EN
id
sk
sr
sv
it
pt
bn
ms
be
nl
fr
th
vi
ru
ja
ko
de
hy
az
bs
bg
my
cs
da
dv
el
et
fil
fi
ga
gl
gn
he
hi
km
hr
hu
is
kn
rw
lo
lv
lt
lb
lg
mi
mt
ne
no
ny
or
om
per
pl
ro
sa
so
es
sw
ta
tr
uk
ur
cy
xh
Bij de keuze voor een die bonding-machine staat het bevestigingsproces van het product centraal. Epoxy, eutectisch soldeer, zacht soldeer en zilversinteren kunnen allemaal als die bonding worden beschreven, maar ze vereisen niet hetzelfde materiaaltoevoersysteem, bondkop, verwarmingsmethode, atmosfeer, krachtregeling of downstream-apparatuur.
Een machine die een chip kan oppakken en nauwkeurig kan plaatsen, is daarom niet automatisch in staat om het vereiste chipbevestigingsproces te voltooien. De achterkant van de chip, de afwerking van het substraat, het thermische pad, de elektrische verbinding, de vereisten voor de verbindingslijn en het productievolume moeten in overweging worden genomen voordat individuele machinemodellen worden vergeleken.
De praktische selectietaak bestaat erin de productvereisten te koppelen aan het hechtmateriaal, de procesvolgorde en de geïnstalleerde machineconfiguratie.
Begin met het vereiste resultaat voor het bevestigen van de chip.
De verbindingsmethode moet aansluiten op de functie van de uiteindelijke assemblage. Een goedkope sensorbehuizing, een krachtige SiC-module en een precisielaserassemblage vereisen wellicht allemaal chipplaatsing, maar hun thermische, elektrische en mechanische eisen kunnen leiden tot zeer verschillende apparatuurontwerpen.
| Productvereiste | Vragen om te definiëren | Waarom dit de machinekeuze beïnvloedt |
|---|---|---|
| Thermisch pad | Hoeveel warmte moet er van de chip naar het substraat of de warmteverspreider worden afgevoerd? | De vereiste thermische prestaties bepalen of epoxy, soldeer, eutectisch materiaal of gesinterd materiaal geschikt is. |
| Elektrische aansluiting | Moet de hechtlaag stroom geleiden, elektrisch geïsoleerd blijven of alleen mechanische ondersteuning bieden? | Geleidende en niet-geleidende materialen vereisen verschillende doseer-, uithardings- en kwalificatieplannen. |
| Matrijs- en substraatmaterialen | Wat zijn de metaalcoating aan de achterzijde van de chip, de afwerking van het substraat en de oppervlaktecondities? | De materiaalinterface beïnvloedt bevochtiging, hechting, diffusie, oxidatiebeheersing en procestemperatuur. |
| Bond-lijncontrole | Welke dikte, uniformiteit en matrijshelling zijn acceptabel? | Doseren, stempelen, voorvormen, krachtregeling en gereedschap moeten de vereiste hechtlaag opleveren. |
| Ongeldige vereiste | Hoeveel luchtlekkage kan het thermische en betrouwbaarheidsontwerp verdragen? | Materiaalvoorbereiding, reiniging, atmosfeer, reflow en de daaropvolgende vacuümverwerking kunnen belangrijk worden. |
| Verpakkingsgevoeligheid | Hoeveel kracht, hitte en mechanische beweging kunnen de chip en het substraat weerstaan? | Dunne matrijzen, breekbare materialen en delicate structuren vereisen mogelijk gespecialiseerde oppak-, ondersteunings- en krachtregeling. |
| Productiemodel | Gaat het project om onderzoek en ontwikkeling, productie met een grote variatie aan producten of massaproductie? | De benodigde automatisering, gereedschapswisseling, materiaalverwerking en output kunnen net zo belangrijk zijn als het verbindingsproces zelf. |
Deze eisen moeten worden vastgelegd voordat een koper vraagt of een bepaalde die bonder "geschikt is voor epoxy" of "geschikt is voor sinteren". Dezelfde procesnaam kan immers nog steeds verschillende machinemodules vereisen voor verschillende verpakkingen.
Hoe de belangrijkste processen voor het verbinden van chips van elkaar verschillen
| Bindingsproces | Hoe de band wordt gevormd | Typische machinevereisten | Belangrijkste selectiecriterium |
|---|---|---|---|
| Epoxy-matrijsverbinding | Een geleidende of niet-geleidende lijm wordt aangebracht, de chip wordt geplaatst en het materiaal wordt uitgehard. | Doseren, spuiten, stempelen of onderdompelen; plaatsingskrachtregeling; hechtlijncontrole; uithardingsplan | Materiaalvolume, uitloop, matrijshelling, uithardingsconditie en consistentie van de lijmverbinding |
| Eutectische matrijsverbinding | Een gedefinieerde legering of voorvorm wordt binnen het verbindingsbereik verhit om een metalen verbinding te creëren. | Gecontroleerde verwarming en koeling, atmosfeerregeling, voorvormverwerking en optionele reiniging | Temperatuurprofiel, oxidatie, bevochtiging, holtevorming en matrijsbeweging tijdens het verbinden. |
| Zachte soldeerverbinding | Soldeer wordt aangebracht en opnieuw gesmolten om een geleidende thermische en elektrische verbinding te creëren. | Voorbereiding of dosering van soldeer, verwarmde proceszones, atmosfeerregeling en verwerking van grote hoeveelheden leadframes. | Soldeerdikte, bevochtiging, holtevorming, oxidatie en herhaalbaarheid van de productie |
| Zilver sinteren | Zilverdeeltjes vormen een dichte verbinding door middel van een op diffusie gebaseerd sinterproces, in plaats van conventioneel uitharden of solderen via reflow. | Verwerking van pasta of film, nauwkeurige controle van de hechtlijn, verwarmd platform, gecontroleerde kracht waar van toepassing en daaropvolgende sintering. | Materiaalvoorbereiding, dikte van de hechtlaag, hechtstabiliteit, druktraject en uiteindelijke sinteromstandigheden |
De tabel geeft de belangrijkste apparatuurrichting aan. Het definieert geen universeel procesrecept. De exacte configuratie hangt af van het gekozen materiaal, de matrijs, het substraat, de productieroute en de kwalificatie-eisen.
Bij epoxy-matrijsverlijming ligt de nadruk op materiaalbeheersing en uitharding.
Epoxy wordt veel gebruikt omdat het geschikt is voor diverse verpakkingsvormen en op verschillende manieren kan worden aangebracht. Geleidende epoxy kan zorgen voor elektrische en thermische verbindingen, terwijl niet-geleidend materiaal kan zorgen voor mechanische bevestiging of elektrische isolatie.
De matrijsverlijmer kan epoxy aanbrengen via:
Tijdsdruk bij het doseren
Vijzeldosering
Jet-dosering
Pinoverdracht of stempelen
De duik
Vooraf aangebracht kleefmateriaal
De juiste methode hangt af van de viscositeit van het materiaal, het vulstofgehalte, de grootte van de afzetting, het patroon, de verpakkingsgeometrie en de productiesnelheid. Een doseerapparaat dat met één epoxy werkt, is niet per se geschikt voor elke gevulde of ongevulde formulering.
Belangrijke functies van een epoxymachine
Stabiel doseer- of stempelvolume
Temperatuur- en verwerkingstijdcontrole van het materiaal waar nodig.
Nauwkeurige plaatsing van de matrijs voordat het materiaal beweegt of uithardt.
Programmeerbare plaatsingskracht en hechthoogte
Controle van de dikte van de verbindingslijn en de kanteling van de matrijs
Visuele inspectie vóór en na het aanbrengen van de hypotheek
Betrouwbare overdracht naar het vereiste uithardingsproces
Bij het aanbrengen van epoxy worden vaak lagere procestemperaturen gebruikt dan bij metaalsolderen, maar de volledige assemblage is nog steeds afhankelijk van het gespecificeerde uithardingsprofiel. Een succesvolle plaatsing garandeert niet dat de uiteindelijke uitgeharde verbinding voldoet aan de thermische, elektrische of betrouwbaarheidseisen.
Een actueel voorbeeld van een hogesnelheids-epoxyplatform is deBESI ESEC 2100 hS matrijsbinderHet kan worden beschouwd als één mogelijke richting voor de apparatuur. De daadwerkelijke geschiktheid hangt echter nog steeds af van de aangeboden machineconfiguratie en het beoogde pakket.
Eutectische matrijsverbinding vereist gecontroleerde warmte- en oppervlaktecondities.
Eutectische matrijsverbinding creëert een metalen verbinding door een legering of voorvorm te verhitten tot een gedefinieerde verbindingsconditie. Dit proces wordt vaak overwogen wanneer het product een sterke warmteoverdracht, elektrische geleiding, hoge positioneringsnauwkeurigheid of een gecontroleerde metalen verbinding vereist.
De machine en het gereedschap moeten mogelijk het volgende ondersteunen:
Vooraf aangebracht soldeer of aparte voorvormverwerking
Snel en herhaalbaar verwarmen en koelen.
Gecontroleerde inerte of reducerende atmosfeer waar nodig.
Programmeerbare scrub- of die-beweging
Nauwkeurige hechtkracht en hechthoogte
Gereedschap dat stabiel blijft bij de procestemperatuur.
Visuele afstemming voordat de oppervlakken onzichtbaar worden.
Schrobben kan helpen om oppervlaktefilms te verwijderen, de bevochtiging te verbeteren en ingesloten gas te verminderen in de betreffende processen. Het moet echter niet worden beschouwd als een universele vereiste of als een vervanging voor een correcte oppervlaktevoorbereiding en temperatuurregeling.
Bij het eutectisch proces moet ook rekening worden gehouden met het gedrag van de matrijs tijdens het smelten van de legering. Slechte ondersteuning, overmatige beweging of een ongeschikt thermisch profiel kunnen de uitlijning, de dikte van de verbindingslijn en de vorming van holtes beïnvloeden.
Zacht solderen is nauw verbonden met energieproductie.
Zacht solderen wordt vaak toegepast bij vermogenshalfgeleiders en leadframes in grootschalige productie, waarbij een geleidend thermisch pad tussen de chip en de drager vereist is.
Hoewel zowel eutectische als zachte soldeerprocessen gebruikmaken van metalen materialen en warmte, mogen ze niet als identiek worden beschouwd. De soldeervorm, het smeltgedrag, de doseermethode, de atmosfeer, het transport van de leadframes en de productievolgorde kunnen aanzienlijk verschillen.
Te bevestigen gebieden voor zachtsoldeerapparatuur
Soldeerdraad, soldeerpasta, voorvorm of andere materiaaltoevoermethode
Consistentie bij het doseren of voorbereiden van het soldeer
Verwarmde verbindingskop, -fase of proceszone
Gas- en oxidatieregeling
Het oppakken en positioneren van de chip tijdens het soldeerproces.
Verwerking van leadframes, strips of voedingsmodules
Procesvisualisatie en defectbewaking
Afkoeling en overdracht na het verlijmen
Apparatuur voor het solderen van zachte materialen voor grote volumes is vaak meer toepassingsspecifiek dan een flexibele R&D-diebonder. Een koper die een bestaande productiemachine vervangt, moet het complete materiaal- en leadframe-traject vergelijken, en niet alleen de plaatsingsnauwkeurigheid en de maximale output.
Het sinteren van zilver vereist een volledig hecht- en sinterproces.
Zilversinteren wordt steeds vaker gebruikt in vermogenscomponenten die hoge thermische prestaties en een langdurige werking onder ve veeleisende temperatuursomstandigheden vereisen. Het materiaal vormt zijn uiteindelijke verbinding niet door middel van conventionele epoxyharding of soldeersmelting.
Afhankelijk van het gekozen materiaal en productieproces kan de route het volgende omvatten:
Het aanbrengen van zilverpasta, -film of een ander sintermateriaal op het substraat of de matrijs.
Het kiezen en nauwkeurig plaatsen van de dobbelsteen.
Het beheersen van de initiële dikte van de lijmverbinding
Het vastzetten van de matrijs zodat deze stabiel blijft tijdens het transport.
Het geheel overbrengen naar een sinterproces onder druk of zonder druk.
Het toepassen van de vereiste combinatie van warmte, kracht, atmosfeer en tijd.
Sommige processen maken gebruik van hoge-krachthechting of drukondersteund sinteren, terwijl andere processen gebruikmaken van drukvrije materialen. De gekozen matrijsbonder moet daarom afgestemd zijn op de specifieke materiaalproductieroute en niet op de algemene term 'zilversinteren'.
Belangrijke aandachtspunten met betrekking tot de uitrusting zijn onder meer:
Doseren van pasta, stempelen van folie of hanteren van transferfolie
Dunne-chip-pickup en ondersteuning
Verwarmde verbindingskop en -stage
Programmeerbare bindingskracht
Controle van de dikte van de verbindingslijn en de kanteling van de matrijs
Automatische gereedschapswisseling voor verschillende matrijzen en producten
Stabiele overdracht naar de uiteindelijke sinterpers of oven.
Een matrijsbonder kan de plaatsings- en hechtfasen uitvoeren zonder de uiteindelijke gesinterde verbinding te voltooien. De volledige productielijn moet daarom worden geëvalueerd, niet alleen de pick-and-place machine.
De materiaalstroom kan net zo belangrijk zijn als de verbindingsmethode.
Nadat de procesrichting is vastgesteld, moet worden gecontroleerd hoe de chip, het hechtmateriaal en het substraat de machine ingaan.
| Materiaalgebied | Mogelijke invoerformaten | Machineconsequentie |
|---|---|---|
| Matrijsinvoer | Wafelframe, wafelverpakking, Gel-Pak, tray, tape-and-reel of losse matrijs | Wijzigt de eisen aan de uitwerper, het oppakgereedschap, het vision-systeem, de aanvoer en de automatische omschakeling. |
| Bindmateriaal | Epoxy, soldeerpasta, draad, voorvorm, zilverpasta, film of voorgeïnstalleerde laag | Vervangt de doseerunit, het stempelgereedschap, de dompelunit, de verwarming en het materiaalcontrolesysteem. |
| Substraat | Leadframe, DBC, AMB, keramiek, PCB, drager, behuizing of individuele submontage | Wijzigingen in werkstukhouder, indexering, klemming, verwarming en productieautomatisering. |
| Productomschakeling | Enkelvoudig product, grote variatie, meerdere matrijzen of meerdere procesmaterialen | Mogelijk is automatische gereedschaps-, uitwerper-, wafer- en receptwisseling vereist. |
Een platform voor meerdere processen kan verschillende verbindingsmethoden ondersteunen, maar alleen als de benodigde doseerapparaten, verwarmingselementen, koppen, gereedschappen, atmosfeerregelaars en softwareopties daadwerkelijk zijn geïnstalleerd.
DeBESI Datacon 2200 EVO matrijzenlijmmachineDit illustreert hoe waferhandling, gereedschapswisseling, dosering en warme of koude processen gecombineerd kunnen worden binnen een flexibel platform. De configuratie van een aangeboden machine moet echter nog individueel worden geverifieerd.
Een praktische selectieprocedure voor matrijsverbindingsmachines
Definieer het uiteindelijke gewricht.Stel de thermische, elektrische, mechanische en betrouwbaarheidseisen vast.
Controleer de materiaalinterfaces.Identificeer de metallisatie aan de achterzijde van de chip, de afwerking van het substraat en de oppervlakteconditie.
Selecteer het hechtingsproces.Vergelijk epoxy, eutectisch soldeer, zacht soldeer en sinteren met de vereiste verbinding.
Definieer de presentatie van het materiaal.Leg vast hoe de chip, het hechtmateriaal en het substraat de machine binnenkomen.
Identificeer procesmodules.Controleer de vereisten voor het doseren, stempelen, hanteren van de voorvormen, verwarmen, atmosfeer, reinigen, kracht uitoefenen en koelen.
Stel de plaatsingseis in.Definieer nauwkeurigheid, theta, verbindingshoogte, matrijshelling en inspectie na het verbinden.
Evalueer de productieautomatisering.Stel de eisen vast voor output, omschakeling, traceerbaarheid en verwerking.
Controleer het exacte apparaat.Vergelijk de geïnstalleerde configuratie, software, gereedschappen en accessoires met het procesplan.
Speel representatief materiaal af.Controleer de volledige materiaal- en verbindingsvolgorde onder overeengekomen testomstandigheden.
Beoordeel het laatste gewricht.Bevestig de thermische, elektrische, mechanische en betrouwbaarheidsresultaten via het toepasselijke productproces.
Deze volgorde vormt de kern van de machinekeuze. De verbindingsmethode bepaalt welke apparatuurfuncties noodzakelijk zijn, terwijl het exacte product bepaalt of die functies voldoende zijn.
Wanneer een multiprocess matrijsbonder zinvol is
Een flexibele matrijsverbindingsmachine kan waardevol zijn wanneer de fabriek een grote variatie aan producten produceert, procesontwikkeling uitvoert of meerdere verbindingsroutes binnen één platform nodig heeft.
De mogelijkheid om meerdere processen tegelijk te verwerken is het meest nuttig wanneer:
De geïnstalleerde koppen en gereedschappen dekken het vereiste matrijsbereik.
De machine kan wisselen tussen de vereiste invoerformaten voor het materiaal.
Er zijn modules beschikbaar voor dosering, stempelen, verwarming en atmosfeerregeling.
Software en recepten ondersteunen gecontroleerde procesomschakeling.
De verwachte output blijft ook na de omschakelingen haalbaar.
Kalibratie en onderhoud kunnen over de verschillende processen heen worden beheerd.
Een speciale machine voor grote volumes is wellicht geschikter wanneer één productfamilie de productie domineert en gespecialiseerde leadframe-handling, soft solder-controle of voorbereiding voor sinteren onder hoge druk vereist.
Veelgestelde vragen over de selectie van een matrijsverbindingsmachine
Kan één matrijsverbindingsmachine zowel epoxy- als eutectische processen uitvoeren?
Sommige flexibele platforms kunnen beide processen ondersteunen, maar alleen als de benodigde doseerapparatuur, verwarmingssystemen, atmosfeerregeling, gereedschappen en software zijn geïnstalleerd. De modelnaam alleen garandeert niet dat het platform geschikt is voor meerdere processen.
Wordt het sinteren van zilver volledig in een matrijsbonder voltooid?
Niet altijd. De matrijsbonder kan materiaal aanbrengen, de matrijs plaatsen en hechten, terwijl het uiteindelijke sinteren plaatsvindt in een apart proces, al dan niet onder druk. De complete productielijn moet worden gecontroleerd.
Is eutectische verbinding hetzelfde als zacht solderen bij het bevestigen van een chip?
Nee. Beide processen maken gebruik van metalen bindmiddelen en warmte, maar het gedrag van de legering, de materiaalsamenstelling, de atmosfeer, de gereedschappen en de productieapparatuur kunnen verschillen. Het vereiste proces moet worden gedefinieerd door het pakket en het materiaalsysteem.
Betekent een hogere plaatsingsnauwkeurigheid een betere chipverbindingsmachine?
Niet op zichzelf. Nauwkeurigheid moet in samenhang worden beschouwd met matrijsbehandeling, lijmnaadcontrole, materiaaltoepassing, kracht, verwarming, automatisering en de feitelijke meetomstandigheden.
Welke informatie moet ik voorbereiden voordat ik een matrijs aanvraag?
Bij de keuze voor een die bonding-machine staat het bevestigingsproces van het product centraal. Epoxy, eutectisch soldeer, zacht soldeer en zilversinteren kunnen allemaal als die bonding worden beschreven, maar ze vereisen niet hetzelfde materiaaltoevoersysteem, bondkop, verwarmingsmethode, atmosfeer, krachtregeling of downstream-apparatuur.
Een machine die een chip kan oppakken en nauwkeurig kan plaatsen, is daarom niet automatisch in staat om het vereiste chipbevestigingsproces te voltooien. De achterkant van de chip, de afwerking van het substraat, het thermische pad, de elektrische verbinding, de vereisten voor de verbindingslijn en het productievolume moeten in overweging worden genomen voordat individuele machinemodellen worden vergeleken.
De praktische selectietaak bestaat erin de productvereisten te koppelen aan het hechtmateriaal, de procesvolgorde en de geïnstalleerde machineconfiguratie.
Begin met het vereiste resultaat voor het bevestigen van de chip.
De verbindingsmethode moet aansluiten op de functie van de uiteindelijke assemblage. Een goedkope sensorbehuizing, een krachtige SiC-module en een precisielaserassemblage vereisen wellicht allemaal chipplaatsing, maar hun thermische, elektrische en mechanische eisen kunnen leiden tot zeer verschillende apparatuurontwerpen.
| Productvereiste | Vragen om te definiëren | Waarom dit de machinekeuze beïnvloedt |
|---|---|---|
| Thermisch pad | Hoeveel warmte moet er van de chip naar het substraat of de warmteverspreider worden afgevoerd? | De vereiste thermische prestaties bepalen of epoxy, soldeer, eutectisch materiaal of gesinterd materiaal geschikt is. |
| Elektrische aansluiting | Moet de hechtlaag stroom geleiden, elektrisch geïsoleerd blijven of alleen mechanische ondersteuning bieden? | Geleidende en niet-geleidende materialen vereisen verschillende doseer-, uithardings- en kwalificatieplannen. |
| Matrijs- en substraatmaterialen | Wat zijn de metaalcoating aan de achterzijde van de chip, de afwerking van het substraat en de oppervlaktecondities? | De materiaalinterface beïnvloedt bevochtiging, hechting, diffusie, oxidatiebeheersing en procestemperatuur. |
| Bond-lijncontrole | Welke dikte, uniformiteit en matrijshelling zijn acceptabel? | Doseren, stempelen, voorvormen, krachtregeling en gereedschap moeten de vereiste hechtlaag opleveren. |
| Ongeldige vereiste | Hoeveel luchtlekkage kan het thermische en betrouwbaarheidsontwerp verdragen? | Materiaalvoorbereiding, reiniging, atmosfeer, reflow en de daaropvolgende vacuümverwerking kunnen belangrijk worden. |
| Verpakkingsgevoeligheid | Hoeveel kracht, hitte en mechanische beweging kunnen de chip en het substraat weerstaan? | Dunne matrijzen, breekbare materialen en delicate structuren vereisen mogelijk gespecialiseerde oppak-, ondersteunings- en krachtregeling. |
| Productiemodel | Gaat het project om onderzoek en ontwikkeling, productie met een grote variatie aan producten of massaproductie? | De benodigde automatisering, gereedschapswisseling, materiaalverwerking en output kunnen net zo belangrijk zijn als het verbindingsproces zelf. |
Deze eisen moeten worden vastgelegd voordat een koper vraagt of een bepaalde die bonder "geschikt is voor epoxy" of "geschikt is voor sinteren". Dezelfde procesnaam kan immers nog steeds verschillende machinemodules vereisen voor verschillende verpakkingen.
Hoe de belangrijkste processen voor het verbinden van chips van elkaar verschillen
| Bindingsproces | Hoe de band wordt gevormd | Typische machinevereisten | Belangrijkste selectiecriterium |
|---|---|---|---|
| Epoxy-matrijsverbinding | Een geleidende of niet-geleidende lijm wordt aangebracht, de chip wordt geplaatst en het materiaal wordt uitgehard. | Doseren, spuiten, stempelen of onderdompelen; plaatsingskrachtregeling; hechtlijncontrole; uithardingsplan | Materiaalvolume, uitloop, matrijshelling, uithardingsconditie en consistentie van de lijmverbinding |
| Eutectische matrijsverbinding | Een gedefinieerde legering of voorvorm wordt binnen het verbindingsbereik verhit om een metalen verbinding te creëren. | Gecontroleerde verwarming en koeling, atmosfeerregeling, voorvormverwerking en optionele reiniging | Temperatuurprofiel, oxidatie, bevochtiging, holtevorming en matrijsbeweging tijdens het verbinden. |
| Zachte soldeerverbinding | Soldeer wordt aangebracht en opnieuw gesmolten om een geleidende thermische en elektrische verbinding te creëren. | Voorbereiding of dosering van soldeer, verwarmde proceszones, atmosfeerregeling en verwerking van grote hoeveelheden leadframes. | Soldeerdikte, bevochtiging, holtevorming, oxidatie en herhaalbaarheid van de productie |
| Zilver sinteren | Zilverdeeltjes vormen een dichte verbinding door middel van een op diffusie gebaseerd sinterproces, in plaats van conventioneel uitharden of solderen via reflow. | Verwerking van pasta of film, nauwkeurige controle van de hechtlijn, verwarmd platform, gecontroleerde kracht waar van toepassing en daaropvolgende sintering. | Materiaalvoorbereiding, dikte van de hechtlaag, hechtstabiliteit, druktraject en uiteindelijke sinteromstandigheden |
De tabel geeft de belangrijkste apparatuurrichting aan. Het definieert geen universeel procesrecept. De exacte configuratie hangt af van het gekozen materiaal, de matrijs, het substraat, de productieroute en de kwalificatie-eisen.
Bij epoxy-matrijsverlijming ligt de nadruk op materiaalbeheersing en uitharding.
Epoxy wordt veel gebruikt omdat het geschikt is voor diverse verpakkingsvormen en op verschillende manieren kan worden aangebracht. Geleidende epoxy kan zorgen voor elektrische en thermische verbindingen, terwijl niet-geleidend materiaal kan zorgen voor mechanische bevestiging of elektrische isolatie.
De matrijsverlijmer kan epoxy aanbrengen via:
Tijdsdruk bij het doseren
Vijzeldosering
Jet-dosering
Pinoverdracht of stempelen
De duik
Vooraf aangebracht kleefmateriaal
De juiste methode hangt af van de viscositeit van het materiaal, het vulstofgehalte, de grootte van de afzetting, het patroon, de verpakkingsgeometrie en de productiesnelheid. Een doseerapparaat dat met één epoxy werkt, is niet per se geschikt voor elke gevulde of ongevulde formulering.
Belangrijke functies van een epoxymachine
Stabiel doseer- of stempelvolume
Temperatuur- en verwerkingstijdcontrole van het materiaal waar nodig.
Nauwkeurige plaatsing van de matrijs voordat het materiaal beweegt of uithardt.
Programmeerbare plaatsingskracht en hechthoogte
Controle van de dikte van de verbindingslijn en de kanteling van de matrijs
Visuele inspectie vóór en na het aanbrengen van de hypotheek
Betrouwbare overdracht naar het vereiste uithardingsproces
Bij het aanbrengen van epoxy worden vaak lagere procestemperaturen gebruikt dan bij metaalsolderen, maar de volledige assemblage is nog steeds afhankelijk van het gespecificeerde uithardingsprofiel. Een succesvolle plaatsing garandeert niet dat de uiteindelijke uitgeharde verbinding voldoet aan de thermische, elektrische of betrouwbaarheidseisen.
Een actueel voorbeeld van een hogesnelheids-epoxyplatform is deBESI ESEC 2100 hS matrijsbinderHet kan worden beschouwd als één mogelijke richting voor de apparatuur. De daadwerkelijke geschiktheid hangt echter nog steeds af van de aangeboden machineconfiguratie en het beoogde pakket.
Eutectische matrijsverbinding vereist gecontroleerde warmte- en oppervlaktecondities.
Eutectische matrijsverbinding creëert een metalen verbinding door een legering of voorvorm te verhitten tot een gedefinieerde verbindingsconditie. Dit proces wordt vaak overwogen wanneer het product een sterke warmteoverdracht, elektrische geleiding, hoge positioneringsnauwkeurigheid of een gecontroleerde metalen verbinding vereist.
De machine en het gereedschap moeten mogelijk het volgende ondersteunen:
Vooraf aangebracht soldeer of aparte voorvormverwerking
Snel en herhaalbaar verwarmen en koelen.
Gecontroleerde inerte of reducerende atmosfeer waar nodig.
Programmeerbare scrub- of die-beweging
Nauwkeurige hechtkracht en hechthoogte
Gereedschap dat stabiel blijft bij de procestemperatuur.
Visuele afstemming voordat de oppervlakken onzichtbaar worden.
Schrobben kan helpen om oppervlaktefilms te verwijderen, de bevochtiging te verbeteren en ingesloten gas te verminderen in de betreffende processen. Het moet echter niet worden beschouwd als een universele vereiste of als een vervanging voor een correcte oppervlaktevoorbereiding en temperatuurregeling.
Bij het eutectisch proces moet ook rekening worden gehouden met het gedrag van de matrijs tijdens het smelten van de legering. Slechte ondersteuning, overmatige beweging of een ongeschikt thermisch profiel kunnen de uitlijning, de dikte van de verbindingslijn en de vorming van holtes beïnvloeden.
Zacht solderen is nauw verbonden met energieproductie.
Zacht solderen wordt vaak toegepast bij vermogenshalfgeleiders en leadframes in grootschalige productie, waarbij een geleidend thermisch pad tussen de chip en de drager vereist is.
Hoewel zowel eutectische als zachte soldeerprocessen gebruikmaken van metalen materialen en warmte, mogen ze niet als identiek worden beschouwd. De soldeervorm, het smeltgedrag, de doseermethode, de atmosfeer, het transport van de leadframes en de productievolgorde kunnen aanzienlijk verschillen.
Te bevestigen gebieden voor zachtsoldeerapparatuur
Soldeerdraad, soldeerpasta, voorvorm of andere materiaaltoevoermethode
Consistentie bij het doseren of voorbereiden van het soldeer
Verwarmde verbindingskop, -fase of proceszone
Gas- en oxidatieregeling
Het oppakken en positioneren van de chip tijdens het soldeerproces.
Verwerking van leadframes, strips of voedingsmodules
Procesvisualisatie en defectbewaking
Afkoeling en overdracht na het verlijmen
Apparatuur voor het solderen van zachte materialen voor grote volumes is vaak meer toepassingsspecifiek dan een flexibele R&D-diebonder. Een koper die een bestaande productiemachine vervangt, moet het complete materiaal- en leadframe-traject vergelijken, en niet alleen de plaatsingsnauwkeurigheid en de maximale output.
Het sinteren van zilver vereist een volledig hecht- en sinterproces.
Zilversinteren wordt steeds vaker gebruikt in vermogenscomponenten die hoge thermische prestaties en een langdurige werking onder ve veeleisende temperatuursomstandigheden vereisen. Het materiaal vormt zijn uiteindelijke verbinding niet door middel van conventionele epoxyharding of soldeersmelting.
Afhankelijk van het gekozen materiaal en productieproces kan de route het volgende omvatten:
Het aanbrengen van zilverpasta, -film of een ander sintermateriaal op het substraat of de matrijs.
Het kiezen en nauwkeurig plaatsen van de dobbelsteen.
Het beheersen van de initiële dikte van de lijmverbinding
Het vastzetten van de matrijs zodat deze stabiel blijft tijdens het transport.
Het geheel overbrengen naar een sinterproces onder druk of zonder druk.
Het toepassen van de vereiste combinatie van warmte, kracht, atmosfeer en tijd.
Sommige processen maken gebruik van hoge-krachthechting of drukondersteund sinteren, terwijl andere processen gebruikmaken van drukvrije materialen. De gekozen matrijsbonder moet daarom afgestemd zijn op de specifieke materiaalproductieroute en niet op de algemene term 'zilversinteren'.
Belangrijke aandachtspunten met betrekking tot de uitrusting zijn onder meer:
Doseren van pasta, stempelen van folie of hanteren van transferfolie
Dunne-chip-pickup en ondersteuning
Verwarmde verbindingskop en -stage
Programmeerbare bindingskracht
Controle van de dikte van de verbindingslijn en de kanteling van de matrijs
Automatische gereedschapswisseling voor verschillende matrijzen en producten
Stabiele overdracht naar de uiteindelijke sinterpers of oven.
Een matrijsbonder kan de plaatsings- en hechtfasen uitvoeren zonder de uiteindelijke gesinterde verbinding te voltooien. De volledige productielijn moet daarom worden geëvalueerd, niet alleen de pick-and-place machine.
De materiaalstroom kan net zo belangrijk zijn als de verbindingsmethode.
Nadat de procesrichting is vastgesteld, moet worden gecontroleerd hoe de chip, het hechtmateriaal en het substraat de machine ingaan.
| Materiaalgebied | Mogelijke invoerformaten | Machineconsequentie |
|---|---|---|
| Matrijsinvoer | Wafelframe, wafelverpakking, Gel-Pak, tray, tape-and-reel of losse matrijs | Wijzigt de eisen aan de uitwerper, het oppakgereedschap, het vision-systeem, de aanvoer en de automatische omschakeling. |
| Bindmateriaal | Epoxy, soldeerpasta, draad, voorvorm, zilverpasta, film of voorgeïnstalleerde laag | Vervangt de doseerunit, het stempelgereedschap, de dompelunit, de verwarming en het materiaalcontrolesysteem. |
| Substraat | Leadframe, DBC, AMB, keramiek, PCB, drager, behuizing of individuele submontage | Wijzigingen in werkstukhouder, indexering, klemming, verwarming en productieautomatisering. |
| Productomschakeling | Enkelvoudig product, grote variatie, meerdere matrijzen of meerdere procesmaterialen | Mogelijk is automatische gereedschaps-, uitwerper-, wafer- en receptwisseling vereist. |
Een platform voor meerdere processen kan verschillende verbindingsmethoden ondersteunen, maar alleen als de benodigde doseerapparaten, verwarmingselementen, koppen, gereedschappen, atmosfeerregelaars en softwareopties daadwerkelijk zijn geïnstalleerd.
DeBESI Datacon 2200 EVO matrijzenlijmmachineDit illustreert hoe waferhandling, gereedschapswisseling, dosering en warme of koude processen gecombineerd kunnen worden binnen een flexibel platform. De configuratie van een aangeboden machine moet echter nog individueel worden geverifieerd.
Een praktische selectieprocedure voor matrijsverbindingsmachines
Definieer het uiteindelijke gewricht.Stel de thermische, elektrische, mechanische en betrouwbaarheidseisen vast.
Controleer de materiaalinterfaces.Identificeer de metallisatie aan de achterzijde van de chip, de afwerking van het substraat en de oppervlakteconditie.
Selecteer het hechtingsproces.Vergelijk epoxy, eutectisch soldeer, zacht soldeer en sinteren met de vereiste verbinding.
Definieer de presentatie van het materiaal.Leg vast hoe de chip, het hechtmateriaal en het substraat de machine binnenkomen.
Identificeer procesmodules.Controleer de vereisten voor het doseren, stempelen, hanteren van de voorvormen, verwarmen, atmosfeer, reinigen, kracht uitoefenen en koelen.
Stel de plaatsingseis in.Definieer nauwkeurigheid, theta, verbindingshoogte, matrijshelling en inspectie na het verbinden.
Evalueer de productieautomatisering.Stel de eisen vast voor output, omschakeling, traceerbaarheid en verwerking.
Controleer het exacte apparaat.Vergelijk de geïnstalleerde configuratie, software, gereedschappen en accessoires met het procesplan.
Speel representatief materiaal af.Controleer de volledige materiaal- en verbindingsvolgorde onder overeengekomen testomstandigheden.
Beoordeel het laatste gewricht.Bevestig de thermische, elektrische, mechanische en betrouwbaarheidsresultaten via het toepasselijke productproces.
Deze volgorde vormt de kern van de machinekeuze. De verbindingsmethode bepaalt welke apparatuurfuncties noodzakelijk zijn, terwijl het exacte product bepaalt of die functies voldoende zijn.
Wanneer een multiprocess matrijsbonder zinvol is
Een flexibele matrijsverbindingsmachine kan waardevol zijn wanneer de fabriek een grote variatie aan producten produceert, procesontwikkeling uitvoert of meerdere verbindingsroutes binnen één platform nodig heeft.
De mogelijkheid om meerdere processen tegelijk te verwerken is het meest nuttig wanneer:
De geïnstalleerde koppen en gereedschappen dekken het vereiste matrijsbereik.
De machine kan wisselen tussen de vereiste invoerformaten voor het materiaal.
Er zijn modules beschikbaar voor dosering, stempelen, verwarming en atmosfeerregeling.
Software en recepten ondersteunen gecontroleerde procesomschakeling.
De verwachte output blijft ook na de omschakelingen haalbaar.
Kalibratie en onderhoud kunnen over de verschillende processen heen worden beheerd.
Een speciale machine voor grote volumes is wellicht geschikter wanneer één productfamilie de productie domineert en gespecialiseerde leadframe-handling, soft solder-controle of voorbereiding voor sinteren onder hoge druk vereist.
Veelgestelde vragen over de selectie van een matrijsverbindingsmachine
Kan één matrijsverbindingsmachine zowel epoxy- als eutectische processen uitvoeren?
Sommige flexibele platforms kunnen beide processen ondersteunen, maar alleen als de benodigde doseerapparatuur, verwarmingssystemen, atmosfeerregeling, gereedschappen en software zijn geïnstalleerd. De modelnaam alleen garandeert niet dat het platform geschikt is voor meerdere processen.
Wordt het sinteren van zilver volledig in een matrijsbonder voltooid?
Niet altijd. De matrijsbonder kan materiaal aanbrengen, de matrijs plaatsen en hechten, terwijl het uiteindelijke sinteren plaatsvindt in een apart proces, al dan niet onder druk. De complete productielijn moet worden gecontroleerd.
Is eutectische verbinding hetzelfde als zacht solderen bij het bevestigen van een chip?
Nee. Beide processen maken gebruik van metalen bindmiddelen en warmte, maar het gedrag van de legering, de materiaalsamenstelling, de atmosfeer, de gereedschappen en de productieapparatuur kunnen verschillen. Het vereiste proces moet worden gedefinieerd door het pakket en het materiaalsysteem.
Betekent een hogere plaatsingsnauwkeurigheid een betere chipverbindingsmachine?
Niet op zichzelf. Nauwkeurigheid moet in samenhang worden beschouwd met matrijsbehandeling, lijmnaadcontrole, materiaaltoepassing, kracht, verwarming, automatisering en de feitelijke meetomstandigheden.
Welke informatie moet ik voorbereiden voordat ik een aanbeveling voor een matrijsbonder aanvraag?
Bereid de matrijsafmetingen en -dikte, het invoerformaat, het substraat, het hechtmateriaal, de plaatsingsvereisten, de hechtkracht, de temperatuur, de atmosfeer, het productiedoel en de vereiste inspectie- of traceerbaarheidsfuncties voor.
Eindaanbeveling
Een matrijsverbindingsmachine moet worden gekozen op basis van de verbinding die ermee moet worden gemaakt, en niet alleen op basis van snelheid, nauwkeurigheid of modelnaam. Epoxyprocessen zijn sterk afhankelijk van materiaalafzetting en uitharding. Eutectische en zachtsoldeerprocessen vereisen gecontroleerde metaalverbindingsomstandigheden. Zilversinteren vereist een nauwkeurige materiaalvoorbereiding, hechting en een volledig sinterproces.
Beoordeling beschikbaardie bonding machinesPas nadat het proces, de materiaalstroom en de benodigde modules zijn gedefinieerd, kunt u de chip, het substraat, het hechtmateriaal, het productiedoel en het beoogde proces via ons versturen.Aanvraagpagina voor All-SMT-apparatuur.
Aanbeveling voor een hechtmiddel?
Bereid de matrijsafmetingen en -dikte, het invoerformaat, het substraat, het hechtmateriaal, de plaatsingsvereisten, de hechtkracht, de temperatuur, de atmosfeer, het productiedoel en de vereiste inspectie- of traceerbaarheidsfuncties voor.
Eindaanbeveling
Een matrijsverbindingsmachine moet worden gekozen op basis van de verbinding die ermee moet worden gemaakt, en niet alleen op basis van snelheid, nauwkeurigheid of modelnaam. Epoxyprocessen zijn sterk afhankelijk van materiaalafzetting en uitharding. Eutectische en zachtsoldeerprocessen vereisen gecontroleerde metaalverbindingsomstandigheden. Zilversinteren vereist een nauwkeurige materiaalvoorbereiding, hechting en een volledig sinterproces.
Beoordeling beschikbaardie bonding machinesPas nadat het proces, de materiaalstroom en de benodigde modules zijn gedefinieerd, kunt u de chip, het substraat, het hechtmateriaal, het productiedoel en het beoogde proces via ons versturen.Aanvraagpagina voor All-SMT-apparatuur.
