります。

• 個々の金型のトレーサビリティが求められます。

• メーカーは、金型テーピングと中間材料の取り扱いを削減したいと考えている。

• この装置は、SMTシステムと半導体工場システムの両方と通信する必要がある。

• 大型パネル、SiP基板、または特殊なキャリアを処理する必要がある。

用途によっては、CA2の構成では対応できない特殊な接着力、加熱、硬化、塗布、またはダイサイズが必要な場合、専用のダイボンダーの方が適している場合があります。そのため、機械を選定する前に、工程の見直しを行う必要があります。

利用可能なASM SIPLACE CA2機器

中古または使用済みのSIPLACE CA2装置は、外観上の型番が同じであっても、実際の製品とは大きく異なる場合があります。搭載されているウェハシステム、配置ヘッド、コンベア、精度クラス、検査オプション、ソフトウェアによって、個々の装置が処理できる内容が決まります。

お見積もり前に、以下の機器情報をご確認ください。

機械、フィーダー、スペアパーツのサポート

装置の供給は、必要な基板サイズ、ウェハフォーマット、部品範囲、精度レベル、およびプロセスアプリケーションに合わせて調整できます。在庫状況によっては、以下のサポートが含まれる場合があります。

• SIPLACE CA2マシン一式（ASM形式）

• 互換性のある配置ヘッドおよびヘッドコンポーネント。

• ウェハー交換およびウェハー搬送部品。

• ASM SIPLACE製フィーダーおよびフィーダー用スペアパーツ。

• 標準ノズルと用途別ノズル。

• カメラ、センサー、検査部品。

• モーター、駆動装置、制御基板、ケーブル。

• コンベアおよび基板搬送コンポーネント。

• 設置、梱包、国際配送に関するサポートを提供します。

機器のマッチングに必要な情報

より正確な機械の推奨のために、以下の情報を提供してください。

1. 製品および製造工程の説明。

2. ダイアタッチ、フリップチップ、または混合配置プロセスが必要です。

3. ダイの寸法、厚さ、ウェーハの直径。

4. 製品ごとの異なる金型タイプの数。

5. 最小および最大のSMDパッケージ。

6. 基板の寸法、厚さ、材質。

7. 必要な配置精度。

8. 予想される時間当たりまたは年間の生産量。

9. 必要なフィーダー、トレイ、およびウェハーの容量。

10. 工場とのインターフェースおよびトレーサビリティに関する要件。

11. 希望する機器の状態と仕向国。

ASM SIPLACE CA2に関するよくある質問

SIPLACE CA2はどのような生産上の問題を解決しますか？

本製品は、従来型のSMT部品とベア半導体ダイの両方を必要とする製品に対応します。CA2は、フィーダーベースの部品配置とウェハー直接ダイ処理を統合した装置プラットフォームを提供します。

CA2は従来のダイボンダーをすべて置き換えることができるのか？

半導体製造プロセスすべてに対応できる単一の装置は存在しません。CA2は、高速ハイブリッド配置、ダイアタッチ、フリップチップなどの用途に最適化されています。特殊な加熱、接合力、硬化、または特殊なダイ形状を必要とするプロセスについては、別途評価する必要があります。

この機械は、金型をテープ状で供給する必要がありますか？

いいえ。この装置の主な機能の一つは、切断されたウェハから直接ダイをピックアップすることです。また、互換性のあるテープアンドリールフィーダーを通して供給される標準的なSMD部品を処理することも可能です。

1つの製造工程で複数の異なるウェハーを使用することは可能ですか？

はい。適切なウェハー交換システムを使用すれば、最大50種類のウェハーに対応できるため、マルチダイ製品の製造に適しています。

CA2におけるダイアタッチとフリップチップ配置の違いは何ですか？

ダイアタッチ工程では、ダイを所定の面を上にした向きに配置し、フリップチップ処理では、ダイを回転させて相互接続面が基板に面するように配置します。正確な手順は、搭載するモジュールと製品プロセスによって異なります。

CA2はSIPLACE TXミクロンと同じラインで使用できますか？

はい。この2つのプラットフォームは、高度なパッケージングおよびSiPラインにおいて互いに補完し合うことができます。TX micronは高速かつ高精度な実装をサポートし、CA2は直接ウェハ実装およびハイブリッド実装プロセスに対応します。

CA2はクリーンルーム生産に対応していますか？

本プラットフォームは、クリーンルーム対応構成と半導体規格構成の両方で利用可能です。中古機器をご購入される場合は、購入前に個々の機器の認証および状態をご確認ください。

中古のSIPLACE CA2はどのように評価すべきでしょうか？

機械の識別情報、配置ヘッド、精度クラス、ウェハモジュール、コンベア、ソフトウェア、検査機能、動作条件、および付属アクセサリを確認してください。モデル名だけでは、完全な処理能力を定義することはできません。

フィーダーとウェハー用付属品は含まれていますか？

供給範囲は機械の種類と見積もりによって異なります。フィーダー、ノズル、ウェハーフレーム、ハンドリングアクセサリ、スペアパーツは、最終的な機器見積書に個別に記載する必要があります。

問い合わせの際には、どのような情報を添付すべきですか？

ダイとウェーハの仕様、部品範囲、基板寸法、必要なプロセス、精度目標、生産量、希望する機械条件、および納品先をお知らせください。

ウェハーフォーマット、ダイサイズ範囲、基板サイズ、および必要な組立プロセスをお知らせいただければ、利用可能なASM SIPLACE CA2の構成と供給オプションを確認いたします。