Máquina de colocação de embalagens avançada ASM SIPLACE CA2

Os modernos sistemas em pacote (System-in-Package) e os produtos de embalagem avançada frequentemente exigem a montagem de diversos tipos de componentes muito diferentes no mesmo substrato. Componentes passivos e circuitos integrados encapsulados podem chegar em alimentadores de fita e carretel, enquanto os chips semicondutores nus devem ser selecionados diretamente de um wafer serrado, inspecionados, orientados e posicionados com um controle de processo muito mais rigoroso.

OASM SIPLACE CA2Foi desenvolvido para esse ambiente de produção misto. Em vez de separar a montagem SMT padrão e o processamento direto de chips em wafers em estágios de equipamentos completamente independentes, o CA2 combina ambos os fluxos de materiais em uma plataforma de montagem avançada. Ele pode processar SMDs fornecidos por alimentadores, realizar a fixação de chips a partir do wafer e lidar com a montagem flip-chip para conjuntos eletrônicos compactos e altamente integrados.

Isso torna o SIPLACE CA2 especialmente relevante para fabricantes que estão avaliando o produto.Equipamento de colagem de chips semicondutoresPara módulos SiP, eletrônica de potência, componentes embutidos, encapsulamento em nível de wafer e outras aplicações onde a capacidade SMT convencional por si só não é suficiente.

Que tipo de máquina é a ASM SIPLACE CA2?

A SIPLACE CA2 pode ser descrita como uma plataforma de colocação híbrida de alta velocidade para montagem de semicondutores e SMT. Ela não se limita a uma única fonte de material ou a um único processo de encapsulamento tradicional.

Dependendo da configuração da máquina instalada, o CA2 pode coordenar diversas tarefas de produção:

• Selecione componentes SMD padrão em alimentadores de fita e carretel.

• Remova os chips comprovadamente bons diretamente de uma pastilha serrada.

• Coloque os moldes nus na orientação de fixação.

• Girar e posicionar os chips para a montagem do flip-chip.

• Componentes de processo fornecidos através de bandejas ou suportes especializados.

• Aplique fluxo ou outro meio de imersão antes da colocação.

• Inspecionar matrizes e componentes durante o processo de colocação.

• Registre a relação entre a posição original do wafer e a posição final do substrato.

O resultado é uma plataforma de produção capaz de conectar processos tradicionalmente associados a uma máquina de montagem de semicondutores (SMT) e a uma máquina de colagem de chips semicondutores.

Por que as linhas de embalagem avançadas precisam de uma plataforma de posicionamento híbrida?

Uma linha SMT convencional é altamente eficiente quando a maioria dos materiais é fornecida em alimentadores padronizados. A embalagem avançada introduz um desafio diferente, pois o produto final pode combinar componentes passivos, semicondutores encapsulados, sensores, chips de potência e circuitos integrados não encapsulados em um único substrato.

Quando esses materiais são processados ​​em equipamentos separados, a produção pode exigir transferências adicionais, armazenamento intermediário, ambientes de programação distintos e rastreabilidade mais complexa. Os chips nus também podem precisar ser convertidos em embalagens de fita antes de entrarem em um processo convencional de montagem SMT.

O SIPLACE CA2 resolve essa lacuna de produção ao integrar o manuseio direto de wafers em uma plataforma orientada a SMT. Os chips podem ser retirados do wafer e introduzidos na sequência de montagem juntamente com os componentes fornecidos pelo alimentador, reduzindo o número de etapas de processo desconectadas.

Comparação do CA2 com uma rota de produção dividida convencional

A rota de produção mais adequada ainda depende do volume de produção, da gama de chips, da química do processo, do design do substrato e da infraestrutura existente na fábrica. O CA2 é particularmente valioso quando tanto os componentes SMT quanto os chips fornecidos em wafers precisam ser processados ​​repetidamente dentro da mesma família de produtos.

Especificações principais do ASM SIPLACE CA2

Os valores máximos publicados descrevem a capacidade da plataforma. A produção real depende da cabeça de impressão instalada, das dimensões do chip, da condição do wafer, do projeto do substrato, das opções de processo, dos requisitos de inspeção e da combinação de componentes.

Processamento direto de wafers e fluxo de materiais

Uma das capacidades mais importantes do CA2 é a sua habilidade de processar chips diretamente de um wafer serrado. Em um fluxo de trabalho tradicional baseado em alimentador, os chips nus podem precisar primeiro ser transferidos para fita ou outro suporte padronizado antes da colocação.

O processamento direto de wafers pode eliminar ou reduzir essa etapa intermediária de conversão. Isso pode proporcionar diversas vantagens operacionais:

• Menos operações de preparação e manuseio de materiais relacionadas à fita adesiva.

• Redução dos requisitos de armazenamento para materiais de matrizes convertidas.

• Menos desperdício de fita adesiva e suporte associado ao reembalamento de matrizes.

• Menos atividades de reposição e emenda de materiais para matrizes.

• Melhor conexão entre os dados do mapa do wafer e os registros finais de posicionamento.

• Utilização mais flexível de múltiplos chips em produtos SiP complexos.

O CA2 utiliza funções de manuseio de wafers e armazenamento temporário de chips para separar a preparação demorada dos chips da sequência de posicionamento. Esse processo paralelo ajuda a manter a produção enquanto os chips são preparados para coleta e posicionamento.

Montagem de chips e produção flip-chip

Posicionamento de fixação do chip

Em um processo de fixação de chips, o chip semicondutor é removido do wafer e posicionado na orientação desejada sobre o substrato. Dependendo do produto e das opções de máquina, o processo pode incluir imersão do material, inspeção do chip e posicionamento controlado com baixa força.

Posicionamento do Flip-Chip

A montagem flip-chip exige que o chip esteja corretamente orientado, de modo que seu lado ativo e a estrutura de interconexão fiquem voltados para o substrato. A precisão do posicionamento, a condição do chip, a transferência de fluxo e o mapeamento do substrato tornam-se especialmente importantes quando as dimensões dos bumps e o espaçamento entre os componentes são pequenos.

Montagem mista de SMT e posicionamento de chips

O CA2 pode combinar chips fornecidos em wafers com componentes convencionais selecionados de um conjunto compatível.Alimentadores ASM SMTIsso permite que um produto inclua resistores, capacitores, circuitos integrados encapsulados e vários tipos de chips sem necessidade de tratar cada grupo de materiais como um projeto de montagem completamente separado.

Opções de posicionamento e precisão da cabeça de medição

A máquina pode ser equipada com uma cabeça de colocação CP20 para manuseio de componentes em alta velocidade e alta precisão. A CP20 é destinada a componentes pequenos e sensíveis e suporta funções de coleta sem contato e colocação com força zero.

As funcionalidades publicadas do CP20 incluem:

• Gama de componentes a partir da unidade métrica 0201.

• Dimensões máximas dos componentes de até aproximadamente 8,2 × 8,2 mm.

• Altura do componente de até aproximadamente 4 mm.

• Capacidade de produção de até 38.000 componentes por hora, por configuração de cabeçote aplicável.

• Capacidade de precisão de até ±10 µm a 3 sigma.

A classe de precisão necessária deve ser selecionada de acordo com as dimensões do chip, o espaçamento entre as interconexões, o tamanho das esferas ou protuberâncias, a tolerância do substrato e os requisitos de rendimento do produto. Não se deve presumir automaticamente que uma máquina configurada para a colocação padrão de 20 µm ofereça a classe de processo opcional de 10 µm.

Troca de wafers e produção de múltiplos chips

Produtos SiP complexos podem conter diversos chips diferentes. A troca manual do material do wafer para cada tipo de chip criaria um grande gargalo na produção. O sistema de troca de wafers CA2 foi projetado para manter múltiplos tipos de wafers e apresentar o material necessário para o processo de montagem conforme as mudanças no programa de produção.

Com a configuração adequada, o sistema de wafers pode acomodar até 50 wafers diferentes. Essa capacidade de múltiplos chips é particularmente útil para produtos que combinam processadores, memória, sensores, chips de comunicação e componentes de energia em um único pacote compacto.

Ao avaliar uma máquina disponível, confirme:

1. Sistema de troca de wafers instalado e número de posições de wafers suportadas.

2. Diâmetros de wafer e especificações de estrutura de wafer suportados.

3. Configuração do ejetor de wafer, inversão de chip e módulo buffer.

4. Compatibilidade com o formato de mapa de wafer necessário.

5. Dimensões máximas e mínimas da matriz.

6. Espessura e condição da matriz suportadas.

7. Dados disponíveis para reconhecimento de chips defeituosos e chips comprovadamente bons.

Configurações de substrato e transportador

O CA2 pode ser configurado para diferentes fluxos de substrato, em vez de ficar restrito a um formato de PCB convencional.

Esteira transportadora de pista única

Uma configuração de pista única pode suportar painéis grandes, PCBs embutidos e substratos especializados. Os formatos publicados chegam a 620 × 700 mm para classes de precisão e configurações de máquina selecionadas.

Esteira transportadora de duas pistas

O transporte em duas vias é adequado para PCBs padrão e substratos SiP, onde o manuseio paralelo das placas pode melhorar a utilização da linha. As dimensões suportadas variam de acordo com o modo de transporte selecionado e o requisito de precisão.

Chip-on-Wafer e Suportes Especializados

As opções disponíveis também podem suportar processos chip-on-wafer, bandejas JEDEC, J-boats, placas espessas e substratos deformados. Essas funções devem ser verificadas em relação à configuração real da máquina instalada.

Inspeção, Imersão e Controle de Processos

Alta velocidade de colocação por si só não é suficiente para embalagens avançadas. O processo também deve verificar a condição do molde, a qualidade da coleta, a orientação e a aplicação do material.

Dependendo das opções selecionadas, o CA2 pode suportar:

• Detecção de presença e coleta de componentes.

• Inspeção de trincas e lascas na matriz.

• Detecção de fluxo ou de material por imersão.

• Inspeção da pasta de solda antes ou depois da aplicação.

• Mapeamento do substrato e correção da posição de colocação.

• Troca de dados de processos com sistemas de fábrica.

• Funcionamento em circuito fechado quando instalado equipamento de inspeção compatível.

Uma unidade de imersão linear pode ser usada quando os moldes requerem fluxo ou outro meio de transferência antes da colocação. A placa de imersão selecionada, as propriedades do material, a altura de transferência e as configurações de inspeção devem ser adequadas ao processo real do molde e do substrato.

Rastreabilidade em nível de matriz individual

A montagem de semicondutores frequentemente exige registros de materiais mais detalhados do que o rastreamento convencional de lotes de componentes. O CA2 permite rastrear um chip individual desde sua posição original no wafer até sua localização final no substrato montado.

Isso pode ajudar as equipes de produção a se conectarem:

• Informações de identificação e mapeamento do wafer.

• Posição original da linha e coluna do dado.

• Resultados da coleta e inspeção da matriz.

• Número de série final da placa ou substrato.

• Coordenadas de posicionamento no produto finalizado.

• Dados de processo e equipamento coletados durante a montagem.

O escopo final da rastreabilidade depende do software instalado, das interfaces de fábrica, do banco de dados de clientes e da integração com o sistema de produção.

Integração com uma linha de embalagem avançada

A SIPLACE CA2 pode ser usada como uma máquina de colocação híbrida central ou combinada com equipamentos adicionais de alta velocidade e alta precisão. A ASMPT identifica a SIPLACE TX micron como uma plataforma complementar para a produção de SiP, onde ambas as máquinas são dispostas na mesma linha.

Uma configuração de linha pode incluir:

1. Carregamento e identificação do substrato.

2. Aplicação de pasta de solda, adesivo ou fluxo.

3. Inspeção do material impresso ou distribuído.

4. Posicionamento de alta velocidade de componentes SMD convencionais.

5. Montagem direta do chip no wafer ou colocação flip-chip no CA2.

6. Inspeção pós-colocação.

7. Processos de refluxo, cura ou embalagem subsequente.

8. Inspeção final, teste e registro de rastreabilidade.

O projeto correto da linha depende da sequência do processo, do tempo de ciclo, do manuseio do substrato, dos requisitos da sala limpa e se a CA2 executa todas as etapas de colocação ou apenas as operações especializadas de processamento de matrizes.

Produtos e aplicações típicas

• Módulos System-in-Package:Conjuntos que combinam vários chips nus, circuitos integrados encapsulados e componentes passivos.

• Módulos de comunicação:Pacotes eletrônicos compactos de RF, 5G, rede e sem fio.

• Eletrônica automotiva:Sensores, módulos de controle e de alta integração que exigem rastreabilidade detalhada.

• Produtos semicondutores de potência:Chips de potência e componentes SMD de suporte montados em substratos especializados.

• Embalagem em nível de wafer:Processos que envolvem a deposição em wafers ou substratos derivados de wafers.

• Embalagem ao nível do painel:Embalagem avançada em painéis de grande formato.

• Eletrônica embarcada:Componentes e chips colocados dentro ou sobre estruturas de PCB embutidas.

• Módulos de sensores e médicos:Conjuntos compactos contendo chips sensíveis e componentes eletrônicos de controle.

• Módulos de computação e dispositivos inteligentes:Produtos de alta densidade que requerem múltiplos formatos de componentes.

Quando o SIPLACE CA2 é uma escolha adequada?

O CA2 deve ser considerado quando a necessidade de produção incluir várias das seguintes condições:

• O produto combina componentes SMD fornecidos pelo alimentador e chips nus.

• Os chips devem ser selecionados diretamente de um ou mais wafers.

• Os processos de montagem do chip e flip-chip são necessários na mesma família de produtos.

• A produção exige múltiplos tipos de matrizes com frequentes trocas de material.

• A precisão de posicionamento deve atingir as classes de processo de 20 µm, 15 µm ou 10 µm.

• É necessária a rastreabilidade de cada chip individualmente.

• O fabricante deseja reduzir a aplicação de fita adesiva na matriz e o manuseio de materiais intermediários.

• O equipamento deve comunicar-se tanto com os sistemas SMT quanto com os sistemas da fábrica de semicondutores.

• É necessário processar painéis de grandes dimensões, substratos SiP ou suportes especializados.

Uma máquina de colagem de chips dedicada pode ser mais adequada quando a aplicação exige força de colagem, aquecimento, cura, dispensação ou tamanhos de chips específicos, fora da configuração CA2 disponível. Portanto, uma análise do processo deve ser realizada antes da seleção da máquina.

Equipamento ASM SIPLACE CA2 disponível

As máquinas SIPLACE CA2 usadas ou seminovas podem diferir significativamente, mesmo quando a designação externa do modelo é a mesma. O sistema de wafers instalado, a cabeça de colocação, a esteira transportadora, a classe de precisão, as opções de inspeção e o software determinam o que cada unidade pode processar.

Antes de solicitar um orçamento, as seguintes informações sobre o equipamento devem ser confirmadas:

Suporte para máquinas, alimentadores e peças de reposição

O fornecimento de equipamentos pode ser adaptado ao tamanho do substrato, formato do wafer, gama de componentes, nível de precisão e aplicação do processo necessários. Dependendo da disponibilidade, o suporte pode incluir:

• Conjunto completo de máquinas ASM SIPLACE CA2.

• Cabeçotes e componentes de cabeçote compatíveis.

• Peças para troca e manuseio de wafers.

• Alimentadores ASM SIPLACE e peças sobressalentes para alimentadores.

• Bicos padrão e específicos para cada aplicação.

• Câmeras, sensores e componentes de inspeção.

• Motores, inversores, placas de controle e cabos.

• Componentes para transporte e manuseio de substratos.

• Instalação, embalagem e suporte para envio internacional.

Informações necessárias para a compatibilidade de equipamentos

Para uma recomendação de máquina mais precisa, forneça:

1. Descrição do produto e do processo.

2. Requer processo de fixação do chip, flip-chip ou colocação mista.

3. Dimensões do chip, espessura e diâmetro do wafer.

4. Número de tipos diferentes de matrizes por produto.

5. Pacote SMD menor e maior.

6. Dimensões, espessura e material do substrato.

7. Exige-se precisão no posicionamento.

8. Volume de produção esperado por hora ou anualmente.

9. Capacidade necessária do alimentador, da bandeja e do wafer.

10. Requisitos de interface e rastreabilidade da fábrica.

11. Condição preferencial do equipamento e país de destino.

Perguntas frequentes sobre o ASM SIPLACE CA2

Qual problema de produção o SIPLACE CA2 resolve?

Ela atende a produtos que exigem tanto componentes SMT convencionais quanto chips semicondutores nus. A CA2 integra a colocação de componentes baseada em alimentadores e o processamento direto de chips em wafers em uma plataforma de máquina coordenada.

O CA2 pode substituir todas as máquinas de colagem de chips convencionais?

Nenhuma máquina isolada é adequada para todos os processos de semicondutores. A CA2 é otimizada para aplicações de colocação híbrida de alta velocidade, fixação de chips e flip-chip. Processos que exigem aquecimento especializado, força de ligação, cura ou formatos de chips incomuns devem ser avaliados separadamente.

A máquina exige que as matrizes sejam fornecidas em fita?

Não. Uma de suas principais capacidades é selecionar chips diretamente de um wafer serrado. Também pode processar componentes SMD padrão fornecidos por meio de alimentadores de fita e carretel compatíveis.

É possível usar vários wafers diferentes em uma mesma configuração de produção?

Sim. Com o sistema de troca de wafers aplicável, a máquina pode acomodar até 50 wafers diferentes, tornando-a adequada para produtos com múltiplos chips.

Qual a diferença entre a fixação do chip e a colocação flip-chip no CA2?

A montagem do chip o posiciona na orientação correta, com a face voltada para cima, enquanto o processamento flip-chip gira e posiciona o chip com o lado de interconexão voltado para o substrato. A sequência exata depende dos módulos instalados e do processo de fabricação.

O CA2 pode funcionar na mesma linha que um SIPLACE TX micron?

Sim. As duas plataformas podem se complementar em linhas avançadas de encapsulamento e SiP, com a TX Micron suportando posicionamento de alta velocidade e alta precisão, e a CA2 lidando com processos de posicionamento direto em wafer e híbrido.

O CA2 suporta produção em sala limpa?

A plataforma está disponível em configurações compatíveis com salas limpas e com padrões para semicondutores. A certificação e o estado de cada máquina usada devem ser confirmados antes da compra.

Como deve ser avaliado um SIPLACE CA2 usado?

Analise a identificação da máquina, cabeçotes de colocação, classe de precisão, módulos de wafer, esteira transportadora, software, funções de inspeção, condições de operação e acessórios incluídos. O nome do modelo por si só não define a capacidade completa do processo.

Os alimentadores e acessórios para wafers estão incluídos?

O escopo do fornecimento varia de acordo com a máquina e o orçamento. Alimentadores, bicos, estruturas para wafers, acessórios de manuseio e peças de reposição devem ser listados individualmente na proposta final de equipamentos.

Que informações devem ser enviadas com uma consulta?

Forneça as especificações do chip e do wafer, a gama de componentes, as dimensões do substrato, o processo necessário, a meta de precisão, a produção, as condições preferenciais da máquina e o local de entrega.

Entre em contato conosco informando o formato do seu wafer, a gama de chips, o tamanho do substrato e o processo de montagem necessário para verificarmos as configurações disponíveis do ASM SIPLACE CA2 e as opções de fornecimento.