ASM AMICRA AFC Plus: łączenie matryc, opcje Flip-Chip i rola w procesie

ASM AMICRA AFC Plus to modułowa, precyzyjna platforma do łączenia elementów, powiązana z montażem układów scalonych (tzw. „matryc”) i układów typu flip-chip. Platforma ta wchodzi w skład portfolio ultraprecyzyjnych rozwiązań do łączenia elementów scalonych firmy ASMPT AMICRA i znajduje zastosowanie w takich zastosowaniach jak mikrooptyka, układy MEMS, montaż diod LED, optoelektronika i zaawansowane obudowy półprzewodników.

Nazywanie go jedynie urządzeniem do łączenia matryc lub tylko urządzeniem typu flip-chip upraszcza jego rolę. Łączenie matryc opisuje szerszy proces montażu, podczas gdy łączenie typu flip-chip zmienia orientację matrycy i wprowadza inne wymagania dotyczące obsługi, ustawiania i narzędzi.

Platforma może obsługiwać kilka kierunków procesów, ale użyteczność danej maszyny zależy od zainstalowanego sprzętu, oprogramowania, narzędzi i odpowiedniej konfiguracji procesu. W tym artykule wyjaśniono, jak te funkcje są ze sobą powiązane, zanim rozpocznie się dopasowywanie konfiguracji do konkretnego projektu.

Czym jest ASM AMICRA AFC Plus

Urządzenie AFC Plus zostało zaprojektowane do obsługi, ustawiania i łączenia układu półprzewodnikowego lub precyzyjnego elementu z powierzchnią docelową w kontrolowanych warunkach procesowych. W zależności od zastosowania, obiektem docelowym może być podłoże, struktura urządzenia lub inna powierzchnia montażowa.

Modułowa konstrukcja pozwala na budowę ścieżki klejenia z uwzględnieniem różnych orientacji matryc, systemów materiałowych, metod obsługi, narzędzi klejących i funkcji wspomagających proces. Historycznie, ASM AMICRA Materials opisuje AFC Plus jako w pełni automatyczną platformę do klejenia matryc i układów typu flip-chip, podczas gdy obecnie ASMPT Materials nadal umieszcza ją w portfolio firmy w zakresie precyzyjnego klejenia, odnosząc się do modułowej koncepcji maszyny z opcją układu typu flip-chip.

Opisy te wyznaczają kierunek techniczny platformy. Nie definiują jednak konkretnych głowic, narzędzi, funkcji wizyjnych, modułów aplikacji materiałów ani oprogramowania zainstalowanego na konkretnej maszynie.

Łączenie matryc i łączenie Flip-Chip obsługują różne metody montażu

Łączenie matryc to szerszy proces pozycjonowania i łączenia matrycy lub precyzyjnego elementu z docelowym elementem. W przypadku łączenia matrycą czołową (front-up), matryca pozostaje w orientacji wymaganej w późniejszym procesie łączenia lub montażu.

Wiązanie typu flip-chip zmienia tę relację. Aktywna, czyli łącząca strona układu scalonego zwrócona jest w stronę powierzchni styku, dlatego proces musi kontrolować sposób, w jaki układ scalony jest chwytany, obracany, podtrzymywany, wyrównywany i doprowadzany do kontaktu z celem.

Żadna z tych metod nie jest uniwersalnie bardziej zaawansowana. Rozwiązują one różne problemy montażowe i powinny być dobierane w zależności od orientacji matrycy, docelowej struktury, materiału wiążącego i wymaganego połączenia.

Do obróbki flip-chip maszyna potrzebuje odpowiedniej ścieżki obsługi matryc, środowiska wyrównywania, narzędzi, oprogramowania i zademonstrowanej konfiguracji procesu. Sam opis modelu nie potwierdza obecności tych elementów.

Jak obsługa, wyrównanie i łączenie współdziałają

Precyzyjny proces łączenia opiera się na kilku powiązanych ze sobą funkcjach. Matryca musi być najpierw ustawiona w formie umożliwiającej bezpieczny odbiór. Następnie maszyna transportuje ją i, w razie potrzeby, zmienia jej orientację przed wyrównaniem z podłożem lub elementem docelowym.

Na poziomie koncepcyjnym sekwencja jest następująca:

Zaprezentuj matrycę → Wybierz i ustaw → Wyrównaj → Zastosuj materiał lub podgrzej tam, gdzie jest to wymagane → Połącz → Sprawdź lub zapisz miejsce instalacji

To nie jest stały program AFC Plus. Proces montażu matrycy z odwróconym wierzchem może przebiegać inaczej niż montaż z chipem typu flip-chip. Proces epoksydowy może wykorzystywać tłoczenie lub dozowanie, podczas gdy proces eutektyczny kładzie większy nacisk na system materiałowy, kontrolę termiczną i warunki łączenia.

Podłoże wymaga również stabilnej metody mocowania. Uchwyty, mocowania lub inne podpory mogą być użyte do utrzymania go w powtarzalnej pozycji i umożliwienia głowicy klejącej dostępu do docelowego miejsca.

W tym procesie wizja łączy matrycę z tarczą. Kamery, optyka i oświetlenie identyfikują elementy odniesienia, a metoda dopasowania ustala ich względne położenie przed połączeniem. Na jakość rozpoznawania mogą wpływać kontrast elementów, stan powierzchni, kalibracja, stabilność narzędzi i ruch termiczny.

Oświadczenie o dokładności na poziomie modelu nie może opisywać wszystkich rezultatów projektu, ponieważ wydajność wyrównywania jest generowana przez całe środowisko procesowe. Cechy docelowe, zainstalowana optyka, narzędzia, kalibracja i warunki łączenia muszą ze sobą współgrać.

Receptury programowe koordynują te funkcje fizyczne. Mogą one kontrolować pozycje obsługi, punkty odniesienia, etapy aplikacji materiału, sekwencje ruchu i inne parametry procesu. Użyteczna ścieżka łączenia jest zatem tworzona przez sprzęt, narzędzia, oprogramowanie i kalibrację działające jako jeden system.

Materiały wiążące i funkcje wspomagające proces

Tłoczenie i dozowanie żywicy epoksydowej

Tłoczenie żywicą epoksydową polega na przenoszeniu materiału wiążącego za pomocą specjalnego stempla lub narzędzia. Może być przydatne, gdy proces wymaga określonego kształtu nanoszenia lub powtarzalnej ilości w określonym miejscu.

Dozowanie polega na dostarczaniu materiału za pośrednictwem zainstalowanego systemu dozowania i może obsługiwać różne pozycje, wzory i objętości podawania. Chociaż obie metody wykorzystują materiał procesowy, stawiają one różne wymagania dotyczące oprzyrządowania, sterowania i oprogramowania.

Tłoczenie wymaga odpowiedniego osprzętu i geometrii narzędzia. Dozowanie wymaga kompatybilnego systemu dozowania, ścieżki przepływu materiału i kontroli procesu. Ich zastosowanie zależy od planowanej metody klejenia, a nie tylko od nazwy AFC Plus.

Łączenie eutektyczne i podgrzewane

Wiązanie eutektyczne wykorzystuje kontrolowany materiał i proces termiczny do utworzenia połączenia. Na rezultat mogą mieć wpływ temperatura, siła, stan powierzchni i narzędzia specyficzne dla danego procesu.

Oficjalne materiały historyczne kojarzą AFC Plus z instrukcjami łączenia eutektycznego i epoksydowego oraz wymieniają podgrzewane narzędzia wśród dostępnych opcji. Potwierdza to zależność procesu, ale nie jedną uniwersalną temperaturę, siłę ani sekwencję łączenia. Wartości te są definiowane przez wybrany system materiałowy, osprzęt termiczny, głowicę klejącą, narzędzia i odpowiednią recepturę.

Mapowanie płytek, utwardzanie UV i kontrola po połączeniu

Mapowanie płytek może wspomagać identyfikację matrycy, wybór pozycji lub inne dane wykorzystywane w procesie obróbki. Jego wykorzystanie zależy od odpowiedniego oprogramowania, interfejsów i obsługiwanej struktury danych.

Utwardzanie UV można zastosować, gdy materiał wiążący wymaga naświetlania ultrafioletem po aplikacji lub umieszczeniu. Wymaga to kompatybilnego sprzętu do utwardzania oraz sekwencji procesów opracowanej dla wybranego materiału.

Kontrola po procesie łączenia może obejmować sprawdzenie obecności, położenia lub innych określonych parametrów matrycy po procesie łączenia. W oficjalnych materiałach historycznych jest ona wymieniona jako opcjonalna funkcja AFC Plus, natomiast rzeczywisty zakres kontroli zależy od zainstalowanej optyki, oprogramowania, kalibracji i kryteriów akceptacji.

Możliwości platformy i zainstalowana konfiguracja to nie to samo

Dokumentacja platformy opisuje kierunki procesów, które może obsługiwać rodzina maszyn. Niekoniecznie opisuje ona konfigurację konkretnego urządzenia AFC Plus.

W broszurze historycznej jako opcje można wymienić obsługę układów flip-chip, mapowanie płytek półprzewodnikowych, narzędzia podgrzewane lub inspekcję po procesie łączenia. Aktualna strona portfolio może natomiast podkreślać precyzyjne pozycjonowanie i docelowe obszary zastosowań. Oba źródła są przydatne, ale nie należy ich łączyć w ramach jednej, zakładanej maszyny standardowej.

Każda funkcja procesu wymaga odpowiedniej kombinacji sprzętu, oprogramowania i narzędzi. Obsługa układów typu flip-chip może wymagać dedykowanego mechanizmu orientacji i odpowiednich narzędzi. Mapowanie płytek zależy od odpowiedniego oprogramowania i interfejsu danych. Inspekcja opiera się na zainstalowanym systemie wizyjnym, natomiast spawanie termiczne wymaga odpowiedniego sprzętu termicznego i kontroli.

Dlatego dwie maszyny AFC Plus mogą służyć zupełnie różnym zastosowaniom. System skonfigurowany pod kątem mikrooptyki może mieć inne głowice, uchwyty, optykę i programy niż system przygotowany pod kątem układów MEMS, montażu diod LED lub obudów półprzewodnikowych.

Opublikowane dane dotyczące dokładności i czasu cyklu również wymagają kontekstu. Wartości historyczne mogą odnosić się do przestarzałej konfiguracji maszyny, zdefiniowanego procesu lub konkretnych warunków operacyjnych, podczas gdy nowsze podsumowania portfolio mogą opisywać szersze pozycjonowanie platformy.

Orientacja matrycy, oprzyrządowanie, metoda wyrównywania, obsługa materiałów, etapy obróbki termicznej i zainstalowane opcje mogą wpływać na efektywny cykl procesu i jego wynik. Dane z różnych źródeł powinny zachowywać oryginalne daty i warunki, a nie być scalane w jedną, uniwersalną specyfikację.

Obszary zastosowań nie zapewniają zgodności projektu

ASMPT kojarzy AFC Plus z mikrooptyką, montażem diod LED i układów MEMS, zaawansowanymi obudowami półprzewodników oraz innymi zastosowaniami produkcji seryjnej. Etykiety te wskazują rynki, w których precyzyjne funkcje łączenia mogą być istotne.

Nie zakładają, że każdy produkt na tych rynkach będzie działał na każdym AFC Plus. Dwa projekty fotoniczne lub MEMS mogą wykorzystywać różne wymiary matryc, materiały podłoża, spoiwa, orientacje, odniesienia optyczne i warunki termiczne.

Zamiast tego należy ocenić istotność techniczną na podstawie matrycy, powierzchni docelowej, materiału wiążącego i wymaganej ścieżki procesu. Obsługa wejścia i wyjścia, oprzyrządowanie, oprogramowanie, kontrola, wymagania dotyczące ogrzewania i siły określają następnie, które funkcje maszyny wymagają dokładniejszej analizy.

Po zdefiniowaniu szczegółów projektu kolejnym krokiem jest ocena konfiguracji specyficznej dla projektu, a nie szersze porównanie opisów modeli.

Przejście od badań platformy do dopasowywania konfiguracji

Badania platformowe spełniają swoje zadanie, gdy zamierzony montaż można jasno opisać. Przydatny przegląd zaczyna się od wymiarów i materiału matrycy, podłoża lub celu, orientacji matrycy, metody łączenia i materiału łączącego.

Należy również uwzględnić punkty odniesienia, wymagania dotyczące ogrzewania lub siły, zastosowanie materiału, obsługę wejścia i wyjścia, istniejące oprzyrządowanie oraz wszelkie etapy kontroli lub utwardzania. Te szczegóły określają, która głowica łącząca, układ obsługi, układ optyczny i moduły pomocnicze należy zbadać.

UżyjKonfiguracja ASM AMICRA AFC PlusAby porównać te wymagania z odpowiednimi funkcjami maszyny, odwiedź stronę internetową lub skontaktuj się z zespołem technicznym e-mailem lub przez WhatsApp, aby rozpocząć przegląd projektu. Rysunki matryc, zdjęcia podłoża, zdjęcia narzędzi i dokumenty procesowe można dołączyć po otwarciu rozmowy.

Kwestie kompatybilności, zainstalowanych opcji, wydajności, ceny i dostawy należy omówić dopiero po porównaniu wymagań projektu i odpowiedniej konfiguracji maszyny.

Często zadawane pytania dotyczące ASM AMICRA AFC Plus

Czy ASM AMICRA AFC Plus to urządzenie do łączenia matryc czy urządzeń typu flip-chip?

Jest to związane zarówno z procesem łączenia matryc, jak i z technologią flip-chip. Łączenie matryc to szersze zadanie montażowe, natomiast użyteczna funkcjonalność technologii flip-chip wymaga odpowiedniej orientacji, wyrównania, narzędzi, oprogramowania i konfiguracji procesu.

Jaka jest różnica pomiędzy łączeniem matrycowym a łączeniem typu flip-chip w urządzeniu AFC Plus?

Główną różnicą jest orientacja matrycy i jej relacja z celem. Wiązanie typu flip-chip polega na umieszczeniu strony aktywnej lub łączącej strony w kierunku powierzchni styku, zmieniając sposób obsługi, wyrównanie, oprzyrządowanie i kolejność łączenia.

Czy każdy AFC Plus obejmuje łączenie chipów typu flip-chip?

Nie. Oficjalne materiały historyczne wskazują na możliwość łączenia chipów typu flip-chip. Odpowiedni sprzęt, oprogramowanie, narzędzia i konfiguracja procesu muszą być dostępne na danej maszynie.

Na czym polega tłoczenie i dozowanie żywicy epoksydowej?

Oba procesy polegają na transferze materiału, ale wykorzystują różne metody. Tłoczenie polega na nakładaniu materiału za pomocą dedykowanego narzędzia, natomiast dozowanie polega na dostarczaniu go za pomocą zainstalowanego systemu dozującego.

Na czym polega wiązanie eutektyczne w przypadku AFC Plus?

Jest to kierunek łączenia, w którym kontrolowany system materiałowy, proces termiczny i specyficzne dla procesu narzędzia przyczyniają się do utworzenia połączenia. Temperatura, siła i kolejność są określone przez zastosowanie i zainstalowany system.

Czy AFC Plus obsługuje projekty z zakresu fotoniki, MEMS lub zaawansowanego pakowania?

Są to uznane instrukcje dotyczące zastosowania platformy, ale nie gwarantują one kompatybilności z każdym produktem. W ramach projektu należy przeanalizować matrycę, podłoże, system materiałowy, orientację, oprzyrządowanie, wyrównanie i wymagane moduły.

Wniosek:ASM AMICRA AFC Plus to modułowa, precyzyjna platforma do łączenia matryc i układów typu flip-chip, jednak oba kierunki łączenia wymagają różnych orientacji matryc, ustawień i narzędzi. Wizja wizyjna, nakładanie materiału, nagrzewanie, mapowanie płytek, utwardzanie i inspekcja wspierają odrębne etapy procesu i mogą wymagać instalacji określonych modułów. Opisy platform mogą pomóc w ustaleniu istotności technicznej, natomiast zgodność projektu wymaga weryfikacji konfiguracji w oparciu o rzeczywistą matrycę, podłoże, metodę łączenia i warunki procesu.