ASM SIPLACE CA2 avansert pakkeplasseringsmaskin

Moderne system-i-pakke-produkter og avanserte pakkeprodukter krever ofte at flere svært forskjellige komponenttyper monteres på samme substrat. Passive komponenter og pakkede IC-er kan ankomme i tape-and-reel-matere, mens bare halvlederbrikker må plukkes direkte fra en saget wafer, inspiseres, orienteres og plasseres med mye strengere prosesskontroll.

- Hva?ASM SIPLACE CA2ble utviklet for dette blandede produksjonsmiljøet. I stedet for å separere standard SMT-plassering og direkte wafer-die-prosessering i helt uavhengige utstyrstrinn, kombinerer CA2 begge materialstrømmene innenfor én avansert plasseringsplattform. Den kan behandle materforsynte SMD-er, utføre die-attachment fra wafer og håndtere flip-chip-plassering for kompakte, svært integrerte elektroniske sammenstillinger.

Dette gjør SIPLACE CA2 spesielt relevant for produsenter som evaluererutstyr for halvlederlimingfor SiP-moduler, kraftelektronikk, innebygde komponenter, wafer-nivåpakking og andre applikasjoner der konvensjonell SMT-kapasitet alene ikke er tilstrekkelig.

Hvilken maskintype er ASM SIPLACE CA2?

SIPLACE CA2 beskrives best som en høyhastighets hybrid plasseringsplattform for halvleder- og SMT-montering. Den er ikke begrenset til én enkelt materialkilde eller én tradisjonell pakkeprosess.

Avhengig av den installerte maskinkonfigurasjonen kan CA2 koordinere flere produksjonsoppgaver:

• Velg standard SMD-komponenter fra tape-and-spole-matere.

• Fjern kjente fungerende brikker direkte fra en saget wafer.

• Plasser de bare brekkene i brekkfastgjøringsretningen.

• Snu og plasser brikker for flip-chip-montering.

• Prosesskomponenter levert via brett eller spesialiserte transportører.

• Påfør flussmiddel eller annet dyppemiddel før plassering.

• Inspiser matriser og komponenter under plasseringsprosessen.

• Registrer forholdet mellom den opprinnelige waferposisjonen og den endelige substratposisjonen.

Resultatet er en produksjonsplattform som kan koble sammen prosesser som tradisjonelt er forbundet med en SMT-plasseringsmaskin og en halvlederdiebindingsmaskin.

Hvorfor avanserte pakkelinjer trenger en hybrid plasseringsplattform

En konvensjonell SMT-linje er svært effektiv når de fleste materialene leveres i standardiserte matere. Avansert pakking introduserer en annen utfordring fordi sluttproduktet kan kombinere passive komponenter, pakkede halvledere, sensorer, effektbrikker og upakkede IC-er på ett substrat.

Når disse materialene behandles på separat utstyr, kan produksjonen kreve ytterligere overføringer, mellomlagring, separate programmeringsmiljøer og mer kompleks sporbarhet. Bare brikker må kanskje også konverteres til tapepakking før de kan gå inn i en konvensjonell SMT-plasseringsprosess.

SIPLACE CA2 løser dette produksjonsgapet ved å bringe direkte waferhåndtering inn i en SMT-orientert plattform. Breddskiver kan tas fra waferen og introduseres i plasseringssekvensen sammen med komponenter som forsynes av materen, noe som reduserer antallet frakoblede prosesstrinn.

CA2 sammenlignet med en konvensjonell delt produksjonsrute

Den mest passende produksjonsruten avhenger fortsatt av produktvolum, brikker, prosesskjemi, substratdesign og eksisterende fabrikkinfrastruktur. CA2 er spesielt verdifull når både SMT-komponenter og waferleverte brikker må behandles gjentatte ganger innenfor samme produktfamilie.

ASM SIPLACE CA2 Hovedspesifikasjoner

Publiserte maksimumsverdier beskriver plattformens kapasitet. Faktisk produksjonsutgang avhenger av det installerte hodet, brikkens dimensjoner, waferens tilstand, substratdesign, prosessalternativer, inspeksjonskrav og komponentmiks.

Direkte waferbehandling og materialflyt

En av CA2s viktigste funksjoner er evnen til å behandle brikker direkte fra en saget wafer. I en tradisjonell materbasert arbeidsflyt må kanskje bare brikker først overføres til tape eller en annen standardisert bærer før plassering.

Direkte waferprosessering kan fjerne eller redusere det mellomliggende konverteringstrinnet. Dette kan gi flere driftsmessige fordeler:

• Færre taperelaterte forberedelser og materialhåndteringsoperasjoner.

• Reduserte lagringskrav for konverterte dysematerialer.

• Mindre tape- og bæreavfall forbundet med ompakking av dyser.

• Færre påfyllings- og skjøteaktiviteter for dysematerialer.

• Bedre forbindelse mellom waferkartdata og endelige plasseringsposter.

• Mer fleksibel bruk av flere brikker i komplekse SiP-produkter.

CA2 bruker waferhåndtering og die-buffering-funksjoner for å skille tidkrevende die-forberedelse fra plasseringssekvensen. Denne parallelle prosessen bidrar til å opprettholde produksjonsutbyttet mens diesene forberedes for henting og plassering.

Die Attach og Flip-Chip-produksjon

Plassering av dysefeste

I en die-attach-prosess fjernes halvlederbrikken fra waferen og plasseres i ønsket retning på substratet. Avhengig av produkt- og maskinalternativer kan prosessen omfatte materialdypping, brikkeinspeksjon og kontrollert plassering med lav kraft.

Flip-Chip-plassering

Flip-chip-montering krever at brikken er riktig orientert slik at den aktive siden og sammenkoblingsstrukturen vender mot substratet. Plasseringsnøyaktighet, brikkens tilstand, fluksoverføring og substrattilordning blir spesielt viktig når bumpdimensjonene og komponentavstanden er små.

Blandet SMT og plassering av dyser

CA2 kan kombinere wafer-forsynte brikker med konvensjonelle komponenter plukket fra kompatibleASM SMT-matereDette gjør at ett produkt kan inkludere motstander, kondensatorer, pakkede IC-er og flere typer bare die uten å behandle hver materialgruppe som et helt separat monteringsprosjekt.

Plasseringshode og nøyaktighetsalternativer

Maskinen kan utstyres med et CP20-plasseringshode for høyhastighets- og nøyaktighetshåndtering av komponenter. CP20 er beregnet for små og sensitive komponenter og støtter berøringsfri opptak og plassering uten kraft.

Publiserte CP20-funksjoner inkluderer:

• Komponentområde som begynner på metrisk 0201.

• Maksimale komponentdimensjoner opptil omtrent 8,2 × 8,2 mm.

• Komponenthøyde opptil omtrent 4 mm.

• Plasseringsutgang på opptil 38 000 komponenter per time per gjeldende hodekonfigurasjon.

• Nøyaktighet ned til ±10 µm ved 3 sigma.

Den nødvendige nøyaktighetsklassen bør velges i henhold til dysedimensjoner, sammenkoblingsavstand, kule- eller bumpstørrelse, substrattoleranse og krav til produktutbytte. En maskin konfigurert for standard plassering på 20 µm bør ikke automatisk antas å tilby den valgfrie prosessklassen på 10 µm.

Waferutveksling og produksjon av flere dieser

Komplekse SiP-produkter kan inneholde flere forskjellige brikker. Manuell endring av wafermaterialer for hver brikketype ville skape en stor flaskehals i produksjonen. CA2-waferutvekslingssystemet er designet for å vedlikeholde flere wafertyper og presentere det nødvendige materialet til plasseringsprosessen etter hvert som produksjonsprogrammet endres.

Med den aktuelle konfigurasjonen kan wafersystemet holde opptil 50 forskjellige wafere. Denne multi-die-funksjonaliteten er spesielt nyttig for produkter som kombinerer prosessorer, minne, sensorer, kommunikasjonsbrikker og strømforsyningskomponenter i én kompakt pakke.

Når du evaluerer en tilgjengelig maskin, bekreft:

1. Det installerte waferutvekslingssystemet og antall støttede waferposisjoner.

2. Støttede waferdiametre og waferrammespesifikasjoner.

3. Wafer-ejektor, die-flip og buffermodul-konfigurasjon.

4. Kompatibilitet med det nødvendige wafer-map-formatet.

5. Maksimale og minimale dysedimensjoner.

6. Støttet dysetykkelse og dysetilstand.

7. Tilgjengelig data for gjenkjenning av dårlige dieser og kjente gode dieser.

Substrat- og transportbåndkonfigurasjoner

CA2 kan konfigureres for forskjellige substratstrømmer i stedet for å være begrenset til ett konvensjonelt PCB-format.

Enkeltsporstransportør

En konfigurasjon med ett spor kan støtte store paneler, innebygde PCB-er og spesialiserte substrater. Publiserte formater når opptil 620 × 700 mm for utvalgte nøyaktighetsklasser og maskinarrangementer.

Tosporet transportbånd

Tosporet transport er egnet for standard PCB-er og SiP-substrater der parallell korthåndtering kan forbedre linjeutnyttelsen. Støttede dimensjoner varierer med valgt transportbåndmodus og nøyaktighetskrav.

Chip-on-Wafer og spesialiserte bærere

Tilgjengelige alternativer kan også støtte chip-on-wafer-prosesser, JEDEC-brett, J-båter, tykke plater og skjeve underlag. Disse funksjonene må kontrolleres mot den faktiske installerte maskinkonfigurasjonen.

Inspeksjon, dypping og prosesskontroll

Høy plasseringshastighet alene er ikke tilstrekkelig for avansert pakking. Prosessen må også verifisere dysens tilstand, opptakskvalitet, retning og materialpåføring.

Avhengig av de valgte alternativene, kan CA2 støtte:

• Deteksjon av tilstedeværelse og opptak av komponenter.

• Inspeksjon av sprekker og avskalling i formen.

• Deteksjon av flussmiddel eller dyppemateriale.

• Inspeksjon av loddepasta før eller etter plassering.

• Substratkartlegging og korreksjon av plassering og posisjon.

• Utveksling av prosessdata med fabrikksystemer.

• Lukket produksjonsfunksjoner når kompatibelt inspeksjonsutstyr er installert.

En lineær dyppeenhet kan brukes der dyppeformene krever flussmiddel eller et annet overføringsmedium før plassering. Den valgte dyppeplaten, materialegenskapene, overføringshøyden og inspeksjonsinnstillingene bør være kvalifisert for den faktiske dyppe- og substratprosessen.

Sporbarhet på ett enkelt dysenivå

Halvledermontering krever ofte mer detaljerte materialregistreringer enn konvensjonell sporing av komponenter. CA2 støtter sporing av en individuell brikke fra sin opprinnelige posisjon på waferen til sin endelige plassering på det monterte substratet.

Dette kan hjelpe produksjonsteam med å koble seg sammen:

• Waferidentifikasjon og waferkartinformasjon.

• Opprinnelig rad- og kolonneplassering av terningen.

• Resultater av henting og inspeksjon av dyser.

• Endelig serienummer på brett eller substrat.

• Plasseringskoordinater i det ferdige produktet.

• Prosess- og utstyrsdata samlet inn under montering.

Det endelige sporbarhetsomfanget avhenger av installert programvare, fabrikkgrensesnitt, kundedatabase og integrasjon mellom produksjon og system.

Integrasjon med en avansert pakkelinje

SIPLACE CA2 kan brukes som en sentral hybrid plasseringsmaskin eller kombineres med ekstra høyhastighets- og høynøyaktighetutstyr. ASMPT identifiserer SIPLACE TX micron som en komplementær plattform for SiP-produksjon der begge maskinene er arrangert innenfor samme linje.

En linjekonfigurasjon kan omfatte:

1. Substratbelastning og identifikasjon.

2. Påføring av loddepasta, lim eller flussmiddel.

3. Inspeksjon av det trykte eller utleverte materialet.

4. Høyhastighetsplassering av konvensjonelle SMD-komponenter.

5. Direkte wafer-die-feste eller flip-chip-plassering på CA2.

6. Inspeksjon etter plassering.

7. Reflow, herding eller påfølgende pakkeprosesser.

8. Sluttinspeksjon, test og sporbarhetsregistrering.

Riktig linjedesign avhenger av prosessforløp, taktid, substrathåndtering, krav til renrom og om CA2 utfører alle plasseringstrinn eller bare de spesialiserte dysebehandlingsoperasjonene.

Typiske produkter og bruksområder

• System-i-pakke-moduler:Samlinger som kombinerer flere bare chips, pakkede IC-er og passive komponenter.

• Kommunikasjonsmoduler:Kompakte RF-, 5G-, nettverks- og trådløse elektroniske pakker.

• Bilelektronikk:Sensor-, kontroll- og høyintegrasjonsmoduler som krever detaljert sporbarhet.

• Krafthalvlederprodukter:Strømbrikker og støttende SMD-komponenter montert på spesialiserte underlag.

• Emballasje på wafernivå:Prosesser som involverer plassering på wafere eller wafer-avledede substrater.

• Emballasje på panelnivå:Avansert emballasje på paneler i større format.

• Innebygd elektronikk:Komponenter og brikker plassert i eller på innebygde PCB-konstruksjoner.

• Sensor- og medisinske moduler:Kompakte enheter som inneholder følsomme, bare brikker og kontrollelektronikk.

• Datamaskin- og smartenhetsmoduler:Produkter med høy tetthet som krever flere komponentformater.

Når er SIPLACE CA2 et passende valg?

CA2 bør vurderes når produksjonskravet inkluderer flere av følgende betingelser:

• Produktet kombinerer materforsynte SMD-er og bare dies.

• Dies må plukkes direkte fra én eller flere wafere.

• Die-attach- og flip-chip-prosesser kreves i samme produktfamilie.

• Produksjonen krever flere dysetyper med hyppige materialskift.

• Plasseringsnøyaktigheten må nå prosessklasser på 20 µm, 15 µm eller 10 µm.

• Sporbarhet av enkeltdyser er nødvendig.

• Produsenten ønsker å redusere matrisebånding og mellomliggende materialhåndtering.

• Utstyret må kommunisere med både SMT- og halvlederfabrikksystemer.

• Store paneler, SiP-substrater eller spesialiserte bærere må behandles.

En dedikert dysebinder kan fortsatt være mer passende når applikasjonen krever spesialisert bindekraft, oppvarming, herding, dispensering eller dysestørrelser utenfor den tilgjengelige CA2-konfigurasjonen. En prosessgjennomgang bør derfor gjennomføres før maskinen velges.

Tilgjengelig ASM SIPLACE CA2-utstyr

Brukte eller pre-eide SIPLACE CA2-maskiner kan variere betydelig selv om den utvendige modellbetegnelsen er den samme. Det installerte wafersystemet, plasseringshodet, transportbåndet, nøyaktighetsklassen, inspeksjonsalternativene og programvaren bestemmer hva den enkelte enheten kan behandle.

Før tilbud bør følgende utstyrsinformasjon bekreftes:

Maskin-, mater- og reservedelsstøtte

Utstyrsforsyningen kan tilpasses ønsket substratstørrelse, waferformat, komponentutvalg, nøyaktighetsnivå og prosessanvendelse. Avhengig av tilgjengelighet kan støtten omfatte:

• Komplette ASM SIPLACE CA2-maskiner.

• Kompatible plasseringshoder og hodekomponenter.

• Deler til waferutveksling og waferhåndtering.

• ASM SIPLACE matere og reservedeler til matere.

• Standard- og bruksspesifikke dyser.

• Kameraer, sensorer og inspeksjonskomponenter.

• Motorer, drev, kontrollkort og kabler.

• Transportbånd og substrathåndteringskomponenter.

• Installasjon, pakking og internasjonal forsendelsesstøtte.

Informasjon som kreves for utstyrsmatching

For en mer nøyaktig maskinanbefaling, oppgi:

1. Produkt- og prosessbeskrivelse.

2. Nødvendig die-attach, flip-chip eller blandet plasseringsprosess.

3. Formdimensjoner, tykkelse og waferdiameter.

4. Antall forskjellige dysetyper per produkt.

5. Minste og største SMD-pakke.

6. Underlagets dimensjoner, tykkelse og materiale.

7. Nødvendig plasseringsnøyaktighet.

8. Forventet timebasert eller årlig produksjonsvolum.

9. Nødvendig mater-, skuff- og waferkapasitet.

10. Fabrikkgrensesnitt og sporbarhetskrav.

11. Foretrukket utstyrstilstand og destinasjonsland.

Ofte stilte spørsmål om ASM SIPLACE CA2

Hvilket produksjonsproblem løser SIPLACE CA2?

Den adresserer produkter som krever både konvensjonelle SMT-komponenter og bare halvlederbrikker. CA2 bringer materbasert komponentplassering og direkte wafer-brikkeprosessering inn i en koordinert maskinplattform.

Kan CA2 erstatte alle konvensjonelle matrisebindere?

Ingen enkelt maskin er egnet for alle halvlederprosesser. CA2 er optimalisert for høyhastighets hybridplassering, die-attach og flip-chip-applikasjoner. Prosesser som krever spesialisert oppvarming, bindingskraft, herding eller uvanlige die-formater må evalueres separat.

Krever maskinen at matriser leveres i tape?

Nei. En av hovedfunksjonene er å plukke brikker direkte fra en saget wafer. Den kan også behandle standard SMD-komponenter som leveres gjennom kompatible tape-and-roll-matere.

Kan flere forskjellige wafere brukes i ett produksjonsoppsett?

Ja. Med det aktuelle waferutvekslingssystemet kan maskinen håndtere opptil 50 forskjellige wafere, noe som gjør den egnet for produkter med flere die-elementer.

Hva er forskjellen mellom die-attach og flip-chip-plassering på CA2?

Die-attach plasserer brikken i ønsket retning med forsiden opp, mens flip-chip-prosessering snur og plasserer brikken med sammenkoblingssiden vendt mot substratet. Den nøyaktige rekkefølgen avhenger av de installerte modulene og produktprosessen.

Kan CA2 fungere i samme linje som en SIPLACE TX mikron?

Ja. De to plattformene kan utfylle hverandre innen avansert pakke- og SiP-linjer, der TX-mikronen støtter plassering med høy hastighet og høy nøyaktighet, og CA2 håndterer direkte wafer- og hybridplasseringsprosesser.

Støtter CA2 renromsproduksjon?

Plattformen er tilgjengelig med renromskompatible og halvlederstandardkonfigurasjoner. Sertifiseringen og tilstanden til den enkelte brukte maskinen bør bekreftes før kjøp.

Hvordan bør en brukt SIPLACE CA2 evalueres?

Gjennomgå maskinidentifikasjonen, plasseringshodene, nøyaktighetsklassen, wafermodulene, transportbåndet, programvaren, inspeksjonsfunksjonene, driftstilstanden og inkludert tilbehør. Modellnavnet alene definerer ikke den fullstendige prosesskapasiteten.

Er matere og wafertilbehør inkludert?

Leveringsomfanget varierer avhengig av maskin og tilbud. Matere, dyser, waferrammer, håndteringstilbehør og reservedeler bør oppføres individuelt i det endelige utstyrstilbudet.

Hvilken informasjon bør sendes med en forespørsel?

Oppgi spesifikasjoner for brikker og wafere, komponentutvalg, substratdimensjoner, nødvendig prosess, nøyaktighetsmål, produksjonsutgang, foretrukket maskintilstand og leveringsdestinasjon.

Kontakt oss med ditt waferformat, dyseutvalg, substratstørrelse og nødvendig monteringsprosess for å sjekke tilgjengelige ASM SIPLACE CA2-konfigurasjoner og leveringsalternativer.