ASM SIPLACE CA2 Geavanceerde verpakkingsplaatsingsmachine

Moderne System-in-Package- en geavanceerde verpakkingsproducten vereisen vaak dat verschillende, zeer uiteenlopende componenttypen op hetzelfde substraat worden geassembleerd. Passieve componenten en verpakte IC's kunnen via tape-and-reel-feeders worden aangeleverd, terwijl kale halfgeleiderchips rechtstreeks van een gezaagde wafer moeten worden gehaald, geïnspecteerd, georiënteerd en geplaatst met veel strengere procescontrole.

DeASM SIPLACE CA2is ontwikkeld voor deze gemengde productieomgeving. In plaats van standaard SMT-plaatsing en directe wafer-dieverwerking in volledig onafhankelijke apparatuurstappen te scheiden, combineert de CA2 beide materiaalstromen binnen één geavanceerd plaatsingsplatform. Het kan door feeders aangeleverde SMD's verwerken, die-attach vanaf wafers uitvoeren en flip-chip-plaatsing afhandelen voor compacte, sterk geïntegreerde elektronische assemblages.

Dit maakt de SIPLACE CA2 bijzonder relevant voor fabrikanten die een evaluatie uitvoeren.halfgeleider-chipbonderapparatuurvoor SiP-modules, vermogenselektronica, ingebouwde componenten, wafer-level packaging en andere toepassingen waar conventionele SMT-mogelijkheden alleen niet volstaan.

Wat voor type machine is de ASM SIPLACE CA2?

De SIPLACE CA2 kan het best worden omschreven als een snelle hybride plaatsingsplatform voor halfgeleider- en SMT-assemblage. Het is niet beperkt tot één materiaalbron of één traditioneel verpakkingsproces.

Afhankelijk van de geïnstalleerde machineconfiguratie kan de CA2 verschillende productietaken coördineren:

• Selecteer standaard SMD-componenten van tape-and-reel-feeders.

• Verwijder direct de goed werkende chips uit een doorgezaagde wafer.

• Plaats de kale chips in de chipbevestigingsrichting.

• Draai en plaats de chips voor flip-chip assemblage.

• Procescomponenten worden aangevoerd via trays of speciale dragers.

• Breng vóór het plaatsen een vloeimiddel of ander dompelmedium aan.

• Inspecteer de matrijzen en componenten tijdens het plaatsingsproces.

• Leg de relatie vast tussen de oorspronkelijke positie van de wafer en de uiteindelijke positie van het substraat.

Het resultaat is een productieplatform dat processen kan verbinden die traditioneel geassocieerd worden met een SMT-plaatsingsmachine en een halfgeleiderbonder.

Waarom geavanceerde verpakkingslijnen een hybride plaatsingsplatform nodig hebben

Een conventionele SMT-lijn is zeer efficiënt wanneer de meeste materialen via gestandaardiseerde feeders worden aangeleverd. Geavanceerde verpakkingstechnieken brengen een andere uitdaging met zich mee, omdat het eindproduct passieve componenten, verpakte halfgeleiders, sensoren, vermogenschips en onverpakte IC's op één substraat kan combineren.

Wanneer deze materialen op aparte apparatuur worden verwerkt, kan de productie extra overdrachten, tussentijdse opslag, aparte programmeeromgevingen en complexere traceerbaarheid vereisen. Kale chips moeten mogelijk ook worden omgezet in tapeverpakkingen voordat ze een conventioneel SMT-plaatsingsproces kunnen doorlopen.

De SIPLACE CA2 pakt dit productieprobleem aan door directe waferverwerking te integreren in een SMT-georiënteerd platform. Chips kunnen rechtstreeks van de wafer worden genomen en samen met door de feeder aangeleverde componenten in de plaatsingssequentie worden ingevoerd, waardoor het aantal losgekoppelde processtappen wordt verminderd.

CA2 vergeleken met een conventionele gesplitste productieroute

De meest geschikte productieroute hangt nog steeds af van het productvolume, het chipassortiment, de proceschemie, het substraatontwerp en de bestaande fabrieksinfrastructuur. De CA2 is met name waardevol wanneer zowel SMT-componenten als van wafers afkomstige chips herhaaldelijk binnen dezelfde productfamilie moeten worden verwerkt.

Belangrijkste specificaties van ASM SIPLACE CA2

De gepubliceerde maximumwaarden beschrijven de mogelijkheden van het platform. De werkelijke productieoutput is afhankelijk van de geïnstalleerde printkop, de afmetingen van de chip, de waferconditie, het substraatontwerp, de procesopties, de inspectievereisten en de samenstelling van de componenten.

Directe waferverwerking en materiaalstroom

Een van de belangrijkste mogelijkheden van CA2 is het vermogen om chips rechtstreeks vanuit een gezaagde wafer te verwerken. In een traditionele workflow met feeders moeten kale chips mogelijk eerst op tape of een andere gestandaardiseerde drager worden geplaatst.

Directe waferverwerking kan die tussenliggende conversiestap elimineren of verminderen. Dit kan verschillende operationele voordelen opleveren:

• Minder voorbereidings- en materiaalverwerkingshandelingen met betrekking tot tape.

• Verminderde opslagbehoefte voor verwerkte matrijsmaterialen.

• Minder afval van tape en dragermaterialen bij het herverpakken van matrijzen.

• Minder aanvullings- en verbindingsactiviteiten voor chipmaterialen.

• Een betere koppeling tussen wafer-mapgegevens en definitieve plaatsingsgegevens.

• Flexibeler gebruik van meerdere chips binnen complexe SiP-producten.

De CA2 maakt gebruik van functies voor waferverwerking en chipbuffering om de tijdrovende chipvoorbereiding te scheiden van de plaatsingssequentie. Dit parallelle proces helpt de productieoutput te handhaven terwijl de chips worden voorbereid voor oppakken en plaatsen.

Die Attach en Flip-Chip Productie

Die-Attach Plaatsing

Bij een die-attach-proces wordt de halfgeleiderchip van de wafer verwijderd en in de gewenste oriëntatie op het substraat geplaatst. Afhankelijk van het product en de machine-opties kan het proces bestaan ​​uit het onderdompelen in materiaal, chipinspectie en gecontroleerde plaatsing met lage kracht.

Flip-chip plaatsing

Bij flip-chip-assemblage is het essentieel dat de chip correct georiënteerd is, zodat de actieve zijde en de interconnectiestructuur naar het substraat gericht zijn. Nauwkeurige plaatsing, chipconditie, fluxoverdracht en substraatmapping worden met name belangrijk wanneer de bumpafmetingen en de componentafstand klein zijn.

Gemengde SMT en chipplaatsing

De CA2 kan op wafers aangeleverde chips combineren met conventionele componenten die uit compatibele bibliotheken worden gekozen.ASM SMT-feedersHierdoor kan één product weerstanden, condensatoren, verpakte IC's en verschillende soorten losse chips bevatten, zonder dat elke materiaalgroep als een volledig apart assemblageproject hoeft te worden behandeld.

Plaatsingskop en nauwkeurigheidsopties

De machine kan worden uitgerust met een CP20-plaatsingskop voor snelle en zeer nauwkeurige componentverwerking. De CP20 is bedoeld voor kleine en gevoelige componenten en ondersteunt contactloze oppak- en krachtvrije plaatsingsfuncties.

De gepubliceerde CP20-functionaliteiten omvatten:

• Componentenreeks beginnend bij 0201 metrisch.

• Maximale componentafmetingen tot circa 8,2 × 8,2 mm.

• Componenthoogte tot circa 4 mm.

• Plaatsingscapaciteit tot 38.000 componenten per uur per toepasselijke kopconfiguratie.

• Nauwkeurigheid tot ±10 µm bij 3 sigma.

De vereiste nauwkeurigheidsklasse moet worden gekozen op basis van de afmetingen van de chip, de interconnectieafstand, de grootte van de bolletjes of bultjes, de substraattolerantie en de productopbrengstvereisten. Een machine die is geconfigureerd voor standaard plaatsing van 20 µm biedt niet automatisch ook de optionele procesklasse van 10 µm.

Waferwissel en productie van meerdere chips

Complexe SiP-producten kunnen verschillende chips bevatten. Het handmatig wisselen van wafermateriaal voor elk chiptype zou een aanzienlijk productieknelpunt vormen. Het CA2-waferwisselsysteem is ontworpen om meerdere wafertypen te beheren en het benodigde materiaal aan het plaatsingsproces aan te bieden naarmate het productieprogramma verandert.

Met de juiste configuratie kan het wafersysteem tot wel 50 verschillende wafers bevatten. Deze mogelijkheid om meerdere chips tegelijk te verwerken is met name handig voor producten die processoren, geheugen, sensoren, communicatiechips en voedingscomponenten in één compacte behuizing combineren.

Controleer bij de beoordeling van een beschikbare machine het volgende:

1. Het geïnstalleerde waferwisselsysteem en het aantal ondersteunde waferposities.

2. Ondersteunde waferdiameters en waferframespecificaties.

3. Waferuitwerper, chipomdraaier en buffermoduleconfiguratie.

4. Compatibiliteit met het vereiste wafer-map-formaat.

5. Maximale en minimale afmetingen van de matrijs.

6. Ondersteunde chipdikte en chipconditie.

7. Beschikbare gegevens over defecte chips en bekende goede chips.

Substraat- en transportbandconfiguraties

De CA2 kan worden geconfigureerd voor verschillende substraatstromen in plaats van beperkt te zijn tot één conventioneel PCB-formaat.

Enkelbaans transportband

Een configuratie met één rijstrook kan grote panelen, ingebouwde printplaten en speciale substraten ondersteunen. Gepubliceerde formaten reiken tot 620 × 700 mm voor bepaalde nauwkeurigheidsklassen en machineconfiguraties.

Dubbele transportband

Transport met twee banen is geschikt voor standaard printplaten en SiP-substraten, waarbij parallelle verwerking van printplaten de lijnbenutting kan verbeteren. De ondersteunde afmetingen variëren afhankelijk van de gekozen transportmodus en de vereiste nauwkeurigheid.

Chip-on-wafer en gespecialiseerde dragers

Beschikbare opties kunnen ook chip-on-wafer-processen, JEDEC-trays, J-boats, dikke printplaten en kromgetrokken substraten ondersteunen. Deze functies moeten worden gecontroleerd aan de hand van de daadwerkelijk geïnstalleerde machineconfiguratie.

Inspectie, onderdompeling en procescontrole

Een hoge plaatsingssnelheid alleen is niet voldoende voor geavanceerde verpakkingstechnieken. Het proces moet ook de conditie van de matrijs, de kwaliteit van de opname, de oriëntatie en de materiaaltoepassing controleren.

Afhankelijk van de geselecteerde opties kan de CA2 het volgende ondersteunen:

• Detectie van componentaanwezigheid en -opname.

• Inspectie op matrijsbreuken en afbrokkeling.

• Detectie van flux of onderdompelingsmateriaal.

• Inspectie van de soldeerpasta vóór of na het aanbrengen.

• Substraatkartering en correctie van de plaatsingspositie.

• Gegevensuitwisseling tijdens de verwerking met fabriekssystemen.

• Gesloten-lusproductie functioneert wanneer compatibele inspectieapparatuur is geïnstalleerd.

Een lineaire dompeleenheid kan worden gebruikt wanneer matrijzen een fluxmiddel of een ander overdrachtsmedium nodig hebben vóór plaatsing. De gekozen dompelplaat, materiaaleigenschappen, overdrachtshoogte en inspectie-instellingen moeten geschikt zijn voor het specifieke matrijs- en substraatproces.

Traceerbaarheid op chipniveau

Bij de assemblage van halfgeleiders zijn vaak gedetailleerdere materiaalgegevens nodig dan bij conventionele batchtracering van componenten. De CA2 maakt het mogelijk om een ​​individuele chip te volgen vanaf de oorspronkelijke positie op de wafer tot de uiteindelijke locatie op het geassembleerde substraat.

Dit kan productieteams helpen om verbinding te maken:

• Waferidentificatie en waferkaartinformatie.

• Oorspronkelijke rij- en kolompositie van de dobbelsteen.

• Resultaten van het ophalen en inspecteren van de matrijs.

• Eindserienummer van de printplaat of het substraat.

• Plaatsingscoördinaten in het voltooide product.

• Proces- en apparatuurgegevens verzameld tijdens de assemblage.

De uiteindelijke traceerbaarheid is afhankelijk van de geïnstalleerde software, fabrieksinterfaces, klantendatabase en integratie met het productiesysteem.

Integratie met een geavanceerde verpakkingslijn

De SIPLACE CA2 kan worden gebruikt als een centrale hybride plaatsingsmachine of in combinatie met andere snelle en zeer nauwkeurige apparatuur. ASMPT beschouwt de SIPLACE TX micron als een complementair platform voor SiP-productie, waarbij beide machines in dezelfde productielijn zijn opgesteld.

Een lijnconfiguratie kan het volgende omvatten:

1. Substraatbelading en -identificatie.

2. Het aanbrengen van soldeerpasta, lijm of vloeimiddel.

3. Controle van het gedrukte of uitgedeelde materiaal.

4. Snelle plaatsing van conventionele SMD-componenten.

5. Directe wafer-die-attach of flip-chip-plaatsing op de CA2.

6. Inspectie na plaatsing.

7. Reflow-, uithardings- of daaropvolgende verpakkingsprocessen.

8. Eindinspectie, test en registratie van traceerbaarheid.

Het juiste lijnontwerp hangt af van de procesvolgorde, de takttijd, de substraatverwerking, de cleanroomvereisten en of de CA2 alle plaatsingsstappen uitvoert of alleen de gespecialiseerde matrijsverwerkingsbewerkingen.

Typische producten en toepassingen

• System-in-Package modules:Assemblages die meerdere kale chips, verpakte IC's en passieve componenten combineren.

• Communicatiemodules:Compacte RF-, 5G-, netwerk- en draadloze elektronische pakketten.

• Auto-elektronica:Sensor-, besturings- en hooggeïntegreerde modules die gedetailleerde traceerbaarheid vereisen.

• Vermogenshalfgeleiderproducten:Vermogenschips en ondersteunende SMD-componenten gemonteerd op speciale substraten.

• Verpakking op waferniveau:Processen waarbij plaatsing op wafers of van wafers afgeleide substraten plaatsvindt.

• Verpakking op paneelniveau:Geavanceerde verpakkingstechnologie op panelen van groter formaat.

• Ingebouwde elektronica:Componenten en chips die in of op ingebouwde printplaatconstructies worden geplaatst.

• Sensor- en medische modules:Compacte assemblages met gevoelige, onbeklede chips en besturingselektronica.

• Computer- en smart-apparaatmodules:Producten met een hoge dichtheid die meerdere componentformaten vereisen.

Wanneer is de SIPLACE CA2 een geschikte keuze?

De CA2 moet worden overwogen wanneer de productie-eis meerdere van de volgende voorwaarden omvat:

• Het product combineert SMD's die via een feeder worden aangeleverd met kale chips.

• De chips moeten rechtstreeks van een of meer wafers worden geselecteerd.

• Zowel het chipbevestigingsproces als het flip-chip-proces zijn vereist binnen dezelfde productfamilie.

• Voor de productie zijn meerdere soorten matrijzen nodig, waarbij het materiaal regelmatig moet worden gewisseld.

• De plaatsingsnauwkeurigheid moet voldoen aan de procesklassen van 20 µm, 15 µm of 10 µm.

• Traceerbaarheid per chip is vereist.

• De fabrikant wil het tapen van matrijzen en de tussenliggende materiaalverwerking verminderen.

• De apparatuur moet kunnen communiceren met zowel SMT- als halfgeleiderfabrieksystemen.

• Grote panelen, SiP-substraten of speciale dragers moeten worden verwerkt.

Een speciale matrijsbonder kan nog steeds geschikter zijn wanneer de toepassing specifieke bondingkracht, verwarming, uitharding, dosering of matrijsafmetingen vereist die buiten de beschikbare CA2-configuratie vallen. Een procesanalyse moet daarom worden uitgevoerd voordat de machine wordt geselecteerd.

Beschikbare ASM SIPLACE CA2-apparatuur

Gebruikte SIPLACE CA2-machines kunnen aanzienlijk van elkaar verschillen, zelfs als de modelaanduiding aan de buitenkant hetzelfde is. Het geïnstalleerde wafersysteem, de plaatsingskop, de transportband, de nauwkeurigheidsklasse, de inspectieopties en de software bepalen wat de betreffende machine kan verwerken.

Voordat we een offerte kunnen uitbrengen, moeten we de volgende apparatuurgegevens bevestigen:

Ondersteuning voor machines, feeders en reserveonderdelen

De levering van apparatuur kan worden afgestemd op de vereiste substraatgrootte, waferformaat, componentbereik, nauwkeurigheidsniveau en procesapplicatie. Afhankelijk van de beschikbaarheid kan de ondersteuning het volgende omvatten:

• Complete ASM SIPLACE CA2-machines.

• Compatibele positioneringskoppen en kopcomponenten.

• Onderdelen voor waferwisseling en waferverwerking.

• ASM SIPLACE-aanvoersystemen en reserveonderdelen voor aanvoersystemen.

• Standaard en toepassingsspecifieke sproeiers.

• Camera's, sensoren en inspectiecomponenten.

• Motoren, aandrijvingen, besturingskaarten en kabels.

• Transportband- en substraatverwerkingscomponenten.

• Installatie, verpakking en ondersteuning bij internationale verzending.

Benodigde informatie voor het matchen van apparatuur

Voor een nauwkeuriger machineadvies kunt u de volgende informatie verstrekken:

1. Product- en procesbeschrijving.

2. Vereist: die-attach, flip-chip of gemengd plaatsingsproces.

3. Afmetingen van de chip, dikte en diameter van de wafer.

4. Aantal verschillende matrijssoorten per product.

5. Kleinste en grootste SMD-behuizing.

6. Afmetingen, dikte en materiaal van het substraat.

7. Vereiste plaatsingsnauwkeurigheid.

8. Verwacht uurlijks of jaarlijks productievolume.

9. Vereiste capaciteit van de invoerunit, tray en wafer.

10. Fabrieksinterface en traceerbaarheidseisen.

11. Gewenste staat van de apparatuur en land van bestemming.

Veelgestelde vragen over de ASM SIPLACE CA2

Welk productieprobleem lost de SIPLACE CA2 op?

Het is geschikt voor producten die zowel conventionele SMT-componenten als kale halfgeleiderchips vereisen. De CA2 combineert componentplaatsing via feeders en directe wafer-chipverwerking in één gecoördineerd machineplatform.

Kan de CA2 alle conventionele chipbonders vervangen?

Geen enkele machine is geschikt voor elk halfgeleiderproces. De CA2 is geoptimaliseerd voor snelle hybride plaatsings-, chipbevestigings- en flip-chip-toepassingen. Processen die gespecialiseerde verwarming, hechtkracht, uitharding of ongebruikelijke chipformaten vereisen, moeten afzonderlijk worden beoordeeld.

Vereist de machine dat de stempels op tape worden aangeleverd?

Nee. Een van de belangrijkste mogelijkheden is het rechtstreeks oppakken van chips uit een gezaagde wafer. Het kan ook standaard SMD-componenten verwerken die worden aangeleverd via compatibele tape-and-reel feeders.

Kunnen er verschillende soorten wafers in één productie-opstelling worden gebruikt?

Ja. Met het bijbehorende waferwisselsysteem kan de machine tot 50 verschillende wafers verwerken, waardoor deze geschikt is voor producten met meerdere chips.

Wat is het verschil tussen die attach en flip-chip plaatsing op de CA2?

Bij de die attach-bewerking wordt de chip in de gewenste oriëntatie met de voorkant naar boven geplaatst, terwijl bij de flip-chip-bewerking de chip wordt gedraaid en met de interconnectiezijde naar het substraat gericht wordt geplaatst. De exacte volgorde hangt af van de geïnstalleerde modules en het productieproces.

Kan de CA2 in dezelfde lijn werken als een SIPLACE TX micron?

Ja. De twee platforms kunnen elkaar aanvullen in geavanceerde verpakkings- en SiP-lijnen, waarbij de TX Micron snelle en zeer nauwkeurige plaatsing ondersteunt en de CA2 directe wafer- en hybride plaatsingsprocessen aankan.

Is de CA2 geschikt voor cleanroomproductie?

Het platform is beschikbaar in cleanroom-compatibele en halfgeleiderstandaardconfiguraties. De certificering en de staat van een individuele gebruikte machine dienen vóór aankoop te worden geverifieerd.

Hoe moet een gebruikte SIPLACE CA2 worden geëvalueerd?

Controleer de machine-identificatie, plaatsingskoppen, nauwkeurigheidsklasse, wafermodules, transportband, software, inspectiefuncties, bedrijfsomstandigheden en meegeleverde accessoires. De modelnaam alleen geeft niet de volledige procescapaciteit weer.

Zijn feeders en waferaccessoires inbegrepen?

De leveringsomvang varieert per machine en offerte. Feeders, nozzles, waferframes, handlingaccessoires en reserveonderdelen dienen afzonderlijk in de uiteindelijke offerte te worden vermeld.

Welke informatie moet ik meesturen met een aanvraag?

Geef de specificaties van de chip en wafer op, het componentenbereik, de substraatafmetingen, het vereiste proces, de nauwkeurigheidsdoelstelling, de productieoutput, de gewenste machineconditie en de leveringsbestemming.

Neem contact met ons op en deel uw waferformaat, chipbereik, substraatgrootte en vereiste assemblageproces om de beschikbare ASM SIPLACE CA2-configuraties en leveringsopties te bekijken.