Vielos sujungimo mašina ir ASM vielos sujungimo technologijų platforma

ASM yra plačiai pripažinta kaip pagrindinė technologijų tiekėja pažangių puslaidininkių pakavimo įrangos srityje, ypač didelio tikslumo laidų sujungimo sistemų, naudojamų integrinių grandinių surinkimo ir gamybos procesuose, srityje.

Jos vielinių sujungimo platformos sukurtos taip, kad užtikrintų didelės spartos ir tikslius silicio lustų ir substrato medžiagų sujungimus, atitinkančius svarbiausius automobilių elektronikos, didelio našumo skaičiavimo (HPC) ir pažangių pakavimo programų reikalavimus.

Skirtingai nuo įprastų sujungimo sistemų, ASM vielos sujungimo sprendimai integruoja daugiaašį judesio valdymą, realaus laiko vaizdo derinimą ir adaptyvų sujungimo jėgos valdymą, užtikrindami stabilią gamybą itin smulkaus žingsnio aplinkoje.

ASM AERO vielos rišiklisatstovauja naujos kartos ASM sujungimo architektūrai, skirtai pažangiems pakavimo mazgams, tokiems kaip 2,5D integracija, didelio tankio sujungimas (HDI) ir naujos kartos puslaidininkiniai įtaisai.

Pagrindiniai technologijos privalumai:
- Itin didelio tikslumo judesio valdymas mikronų tikslumu
- Pažangi regėjimo sistema automatiniam lygiavimo korekcijai
- Stabilus termosoninis sujungimas ploniems vieloms
- Didelis našumas masinės gamybos aplinkoje
- Proceso stabilumas, atitinkantis automobilių pramonei skirtus patikimumo standartus

Puslaidininkių gamybos procese naudojamos skirtingos sujungimo technologijos, priklausomai nuo korpuso struktūros, elektrinių charakteristikų reikalavimų ir gamybos sąnaudų tikslų. Renkantis tinkamą gamybos linijos įrangą, labai svarbu suprasti šių sistemų skirtumus.

Kategorija	Vielos rišiklis	Bonderis	Apverskite lustų rišiklį
Pagrindinė funkcija	Sujungia lusto plokšteles su pagrindu, naudodamas ploną jungiamąją vielą	Pritvirtina lustą prie pagrindo arba švino rėmo	Tiesiogiai pritvirtina apverstą lustą naudojant litavimo iškilimus arba varinius stulpelius
Sujungimo metodas	Vielos sujungimas (Au / Cu / Al viela)	Lipnus arba epoksidinis tvirtinimas	Tiesioginis ryšys su iškilimais
Proceso sudėtingumas	Vidutinis, labai optimizuotas brandus procesas	Nuo žemo iki vidutinio, priklausomai nuo automatizavimo lygio	Aukštas, reikalauja tikslaus išlyginimo ir pažangios procesų valdymo
Tikslumo reikalavimas	Mikronų lygio sujungimo tikslumas	Vidutinis išdėstymo tikslumas	Itin didelis tikslumas smulkių tarpinių jungčių atveju
Tipinės programos	IC pakuotės, LED, automobilių elektronika	Lustų išdėstymas modulio mazge	Didelio našumo skaičiavimas, pažangus pakavimas, 2,5D/3D integracija
Technologijų branda	Labai brandus ir plačiai naudojamas	Brandus ir ekonomiškas	Pažangus ir sparčiai besivystantis
Kainos lygis	Vidutinis	Žemas arba vidutinis	Aukštas

Pagrindinė įžvalga:
Laidų sujungimas išlieka plačiausiai puslaidininkių gamyboje taikomu sujungimo metodu dėl jo kainos, patikimumo ir proceso brandos pusiausvyros. Tačiau „flip chip“ ir kristalų sujungimo technologijos vis dažniau naudojamos pažangiose pakavimo aplinkose, kur našumo tankis yra labai svarbus.

Daugumoje gamybos aplinkų šios technologijos nėra viena kitą paneigiančios, bet egzistuoja kartu skirtinguose pakavimo etapuose ir produktų kategorijose.

Pažangiuose puslaidininkių korpusuose ne visos laidų sujungimo sistemos užtikrina tokį patį tikslumą, greitį ir proceso stabilumą. ASM AERO yra naujos kartos platforma, skirta didelio tankio ir pažangioms korpusų surinkimo reikmėms, o standartiniai laidų sujungimo įrenginiai paprastai naudojami bendram integrinių grandinių surinkimui.

Funkcija	ASM AERO vielos rišiklis	Standartinis vielos rišiklis
Tikslinė programa	Pažangus korpusas (2,5D / 3D IC, HPC, automobiliams skirti lustai)	Bendrosios integrinių grandinių pakuotės ir standartiniai puslaidininkiniai įtaisai
Tikslusis nivelyras	Itin didelis tikslumas su pažangia lygiavimo korekcija	Standartinis mikronų lygio tikslumas
Judesio valdymo sistema	Pažangi daugiaašė adaptyvioji judesio sistema	Įprastinė judesio valdymo architektūra
Regėjimo sistema	Didelės raiškos prisitaikantis regėjimo suderinimas realiuoju laiku	Standartinė regėjimo derinimo sistema
Proceso stabilumas	Optimizuotas itin smulkiam žvyrui ir sudėtingiems pagrindams	Stabilus įprastiems pakavimo procesams
Pralaidumo pajėgumas	Didelio greičio, optimizuotas pažangioms gamybos linijoms	Vidutinis arba aukštas, priklausomai nuo konfigūracijos
Įprastas naudojimas	Pažangios puslaidininkių gamyklos ir OSAT	Pagrindinės puslaidininkių pakavimo įmonės

Pagrindinė įžvalga:
ASM AERO sistemos yra specialiai sukurtos naujos kartos puslaidininkių pakuotėms, kur itin svarbus tikslus tankis, signalo vientisumas ir proceso stabilumas. Standartiniai vieliniai sujungimo įrenginiai ir toliau plačiai naudojami ekonomiškai efektyvioje, didelio masto gamybos aplinkoje.

Ilgalaikėje puslaidininkių gamybos aplinkoje vielinio sujungimo mašinos veikia didelio greičio, aukšto dažnio mechaninio ciklinio veikimo sąlygomis. Laikui bėgant, tam tikri komponentai natūraliai susidėvi ir gali paveikti sujungimo stabilumą, išeigos greitį ir proceso nuoseklumą.

Dažniausios problemos, pastebimos gamybos aplinkoje, yra šios:

- Sukibimo galvutės susidėvėjimas, dėl kurio nestabili sukibimo jėga arba netolygus kilpos formavimasis - Kapiliarinis užterštumas dėl likučių kaupimosi arba netinkamų valymo ciklų - Vaizdo sistemos nesuderinamumas, dėl kurio netiksliai nustatoma pagalvėlės padėtis sukibimo metu - Vielos padavimo nestabilumas dėl trinties kitimo arba ritės įtempimo disbalanso - Terminis dreifas, turintis įtakos sukibimo energijos pastovumui nepertraukiamos gamybos metu

Šios problemos paprastai neatsiranda staiga, o palaipsniui veikia proceso stabilumą, todėl prieš atsirandant matomam gedimui, gali šiek tiek svyruoti išeiga.

Reguliarus profilaktinis remontas paprastai reikalingas šiose srityse:
- Sujungimo galvutės kalibravimas ir nusidėvėjimo patikra - Kapiliarų keitimo planavimas pagal ciklų skaičių - Vizijos sistemos lygiavimo patikra - Vielos padavimo kelio valymas ir įtempimo reguliavimas - Temperatūros stabilumo stebėjimas sujungimo aplinkoje

Didelės apimties puslaidininkių gamyboje stabilios sujungimo kokybės palaikymas dažnai labiau priklauso nuo prevencinės priežiūros strategijos, o ne vien nuo mašinos našumo.

Vielos sujungimo įrenginio pasirinkimas yra ne tik specifikacijų palyginimo procesas, bet ir sprendimas, pagrįstas gamybos stabilumu, įrenginių suderinamumu ir ilgalaike gamybos sąnaudų kontrole.

Faktiškai planuojant puslaidininkių gamybą, paprastai vertinami šie veiksniai:

1. Sujungimo greitis ir pralaidumo reikalavimas
Gamybos linijoms, gaminančioms didelius IC kiekius, reikalingas stabilus didelės spartos sujungimo pajėgumas, neprarandant padėties tikslumo ar kilpos nuoseklumo.

2. Vielos medžiagų suderinamumas
Skirtingoms reikmėms reikalinga aukso (Au), vario (Cu) arba aliuminio (Al) viela. Medžiagos pasirinkimas tiesiogiai veikia sujungimo temperatūrą, jėgos valdymą ir ilgalaikį patikimumą.

3. Tikslumas ir proceso lango stabilumas
Pažangiam pakavimui reikalingas mikronų lygio išlyginimo tikslumas. Stabilus proceso langas dažnai yra svarbesnis nei didžiausia mašinos specifikacija.

4. Automatizavimo lygis ir gamybos aplinka
Masinės gamybos aplinkoje pirmenybė teikiama visiškai automatizuotoms sistemoms, o pusiau automatinės sistemos paprastai naudojamos moksliniuose tyrimuose ir eksperimentinėje plėtroje arba mažos apimties gamyboje.

5. Taikymo scenarijus ir įrenginio tipas
Reikalavimai labai skiriasi tarp standartinių IC pakuočių, automobilių galios įrenginių ir pažangių pakuočių struktūrų, tokių kaip 2,5D / 3D integracija.

6. Gyvavimo ciklo sąnaudų įvertinimas
Be pradinių investicijų į mašiną, bendrosios eksploatavimo sąnaudos (TCO) taip pat turi būti įvertintos priežiūros išlaidos, eksploatacinių dalių prieinamumas ir prastovų rizika.

Praktiškai daugelis gamintojų renkasi įrangą ne tik pagal specifikacijas, bet ir pagal ilgalaikį gamybos stabilumą bei aptarnavimo galimybes.