ASM AMICRA AFC Plus: Colagem de chips, opções de flip-chip e função do processo

A plataforma ASM AMICRA AFC Plus é uma solução modular de colagem de precisão associada à montagem de chips e flip-chip. Ela faz parte do portfólio de colagem de chips de ultra-alta precisão da ASMPT AMICRA e é relevante para aplicações como micro-óptica, MEMS, montagem de LEDs, optoeletrônica e embalagens avançadas de semicondutores.

Chamar essa máquina apenas de "coladora de chips" ou "coladora flip-chip" simplifica demais sua função. A colagem de chips descreve a tarefa de montagem em geral, enquanto a colagem flip-chip altera a orientação do chip e introduz diferentes requisitos de manuseio, alinhamento e ferramentas.

A plataforma pode suportar diversas direções de processo, mas a capacidade de utilização de uma máquina individual é determinada pelo hardware, software, ferramentas e configuração de processo qualificados instalados. Este artigo explica como essas funções se relacionam antes do início da configuração específica do projeto.

O que é o ASM AMICRA AFC Plus?

O AFC Plus foi projetado para manusear, alinhar e unir um chip semicondutor ou componente de precisão a uma superfície alvo sob condições de processo controladas. Dependendo da aplicação, o alvo pode ser um substrato, uma estrutura de dispositivo ou outra superfície de montagem.

Seu design modular permite que a rota de colagem seja construída em torno de diferentes orientações de chips, sistemas de materiais, métodos de manuseio, ferramentas de colagem e funções de processo de suporte. O material histórico da ASM AMICRA descreve o AFC Plus como uma plataforma de colagem de chips e flip-chip totalmente automática, enquanto o material atual da ASMPT continua a posicioná-lo dentro do portfólio de colagem de precisão da empresa e se refere a um conceito de máquina modular com opção de flip-chip.

Essas descrições estabelecem a direção técnica da plataforma. Elas não definem os cabeçotes, ferramentas, funções de visão, módulos de aplicação de materiais ou software instalados em uma máquina específica.

A colagem de chips e a colagem flip-chip servem a diferentes rotas de montagem.

A colagem de chips é o processo mais amplo de posicionamento e união de um chip ou componente de precisão a um alvo. Em uma rota de colagem com a face para cima, o chip permanece na orientação exigida pelo processo posterior de interconexão ou montagem.

A tecnologia flip-chip altera essa relação. O lado ativo ou de interconexão do chip fica voltado para a superfície de acoplamento, portanto, o processo deve controlar como o chip é selecionado, girado, suportado, alinhado e colocado em contato com o alvo.

Nenhuma das duas opções é universalmente mais avançada. Elas resolvem problemas de montagem diferentes e devem ser selecionadas de acordo com a orientação do chip, a estrutura desejada, o material de ligação e a junta necessária.

Para processos de flip-chip, a máquina precisa de um percurso adequado para o manuseio do chip, ambiente de alinhamento, ferramentas, software e configuração de processo comprovada. A descrição do modelo por si só não garante a presença desses elementos.

Como o manuseio, o alinhamento e a colagem funcionam juntos

Um processo de colagem de precisão é criado por diversas funções interligadas. O chip deve primeiro ser apresentado de forma a permitir sua coleta segura. A máquina então o transporta e, quando o processo exigir, altera sua orientação antes de alinhá-lo com o substrato ou alvo.

Em nível conceitual, a sequência é:

Apresentar a matriz → Selecionar e orientar → Alinhar → Aplicar material ou calor onde necessário → Colar → Inspecionar ou registrar onde foi instalado

Este não é um programa AFC Plus fixo. Um processo de fixação de chip com a face para cima pode seguir uma rota de manuseio diferente de uma montagem flip-chip. Um processo com epóxi pode usar estampagem ou dispensação, enquanto um processo eutético dá maior ênfase ao sistema de materiais, ao controle térmico e às condições de ligação.

O substrato também precisa de um método de apresentação estável. Mandris, dispositivos de fixação ou outros suportes podem ser usados ​​para mantê-lo em uma posição repetível e permitir que a cabeça de colagem acesse o local desejado.

A visão conecta o chip e o alvo nesse processo. Câmeras, sistemas ópticos e iluminação identificam elementos de referência, enquanto o método de alinhamento estabelece sua posição relativa antes da colagem. A qualidade do reconhecimento pode ser influenciada pelo contraste dos elementos, condição da superfície, calibração, estabilidade da ferramenta e movimentação térmica.

Uma declaração de precisão em nível de modelo não consegue descrever todos os resultados de um projeto, pois o desempenho do alinhamento é produzido por todo o ambiente do processo. As características do alvo, a óptica instalada, as ferramentas, a calibração e as condições de colagem precisam funcionar em conjunto.

As receitas de software coordenam essas funções físicas. Elas podem controlar posições de manuseio, referências de alinhamento, estágios de aplicação de material, sequências de movimento e outros parâmetros do processo. O caminho de colagem utilizável é, portanto, formado por hardware, ferramentas, software e calibração atuando como um único sistema.

Materiais de ligação e funções de suporte do processo

Estampagem e aplicação de epóxi

A estampagem com epóxi transfere o material de ligação através de um molde ou ferramenta específica. Pode ser útil quando o processo exige um formato de depósito definido ou uma quantidade repetível em um local específico.

A dosagem consiste na aplicação de material através de um sistema de dosagem instalado e pode suportar diferentes posições, padrões ou volumes de deposição. Embora ambos os métodos utilizem material de processo, eles criam requisitos diferentes para ferramentas, controle e software.

A estampagem requer componentes e geometria de ferramenta adequados. A dispensação requer um sistema de dispensação compatível, trajetória do material e controle de processo. Seu uso depende do método de colagem pretendido, e não apenas da designação AFC Plus.

Ligação eutética e térmica

A união eutética utiliza um processo térmico e de materiais controlado para formar a junta. Calor, força, condição da superfície e ferramentas específicas do processo podem influenciar o resultado.

O material oficial histórico associa o AFC Plus às direções de colagem eutética e epóxi e lista ferramentas aquecidas entre as opções disponíveis. Isso corrobora a relação do processo, mas não estabelece uma temperatura, força ou sequência de colagem universal. Esses valores são definidos pelo sistema de materiais selecionado, pelo equipamento térmico, pela cabeça de colagem, pelas ferramentas e pela receita qualificada.

Mapeamento de wafers, cura UV e inspeção pós-colagem

O mapeamento de wafers pode auxiliar na identificação do chip, seleção de posição ou outros dados utilizados no processo de manuseio. Seu uso depende do software, das interfaces e da estrutura de dados suportada.

A cura UV pode ser incorporada quando o material de colagem requer exposição ultravioleta após a aplicação ou colocação. É necessário um equipamento de cura compatível e uma sequência de processo desenvolvida especificamente para o material selecionado.

A inspeção pós-colagem pode verificar a presença, a posição ou outros resultados definidos após a colagem. O material oficial histórico lista-a como uma função opcional do AFC Plus, enquanto o escopo real da inspeção é determinado pela óptica instalada, pelo software, pela calibração e pelos critérios de aceitação.

A capacidade da plataforma e a configuração instalada não são a mesma coisa.

A documentação da plataforma descreve as direções de processo que a família de máquinas pode suportar. Ela não descreve necessariamente a configuração de um AFC Plus individual.

Um folheto histórico pode listar o manuseio de flip-chip, o mapeamento de wafers, ferramentas aquecidas ou a inspeção pós-colagem como opções. Uma página de portfólio atual pode, por outro lado, enfatizar o posicionamento de precisão e as áreas de aplicação específicas. Ambas as fontes são úteis, mas não devem ser combinadas em uma máquina padrão presumida.

Cada função do processo requer a combinação correta de hardware, software e ferramentas. A operação flip-chip pode exigir um mecanismo de orientação dedicado e ferramentas compatíveis. O mapeamento do wafer depende do software e da interface de dados correspondentes. A inspeção depende do ambiente de visão instalado, enquanto a colagem térmica requer hardware e controle térmico adequados.

É por isso que duas máquinas AFC Plus podem atender a aplicações muito diferentes. Um sistema configurado para micro-óptica pode ter cabeçotes, dispositivos de fixação, componentes ópticos e programas diferentes de um preparado para MEMS, montagem de LEDs ou encapsulamento de semicondutores.

Os dados publicados sobre precisão e tempo de ciclo também precisam de contexto. Valores históricos podem se referir a uma configuração de máquina desatualizada, a um processo definido ou a uma condição operacional específica, enquanto resumos de portfólio mais recentes podem descrever um posicionamento de plataforma mais amplo.

A orientação da matriz, as ferramentas, o método de alinhamento, o manuseio do material, as etapas térmicas e as opções instaladas podem alterar o ciclo de processo efetivo e o resultado. Os dados de diferentes fontes devem manter suas datas e condições originais, em vez de serem combinados em uma especificação universal.

As áreas de aplicação não estabelecem a compatibilidade do projeto.

A ASMPT associa o AFC Plus a aplicações de micro-óptica, montagem de LEDs e MEMS, embalagens avançadas de semicondutores e outras aplicações de produção em larga escala. Essas classificações indicam mercados onde as funções de ligação de precisão podem ser relevantes.

Eles não garantem que todos os produtos nesses mercados possam funcionar em qualquer AFC Plus. Dois projetos de fotônica ou MEMS podem usar dimensões de chip, materiais de substrato, meios de ligação, orientações, referências ópticas e condições térmicas diferentes.

A relevância técnica deve ser avaliada considerando a matriz, a superfície alvo, o material de ligação e o processo de fabricação necessário. O manuseio de entrada e saída, as ferramentas, o software, a inspeção, o aquecimento e os requisitos de força determinam quais funções da máquina precisam de uma análise mais detalhada.

Uma vez definidos os detalhes do projeto, o próximo passo é uma avaliação de configuração específica do projeto, em vez de uma comparação mais ampla das descrições dos modelos.

Transição da pesquisa de plataforma para a correspondência de configuração.

A pesquisa sobre a plataforma cumpriu seu papel quando a montagem pretendida pode ser descrita com clareza. Uma análise útil começa com as dimensões e o material do chip, o substrato ou alvo, a orientação do chip, o método de colagem e o material de colagem.

As referências de alinhamento, os requisitos de aquecimento ou força, a aplicação do material, o manuseio de entrada e saída, as ferramentas existentes e qualquer etapa de inspeção ou cura também devem ser considerados. Esses detalhes determinam qual cabeçote de colagem, sistema de manuseio, sistema óptico e módulos de suporte precisam ser investigados.

Use oConfiguração ASM AMICRA AFC PlusPara comparar esses requisitos com as funções relevantes da máquina, acesse a página ou entre em contato com a equipe técnica por e-mail ou WhatsApp para iniciar uma análise do projeto. Desenhos de matrizes, imagens do substrato, fotografias de ferramentas e documentos do processo podem ser anexados após o início da conversa.

Compatibilidade, opções instaladas, desempenho, preço e prazo de entrega só devem ser discutidos após a comparação dos requisitos do projeto e da configuração relevante da máquina.

Perguntas frequentes sobre o ASM AMICRA AFC Plus

A ASM AMICRA AFC Plus é uma máquina de colagem de chips ou uma máquina de colagem flip-chip?

Está associado tanto à colagem de chips quanto aos processos de flip-chip. A colagem de chips é a tarefa de montagem mais abrangente, enquanto a funcionalidade flip-chip requer orientação, alinhamento, ferramentas, software e configuração de processo adequados.

Qual a diferença entre a colagem de chips (die bonding) e a colagem flip-chip (flip-chip bonding) no AFC Plus?

A principal diferença reside na orientação do chip e sua relação com o alvo. A ligação flip-chip posiciona o lado ativo ou de interconexão voltado para a superfície de acoplamento, alterando o manuseio, o alinhamento, as ferramentas e a sequência de ligação.

Todos os modelos AFC Plus incluem a tecnologia flip-chip bonding?

Não. Documentos oficiais históricos identificam a ligação flip-chip como uma opção. O hardware, o software, as ferramentas e a configuração do processo relevantes devem estar presentes na máquina em questão.

O que fazem os processos de estampagem e aplicação de epóxi?

Ambos os processos de transferência de material utilizam métodos diferentes. A estampagem aplica o material através de uma ferramenta específica, enquanto a dispensação o libera por meio de um sistema de dispensação instalado.

O que é ligação eutética no AFC Plus?

Trata-se de uma técnica de união na qual um sistema de materiais controlado, um processo térmico e ferramentas específicas contribuem para a formação da junta. A temperatura, a força e a sequência são definidas pela aplicação e pelo sistema instalado.

O AFC Plus é compatível com projetos de fotônica, MEMS ou embalagens avançadas?

Estas são as indicações de aplicação reconhecidas para a plataforma, mas não estabelecem compatibilidade com todos os produtos. O chip, o substrato, o sistema de materiais, a orientação, as ferramentas, o alinhamento e os módulos necessários devem ser analisados ​​para o projeto.

Conclusão:A plataforma ASM AMICRA AFC Plus é uma solução modular de alta precisão para colagem de chips e flip-chips, porém, as duas direções de colagem envolvem diferentes orientações do chip, requisitos de alinhamento e ferramentas. Visão, aplicação de materiais, aquecimento, mapeamento de wafers, cura e inspeção são etapas distintas do processo e podem exigir módulos específicos. As descrições da plataforma podem estabelecer a relevância técnica, enquanto a compatibilidade com o projeto requer uma análise da configuração com base no chip, substrato, método de colagem e condições do processo.