Maszyna do układania opakowań ASM SIPLACE CA2 Advanced

Nowoczesne systemy System-in-Package i zaawansowane produkty w obudowach często wymagają montażu kilku bardzo różnych typów komponentów na tym samym podłożu. Komponenty pasywne i układy scalone w obudowach mogą być dostarczane w podajnikach taśmowych, natomiast gołe struktury półprzewodnikowe muszą być pobierane bezpośrednio z wafla, sprawdzane, orientowane i umieszczane z dużo większą kontrolą procesu.

TenASM SIPLACE CA2System CA2 został opracowany z myślą o tym mieszanym środowisku produkcyjnym. Zamiast oddzielać standardowe układanie SMT i bezpośrednią obróbkę matrycy waflowej do całkowicie niezależnych etapów, CA2 łączy oba przepływy materiałów w ramach jednej zaawansowanej platformy. Może on przetwarzać elementy SMD dostarczane z podajnika, montować matryce z płytki i obsługiwać układy scalone typu flip-chip w kompaktowych, wysoce zintegrowanych zespołach elektronicznych.

Dzięki temu SIPLACE CA2 jest szczególnie przydatny dla producentów oceniającychsprzęt do łączenia matryc półprzewodnikowychdo modułów SiP, elektroniki mocy, podzespołów wbudowanych, obudów na poziomie płytek krzemowych i innych zastosowań, w których konwencjonalne możliwości montażu powierzchniowego są niewystarczające.

Jakiego typu maszyną jest ASM SIPLACE CA2?

Platformę SIPLACE CA2 można najlepiej opisać jako szybką, hybrydową platformę montażową do montażu półprzewodników i SMT. Nie ogranicza się ona do jednego źródła materiałów ani jednego tradycyjnego procesu pakowania.

W zależności od konfiguracji zainstalowanej maszyny, CA2 może koordynować kilka zadań produkcyjnych:

• Pobieranie standardowych elementów SMD z podajników taśmowo-szpulowych.

• Wyjmij sprawdzone, dobre matryce bezpośrednio z przeciętego wafla.

• Umieścić gołe matryce w orientacji umożliwiającej ich przymocowanie.

• Obróć i umieść matryce do montażu układów typu flip-chip.

• Komponenty procesu dostarczane są na tackach lub specjalistycznych nośnikach.

• Przed położeniem należy nanieść topnik lub inny materiał zanurzeniowy.

• Kontrola matryc i komponentów w trakcie procesu ich montażu.

• Zapisz zależność pomiędzy oryginalną pozycją płytki i końcową pozycją podłoża.

Rezultatem jest platforma produkcyjna, która może połączyć procesy tradycyjnie kojarzone z maszyną do montażu powierzchniowego SMT i maszyną do łączenia matryc półprzewodnikowych.

Dlaczego zaawansowane linie pakujące potrzebują hybrydowej platformy montażowej

Konwencjonalna linia SMT jest wysoce wydajna, gdy większość materiałów jest dostarczana w standardowych podajnikach. Zaawansowane pakowanie stwarza jednak nowe wyzwanie, ponieważ produkt końcowy może łączyć elementy pasywne, półprzewodniki w obudowach, czujniki, układy zasilania i nieopakowane układy scalone na jednym podłożu.

Gdy te materiały są przetwarzane na oddzielnych urządzeniach, produkcja może wymagać dodatkowych transferów, tymczasowego składowania, oddzielnych środowisk programistycznych i bardziej złożonej identyfikacji. Gołe matryce mogą również wymagać przekształcenia w opakowania taśmowe, zanim będą mogły zostać poddane konwencjonalnemu procesowi montażu SMT.

SIPLACE CA2 rozwiązuje tę lukę produkcyjną, wprowadzając bezpośrednią obsługę płytek do platformy zorientowanej na montaż powierzchniowy (SMT). Matryce można wyjmować z płytki i wprowadzać do sekwencji montażu wraz z komponentami dostarczanymi przez podajnik, co zmniejsza liczbę odłączonych etapów procesu.

CA2 w porównaniu z konwencjonalną metodą podziału produkcji

Najbardziej odpowiednia metoda produkcji nadal zależy od wolumenu produktu, asortymentu matryc, składu chemicznego procesu, konstrukcji podłoża i istniejącej infrastruktury fabrycznej. CA2 jest szczególnie cenny, gdy zarówno komponenty SMT, jak i matryce dostarczane w postaci płytek muszą być wielokrotnie przetwarzane w ramach tej samej rodziny produktów.

Główne specyfikacje ASM SIPLACE CA2

Podane wartości maksymalne opisują możliwości platformy. Rzeczywista wydajność produkcji zależy od zainstalowanej głowicy, wymiarów matrycy, stanu płytki, konstrukcji podłoża, opcji procesowych, wymagań kontrolnych oraz składu komponentów.

Bezpośrednie przetwarzanie płytek i przepływ materiałów

Jedną z najważniejszych możliwości CA2 jest możliwość przetwarzania matryc bezpośrednio z ciętego wafla. W tradycyjnym procesie produkcyjnym opartym na podajniku, gołe matryce mogą wymagać najpierw przeniesienia na taśmę lub inny standardowy nośnik przed umieszczeniem.

Bezpośrednie przetwarzanie płytek półprzewodnikowych może wyeliminować lub skrócić ten etap konwersji pośredniej. Może to przynieść szereg korzyści operacyjnych:

• Mniej czynności związanych z przygotowaniem taśmy i obsługą materiału.

• Zmniejszone wymagania dotyczące magazynowania materiałów poddanych obróbce.

• Mniej odpadów taśmowych i nośników związanych z ponownym pakowaniem wykrojników.

• Mniej czynności związanych z uzupełnianiem i łączeniem materiałów matrycowych.

• Lepsze połączenie między danymi mapy wafli i rekordami ostatecznego rozmieszczenia.

• Bardziej elastyczne wykorzystanie wielu matryc w złożonych produktach SiP.

CA2 wykorzystuje funkcje obsługi płytek i buforowania matryc, aby oddzielić czasochłonne przygotowanie matryc od sekwencji ich montażu. Ten równoległy proces pomaga utrzymać wydajność produkcji, podczas gdy matryce są przygotowywane do odbioru i montażu.

Produkcja matryc i układów Flip-Chip

Umieszczenie matrycy-przymocowania

W procesie montażu matrycy, matryca półprzewodnikowa jest wyjmowana z płytki i umieszczana w wymaganym położeniu na podłożu. W zależności od produktu i opcji maszyny, proces może obejmować zanurzanie materiału, inspekcję matrycy i kontrolowane, niskonakładowe osadzanie.

Umieszczenie Flip-Chip

Montaż typu flip-chip wymaga prawidłowej orientacji matrycy, tak aby jej strona aktywna i struktura połączeń były skierowane w stronę podłoża. Dokładność umiejscowienia, stan matrycy, transfer topnika i odwzorowanie podłoża stają się szczególnie ważne, gdy wymiary wypukłości i odstępy między komponentami są niewielkie.

Mieszane SMT i rozmieszczenie matryc

CA2 może łączyć matryce dostarczane z wafli z konwencjonalnymi komponentami wybranymi z kompatybilnychPodajniki SMT ASMDzięki temu jeden produkt może zawierać rezystory, kondensatory, układy scalone w obudowach i kilka typów gołych rdzeni, bez konieczności traktowania każdej grupy materiałów jako zupełnie oddzielnego projektu montażu.

Opcje umiejscowienia głowy i dokładności

Maszyna może być wyposażona w głowicę montażową CP20, umożliwiającą szybką i precyzyjną obsługę komponentów. CP20 jest przeznaczona do małych i delikatnych komponentów i obsługuje funkcje bezdotykowego odbioru oraz montażu bez użycia siły.

Opublikowane możliwości CP20 obejmują:

• Zakres komponentów zaczyna się od 0201 metrycznego.

• Maksymalne wymiary komponentu wynoszą około 8,2 × 8,2 mm.

• Wysokość elementu do około 4 mm.

• Wydajność rozmieszczania do 38 000 komponentów na godzinę dla każdej możliwej konfiguracji głowicy.

• Możliwość uzyskania dokładności do ±10 µm przy 3 sigma.

Wymaganą klasę dokładności należy dobrać na podstawie wymiarów matrycy, skoku połączeń, rozmiaru kulki lub wypukłości, tolerancji podłoża i wymagań dotyczących wydajności produktu. Nie należy automatycznie zakładać, że maszyna skonfigurowana do standardowego rozmieszczenia 20 µm zapewnia opcjonalną klasę procesu 10 µm.

Wymiana płytek i produkcja wielowarstwowa

Złożone produkty SiP mogą zawierać kilka różnych matryc. Ręczna wymiana materiałów na płytki dla każdego typu matrycy stanowiłaby poważne wąskie gardło produkcyjne. System wymiany płytek CA2 został zaprojektowany z myślą o obsłudze wielu typów płytek i dostarczaniu wymaganego materiału do procesu montażu w miarę zmian w programie produkcyjnym.

W odpowiedniej konfiguracji system wafli może pomieścić do 50 różnych wafli. Ta możliwość obsługi wielu matryc jest szczególnie przydatna w przypadku produktów łączących procesory, pamięć, czujniki, matryce komunikacyjne i komponenty zasilania w jednej kompaktowej obudowie.

Oceniając dostępną maszynę, należy potwierdzić:

1. Zainstalowany system wymiany płytek i liczba obsługiwanych pozycji płytek.

2. Obsługiwane średnice płytek i specyfikacje ramek płytek.

3. Konfiguracja wyrzutnika płytki, odwracacza matrycy i modułu buforowego.

4. Zgodność z wymaganym formatem mapy wafli.

5. Maksymalne i minimalne wymiary matrycy.

6. Obsługiwana grubość i stan matrycy.

7. Dostępne dane dotyczące rozpoznawania uszkodzonych matryc i znanych dobrych matryc.

Konfiguracje podłoża i przenośnika

CA2 można skonfigurować pod kątem różnych przepływów substratów, zamiast ograniczać się do jednego konwencjonalnego formatu PCB.

Przenośnik jednopasmowy

Konfiguracja jednotorowa obsługuje duże panele, wbudowane płytki PCB i specjalistyczne podłoża. Dostępne formaty sięgają do 620 × 700 mm dla wybranych klas dokładności i konfiguracji maszyn.

Przenośnik dwupasmowy

Transport dwutorowy jest odpowiedni dla standardowych płytek PCB i podłoży SiP, gdzie równoległa obsługa płytek może poprawić wykorzystanie linii. Obsługiwane wymiary różnią się w zależności od wybranego trybu przenośnika i wymagań dotyczących dokładności.

Chip-on-wafer i specjalistyczne nośniki

Dostępne opcje mogą również obsługiwać procesy chip-on-wafer, tacki JEDEC, łódki J, grube płytki i podłoża o odkształconych powierzchniach. Funkcje te należy sprawdzić pod kątem rzeczywistej konfiguracji zainstalowanej maszyny.

Kontrola, zanurzanie i kontrola procesu

Sama wysoka prędkość układania nie jest wystarczająca do zaawansowanego pakowania. Proces wymaga również weryfikacji stanu matrycy, jakości odbioru, orientacji i zastosowania materiału.

W zależności od wybranych opcji, CA2 może obsługiwać:

• Wykrywanie obecności i odbioru komponentów.

• Kontrola pęknięć i odprysków matryc.

• Wykrywanie topnika lub materiału zanurzeniowego.

• Kontrola pasty lutowniczej przed i po jej nałożeniu.

• Mapowanie podłoża i korekta umiejscowienia i położenia.

• Wymiana danych procesowych z systemami fabrycznymi.

• Produkcja w obiegu zamkniętym odbywa się w przypadku zainstalowania kompatybilnego sprzętu kontrolnego.

Liniowe urządzenie zanurzeniowe może być stosowane w przypadku matryc wymagających topnika lub innego medium transferowego przed ich umieszczeniem. Wybrana płyta zanurzeniowa, właściwości materiału, wysokość transferu i ustawienia kontroli powinny być dostosowane do konkretnego procesu matrycy i podłoża.

Śledzenie na poziomie pojedynczego matrycy

Montaż półprzewodników często wymaga bardziej szczegółowej dokumentacji materiałowej niż konwencjonalne śledzenie partii komponentów. CA2 umożliwia śledzenie pojedynczego układu scalonego od jego pierwotnej pozycji na płytce do ostatecznej lokalizacji na zmontowanym podłożu.

Może to pomóc zespołom produkcyjnym nawiązać łączność:

• Identyfikacja wafli i informacje o mapie wafli.

• Oryginalna pozycja wiersza i kolumny kostki.

• Wyniki odbioru i kontroli matryc.

• Ostateczny numer seryjny płytki lub podłoża.

• Współrzędne umiejscowienia w gotowym produkcie.

• Dane dotyczące procesu i urządzeń zebrane podczas montażu.

Ostateczny zakres możliwości śledzenia zależy od zainstalowanego oprogramowania, interfejsów fabrycznych, bazy danych klientów i integracji systemu produkcyjnego.

Integracja z zaawansowaną linią pakującą

SIPLACE CA2 może być używana jako centralna, hybrydowa maszyna do układania lub w połączeniu z dodatkowym, szybkim i precyzyjnym sprzętem. ASMPT identyfikuje SIPLACE TX micron jako platformę uzupełniającą do produkcji SiP, gdzie obie maszyny są umieszczone w tej samej linii.

Konfiguracja linii może obejmować:

1. Ładowanie i identyfikacja substratu.

2. Nakładanie pasty lutowniczej, kleju lub topnika.

3. Kontrola wydrukowanego lub wydanego materiału.

4. Szybkie umieszczanie konwencjonalnych elementów SMD.

5. Bezpośrednie mocowanie płytki półprzewodnikowej lub umieszczanie układu typu flip-chip na płytce CA2.

6. Kontrola po umieszczeniu pracownika.

7. Procesy rozpływowe, utwardzania i późniejszego pakowania.

8. Ostateczna kontrola, testy i dokumentacja śledzenia.

Prawidłowa konstrukcja linii zależy od kolejności procesów, czasu taktu, obsługi podłoża, wymagań dotyczących pomieszczenia czystego oraz od tego, czy CA2 wykonuje wszystkie etapy umieszczania, czy tylko specjalistyczne operacje obróbki matryc.

Typowe produkty i zastosowania

• Moduły System-in-Package:Zespoły łączące kilka gołych układów scalonych, układów scalonych w obudowach i elementów pasywnych.

• Moduły komunikacyjne:Kompaktowe pakiety elektroniczne RF, 5G, sieciowe i bezprzewodowe.

• Elektronika samochodowa:Moduły czujników, sterowania i moduły o wysokim stopniu integracji wymagające szczegółowego śledzenia.

• Produkty półprzewodnikowe mocy:Kostki zasilające i wspierające elementy SMD zmontowane na specjalistycznych podłożach.

• Opakowanie na poziomie wafli:Procesy obejmujące umieszczanie na waflach lub podłożach uzyskanych z wafli.

• Opakowanie na poziomie panelu:Zaawansowane opakowania na panelach w większym formacie.

• Wbudowana elektronika:Komponenty i matryce umieszczane w lub na wbudowanych konstrukcjach PCB.

• Moduły czujników i medyczne:Kompaktowe zespoły zawierające delikatne, gołe matryce i elektronikę sterującą.

• Moduły obliczeniowe i urządzeń inteligentnych:Produkty o dużej gęstości wymagające formatów wielu komponentów.

Kiedy SIPLACE CA2 jest właściwym wyborem?

Należy wziąć pod uwagę CA2, gdy wymagania produkcyjne obejmują kilka z następujących warunków:

• Produkt łączy w sobie elementy SMD dostarczane z podajnika i gołe matryce.

• Matryce muszą być wyjmowane bezpośrednio z jednej lub kilku płytek.

• Procesy mocowania matryc i obróbki typu flip-chip są wymagane w tej samej rodzinie produktów.

• Produkcja wymaga stosowania wielu typów matryc i częstych zmian materiałów.

• Dokładność rozmieszczenia musi osiągnąć klasę procesu 20 µm, 15 µm lub 10 µm.

• Wymagana jest możliwość śledzenia poszczególnych matryc.

• Producent chce ograniczyć konieczność stosowania taśm do wykrojników i pośredniego przenoszenia materiałów.

• Sprzęt musi komunikować się zarówno z systemami SMT, jak i z systemami fabrycznymi półprzewodników.

• Obróbce muszą zostać poddane duże panele, podłoża SiP lub specjalistyczne nośniki.

Dedykowana maszyna do klejenia matryc może być jednak bardziej odpowiednia, gdy zastosowanie wymaga specjalistycznej siły klejenia, nagrzewania, utwardzania, dozowania lub rozmiarów matryc wykraczających poza dostępną konfigurację CA2. Dlatego przed wyborem maszyny należy przeprowadzić analizę procesu.

Dostępny sprzęt ASM SIPLACE CA2

Używane lub używane maszyny SIPLACE CA2 mogą się znacząco różnić, nawet jeśli oznaczenie modelu zewnętrznego jest takie samo. Zainstalowany system wafli, głowica układająca, przenośnik, klasa dokładności, opcje inspekcji i oprogramowanie decydują o możliwościach przetwarzania poszczególnych urządzeń.

Przed złożeniem oferty należy potwierdzić następujące informacje dotyczące sprzętu:

Wsparcie maszyn, podajników i części zamiennych

Dostawę sprzętu można dopasować do wymaganego rozmiaru podłoża, formatu płytki, zakresu komponentów, poziomu dokładności i zastosowania w procesie. W zależności od dostępności, wsparcie może obejmować:

• Kompletne maszyny ASM SIPLACE CA2.

• Kompatybilne głowice i komponenty głowic.

• Części do wymiany i obsługi płytek półprzewodnikowych.

• Podajniki ASM SIPLACE i części zamienne do podajników.

• Dysze standardowe i do konkretnych zastosowań.

• Kamery, czujniki i komponenty inspekcyjne.

• Silniki, napędy, płyty sterujące i kable.

• Komponenty przenośnika i obsługi podłoża.

• Wsparcie w zakresie instalacji, pakowania i wysyłki międzynarodowej.

Informacje wymagane do dopasowania sprzętu

Aby uzyskać dokładniejsze zalecenia dotyczące wyboru maszyny, podaj:

1. Opis produktu i procesu.

2. Wymagany proces mocowania matrycy, odwrotnego układu scalonego lub mieszany.

3. Wymiary matrycy, grubość i średnica płytki.

4. Liczba różnych typów matryc dla danego produktu.

5. Najmniejszy i największy pakiet SMD.

6. Wymiary, grubość i materiał podłoża.

7. Wymagana dokładność rozmieszczenia.

8. Oczekiwana godzinowa lub roczna wielkość produkcji.

9. Wymagana pojemność podajnika, tacy i wafli.

10. Wymagania dotyczące interfejsu fabrycznego i możliwości śledzenia.

11. Preferowany stan sprzętu i kraj przeznaczenia.

Często zadawane pytania dotyczące ASM SIPLACE CA2

Jaki problem produkcyjny rozwiązuje SIPLACE CA2?

Rozwiązanie to jest przeznaczone do produktów wymagających zarówno konwencjonalnych komponentów SMT, jak i gołych matryc półprzewodnikowych. CA2 łączy w skoordynowanej platformie maszynowej rozmieszczanie komponentów za pomocą podajników i bezpośrednią obróbkę matryc półprzewodnikowych.

Czy CA2 może zastąpić każde konwencjonalne urządzenie do klejenia matryc?

Żadna maszyna nie jest odpowiednia do każdego procesu półprzewodnikowego. CA2 jest zoptymalizowany pod kątem szybkiego, hybrydowego montażu, montażu układów scalonych i zastosowań typu flip-chip. Procesy wymagające specjalistycznego nagrzewania, siły wiązania, utwardzania lub nietypowych formatów układów scalonych należy oceniać osobno.

Czy maszyna wymaga dostarczenia matryc na taśmie?

Nie. Jedną z jego głównych możliwości jest pobieranie matryc bezpośrednio z ciętego wafla. Może również przetwarzać standardowe komponenty SMD dostarczane za pomocą kompatybilnych podajników taśmowo-szpulowych.

Czy w jednej instalacji produkcyjnej można stosować kilka różnych wafli?

Tak. Dzięki odpowiedniemu systemowi wymiany płytek, maszyna może obsłużyć do 50 różnych płytek, co czyni ją odpowiednią do produkcji wyrobów wielomatrycowych.

Jaka jest różnica pomiędzy montażem matrycy a montażem chipa typu flip-chip w CA2?

Proces mocowania matrycy ustawia ją w wymaganej orientacji powierzchnią do góry, natomiast w procesie flip-chip matryca obraca się i ustawia stroną połączeniową skierowaną do podłoża. Dokładna kolejność zależy od zainstalowanych modułów i procesu produkcyjnego.

Czy CA2 może pracować na tej samej linii co SIPLACE TX micron?

Tak. Obie platformy mogą się wzajemnie uzupełniać w zaawansowanych układach i liniach SiP, przy czym platforma TX Micron obsługuje szybkie i precyzyjne układanie, a platforma CA2 obsługuje procesy bezpośredniego układania płytek i hybrydowe.

Czy CA2 obsługuje produkcję w pomieszczeniach czystych?

Platforma jest dostępna w konfiguracjach zgodnych z wymaganiami pomieszczeń czystych i standardami półprzewodnikowymi. Przed zakupem należy potwierdzić certyfikację i stan używanej maszyny.

Jak należy oceniać używany SIPLACE CA2?

Sprawdź identyfikację maszyny, głowice montażowe, klasę dokładności, moduły płytek półprzewodnikowych, przenośnik, oprogramowanie, funkcje kontroli, stan roboczy i dołączone akcesoria. Sama nazwa modelu nie definiuje pełnej funkcjonalności procesu.

Czy podajniki i akcesoria do płytek są dołączone?

Zakres dostawy różni się w zależności od maszyny i oferty. Podajniki, dysze, ramy do płytek, akcesoria do obsługi i części zamienne należy wyszczególnić indywidualnie w ostatecznej ofercie sprzętu.

Jakie informacje należy przesłać wraz z zapytaniem?

Podaj specyfikacje matryc i płytek, asortyment komponentów, wymiary podłoża, wymagany proces, docelową dokładność, wydajność produkcji, preferowany stan maszyny i miejsce dostawy.

Skontaktuj się z nami, podając nam informacje na temat formatu wafli, zakresu matryc, rozmiaru podłoża i wymaganego procesu montażu, aby sprawdzić dostępne konfiguracje ASM SIPLACE CA2 i opcje dostaw.