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A seleção de uma máquina de colagem de chips começa com o processo de fixação exigido pelo produto. Epóxi, solda eutética, solda macia e sinterização de prata podem ser descritas como colagem de chips, mas não requerem o mesmo sistema de alimentação de material, cabeçote de colagem, método de aquecimento, atmosfera, controle de força ou equipamentos subsequentes.
Uma máquina capaz de selecionar e posicionar um chip com precisão não é, portanto, automaticamente capaz de realizar o processo de fixação do chip. É necessário considerar a face posterior do chip, o acabamento do substrato, o caminho térmico, a conexão elétrica, os requisitos da linha de colagem e o volume de produção antes de comparar diferentes modelos de máquinas.
A tarefa prática de seleção consiste em relacionar os requisitos do produto com o material de ligação, a sequência do processo e a configuração da máquina instalada.
Comece com o resultado necessário para a fixação da matriz.
O método de ligação deve seguir a função do conjunto final. Um encapsulamento de sensor de baixo custo, um módulo SiC de alta potência e um conjunto de laser de precisão podem todos exigir a colocação do chip, mas seus requisitos térmicos, elétricos e mecânicos podem levar a direções de equipamentos muito diferentes.
| Requisitos do produto | Questões para definir | Por que isso altera a seleção da máquina? |
|---|---|---|
| Caminho térmico | Qual a quantidade de calor que deve ser transferida do chip para o substrato ou dissipador de calor? | O desempenho térmico exigido influencia a escolha entre epóxi, solda, material eutético ou sinterizado. |
| Conexão elétrica | A camada de ligação deve conduzir corrente, permanecer isolada eletricamente ou fornecer apenas suporte mecânico? | Materiais condutores e não condutores requerem planos diferentes de dispensação, cura e qualificação. |
| Materiais de matriz e substrato | Quais são a metalização da parte traseira do chip, o acabamento do substrato e as condições da superfície? | A interface do material afeta a molhabilidade, a adesão, a difusão, o controle da oxidação e a temperatura do processo. |
| Controle da linha de ligação | Quais são os níveis aceitáveis de espessura, uniformidade e inclinação da matriz? | Os processos de dosagem, estampagem, pré-formas, controle de força e ferramentas devem produzir a camada de ligação necessária. |
| Requisito nulo | Quanta formação de vazios o projeto térmico e de confiabilidade pode tolerar? | A preparação do material, a limpeza, a atmosfera, o refluxo e o processamento a vácuo subsequente podem se tornar importantes. |
| Sensibilidade da embalagem | Quanta força, calor e movimento mecânico o chip e o substrato podem suportar? | Matrizes finas, materiais frágeis e estruturas delicadas podem exigir técnicas especializadas de coleta, suporte e controle de força. |
| Modelo de produção | O projeto envolve P&D, produção de alta variedade ou fabricação em grande volume? | A automação necessária, a troca de ferramentas, o manuseio de materiais e a produção podem ser tão importantes quanto o processo de colagem. |
Esses requisitos devem ser definidos antes que um comprador pergunte se uma determinada máquina de colagem de chips é "capaz de usar epóxi" ou "capaz de realizar sinterização". O mesmo nome de processo ainda pode exigir módulos de máquina diferentes para diferentes encapsulamentos.
Como os principais processos de colagem de chips diferem
| Processo de ligação | Como o vínculo é formado | Requisitos típicos da máquina | Principal preocupação na seleção |
|---|---|---|---|
| Colagem de matrizes epóxi | Aplica-se um adesivo condutor ou não condutor, posiciona-se o molde e cura-se o material. | Dosagem, jateamento, estampagem ou imersão; controle da força de aplicação; controle da linha de colagem; plano de cura | Volume de material, sangramento, inclinação da matriz, condição de cura e consistência da linha de colagem |
| Colagem eutética de matrizes | Uma liga metálica definida ou uma pré-forma é aquecida dentro de sua faixa de resistência à tração para criar uma junta metálica. | Aquecimento e resfriamento controlados, controle de atmosfera, manuseio de pré-formas e lavagem opcional. | Perfil de temperatura, oxidação, molhabilidade, formação de vazios e movimentação do chip durante a colagem. |
| Soldagem macia para colagem de chips | A solda é aplicada e refluída para criar uma conexão térmica e elétrica condutora. | Preparação ou dispensação de solda, zonas de processo aquecidas, controle de atmosfera e manuseio de grandes volumes de estruturas de terminais. | Espessura da solda, molhabilidade, formação de vazios, oxidação e repetibilidade da produção |
| Sinterização de prata | Partículas de prata formam uma conexão densa por meio de um processo de sinterização baseado em difusão, em vez da cura convencional ou da refusão de solda. | Manuseio de pasta ou filme, controle preciso da linha de colagem, plataforma aquecida, força controlada quando aplicável e sinterização subsequente. | Preparação do material, espessura da linha de colagem, estabilidade da adesão, método de pressão e condições finais de sinterização. |
A tabela identifica a direção principal do equipamento. Ela não define uma receita de processo universal. A configuração exata depende do material selecionado, do molde, do substrato, da rota de produção e dos requisitos de qualificação.
A colagem de matrizes com epóxi prioriza o controle do material e a cura.
A resina epóxi é amplamente utilizada porque suporta diversos formatos de encapsulamento e pode ser depositada por vários métodos. A resina epóxi condutora pode proporcionar conexão elétrica e térmica, enquanto o material não condutor pode fornecer fixação mecânica ou isolamento elétrico.
O aplicador de cola pode aplicar epóxi através de:
dispensação sob pressão de tempo
Dosagem por rosca sem-fim
Dispensação por jato
Transferência por pino ou estampagem
A queda
Material adesivo pré-aplicado
O método correto depende da viscosidade do material, do teor de carga, do tamanho do depósito, do padrão, da geometria da embalagem e da velocidade de produção. Não se deve presumir que um dispensador que funcione com um tipo de epóxi seja adequado para todas as formulações, com ou sem carga.
Funções importantes da máquina de epóxi
Volume estável de dispensação ou estampagem
Controle da temperatura do material e do tempo de vida útil, quando necessário.
Posicionamento preciso da matriz antes que o material se mova ou cure.
Força de colocação e altura de ligação programáveis
Controle da espessura da linha de colagem e da inclinação da matriz
Inspeção visual pré e pós-contratação
Transferência confiável para o processo de cura necessário
A aplicação de epóxi geralmente utiliza temperaturas de processo mais baixas do que as rotas de soldagem metálica, mas a montagem completa ainda depende do perfil de cura especificado. Uma aplicação bem-sucedida não garante que a junta curada final atenderá aos requisitos térmicos, elétricos ou de confiabilidade.
Para um exemplo atual de uma plataforma de epóxi de alta velocidade, oMáquina de colagem de chips BESI ESEC 2100 hSPode ser analisado como uma das opções de equipamento. Sua adequação real ainda depende da configuração da máquina oferecida e do pacote desejado.
A colagem eutética de chips requer condições controladas de calor e superfície.
A colagem eutética cria uma ligação metálica aquecendo uma liga ou pré-forma através de uma condição de ligação definida. O processo é frequentemente considerado quando o produto necessita de forte transferência térmica, condução elétrica, alta precisão de posicionamento ou uma junta metálica controlada.
A máquina e as ferramentas podem precisar suportar:
Manuseio de solda pré-depositada ou pré-formas separadas
Aquecimento e resfriamento rápidos e repetíveis
Atmosfera inerte ou redutora controlada, quando necessário.
Movimento programável de esfregação ou matriz
Força de ligação e altura de ligação precisas
Ferramentas que permanecem estáveis à temperatura do processo
Alinhamento da visão antes que as superfícies fiquem obscurecidas.
A lavagem com detergente pode ajudar a remover películas superficiais, melhorar a molhabilidade e reduzir o aprisionamento de gases em processos aplicáveis. Não deve ser considerada um requisito universal ou um substituto para a preparação correta da superfície e o controle de temperatura.
O processo eutético também deve levar em consideração o comportamento da matriz enquanto a liga está fundida. Suporte inadequado, movimentação excessiva ou um perfil térmico inadequado podem afetar o alinhamento, a espessura da linha de ligação e a formação de vazios.
A soldagem de chips com solda macia está intimamente ligada à produção de energia.
A colagem de chips com solda macia é comumente avaliada para semicondutores de potência e aplicações de leadframe de alto volume que exigem um caminho térmico condutivo entre o chip e seu substrato.
Embora os processos de solda eutética e solda macia utilizem materiais metálicos e calor, eles não devem ser tratados como idênticos. A forma da solda, o comportamento de fusão, a rota de aplicação, a atmosfera, o transporte da estrutura de ligação e a sequência de produção podem diferir substancialmente.
Áreas a confirmar para equipamentos de solda macia
Método de fornecimento de material: fio de solda, pasta de solda, pré-forma ou outro.
Consistência na dispensação ou preparação da solda
Cabeçote de ligação aquecido, estágio ou zona de processo
Sistema de controle de gás e oxidação
Captura e posicionamento do chip durante o processo de soldagem.
Manipulação de leadframes, tiras ou módulos de potência
Visualização de processos e monitoramento de defeitos
Resfriamento e transferência após a colagem
Equipamentos de solda macia de alto volume são geralmente mais específicos para determinadas aplicações do que uma máquina de colagem de chips flexível para P&D. Um comprador que esteja substituindo uma máquina de produção existente deve comparar todo o material e o percurso da estrutura de ligação, e não apenas a precisão de posicionamento e a produção máxima.
A sinterização de prata requer um processo completo de fixação e sinterização.
A sinterização de prata é cada vez mais utilizada em dispositivos de potência que exigem alto desempenho térmico e operação prolongada sob condições de temperatura exigentes. O material não forma sua junta final por meio da cura convencional de epóxi ou da fusão de solda.
Dependendo do material e do processo de produção selecionados, o percurso pode incluir:
Aplicar pasta de prata, película ou outro material de sinterização ao substrato ou matriz.
Selecionar e posicionar o dado com precisão.
Controlar a espessura inicial da linha de colagem.
Fixar o molde para que permaneça estável durante o transporte.
Transferência do conjunto para um processo de sinterização com ou sem pressão.
Aplicando a combinação necessária de calor, força, atmosfera e tempo.
Alguns processos utilizam fixação por alta força ou sinterização assistida por pressão, enquanto outros utilizam materiais sem pressão. Portanto, o dispositivo de colagem de chips selecionado deve ser adequado à rota de fabricação do material, e não ao termo genérico "sinterização de prata".
Considerações importantes sobre o equipamento incluem:
Dispensação de pasta, estampagem de filme ou manuseio de filme de transferência
Captação e suporte de matriz fina
Cabeçote de ligação aquecido e capacidade de estágio
Força de ligação programável
Controle da espessura da linha de colagem e da inclinação da matriz
Troca automática de ferramentas para diferentes matrizes e produtos.
Transferência estável para a prensa ou forno de sinterização final.
Uma máquina de colagem de chips pode realizar as etapas de posicionamento e fixação sem concluir a junta sinterizada final. Portanto, toda a linha de produção deve ser revisada, e não apenas a máquina de pick-and-place.
O fluxo de material pode ser tão importante quanto o método de colagem.
Após definir a direção do processo, confirme como o chip, o material de ligação e o substrato entram na máquina.
| Área do material | Formatos de entrada possíveis | Consequência da Máquina |
|---|---|---|
| Entrada de dados | Moldura de wafer, pacote de waffle, Gel-Pak, bandeja, fita e carretel ou matriz solta | Alterações nos requisitos de ejetor, ferramenta de coleta, visão, alimentador e troca automática de ferramentas. |
| Material de ligação | Epóxi, pasta de solda, fio, pré-forma, pasta de prata, filme ou camada pré-aplicada | Troca o dispensador, a ferramenta de estampagem, a unidade de imersão, o aquecedor e o sistema de controle de materiais. |
| Substrato | Leadframe, DBC, AMB, cerâmica, PCB, suporte, pacote ou submontagem individual | Alterações nos sistemas de fixação, indexação, fixação, aquecimento e automação da produção. |
| Transição de produto | Produto único, alta variedade, matrizes múltiplas ou materiais de processo múltiplos | Pode exigir troca automática de ferramentas, ejetores, wafers e receitas. |
Uma plataforma multiprocesso pode suportar diversos métodos de colagem, mas somente quando os dispensadores, aquecedores, cabeçotes, ferramentas, controles de atmosfera e opções de software necessários estiverem efetivamente instalados.
OMáquina de colagem de moldes BESI Datacon 2200 EVOA figura ilustra como o manuseio de wafers, a troca de ferramentas, a dispensação e os processos a quente ou a frio podem ser combinados em uma plataforma flexível. A configuração da máquina oferecida ainda precisa ser verificada individualmente.
Sequência prática para seleção de máquinas de colagem de chips
Defina a junta final.Estabelecer os requisitos térmicos, elétricos, mecânicos e de confiabilidade.
Confirme as interfaces dos materiais.Identificar a metalização da parte traseira do chip, o acabamento do substrato e a condição da superfície.
Selecione o processo de colagem.Compare epóxi, eutético, solda macia e sinterização em relação à junta desejada.
Defina apresentação do material.Registre como o chip, o material de ligação e o substrato entram na máquina.
Identificar módulos de processo.Confirme os requisitos de dispensação, estampagem, manuseio de pré-formas, aquecimento, atmosfera, lavagem, força e resfriamento.
Defina o requisito de colocação.Defina precisão, theta, altura da ligação, inclinação da matriz e inspeção pós-ligação.
Analisar a automação da produção.Estabelecer os requisitos de produção, troca de ferramentas, rastreabilidade e manuseio.
Verifique o modelo exato da máquina.Compare a configuração instalada, o software, as ferramentas e os acessórios com o plano do processo.
Apresentar material representativo.Verificar a sequência completa de materiais e colagem sob as condições de teste acordadas.
Qualificar a junta final.Confirme os resultados térmicos, elétricos, mecânicos e de confiabilidade por meio do processo de produção aplicável.
Essa sequência é a decisão central na seleção de máquinas. O método de colagem determina quais funções do equipamento são necessárias, enquanto o produto exato determina se essas funções são suficientes.
Quando uma máquina de colagem de chips multiprocesso faz sentido
Uma máquina de colagem de chips flexível pode ser valiosa quando a fábrica produz uma grande variedade de produtos, realiza desenvolvimento de processos ou precisa de várias rotas de colagem em uma única plataforma.
A capacidade de multiprocessamento é mais útil quando:
Cabeçotes e ferramentas instalados abrangem a gama de matrizes necessária.
A máquina pode alternar entre os formatos de entrada de material necessários.
Estão disponíveis módulos de dispensação, estampagem, aquecimento e atmosfera controlada.
O software e as receitas permitem a transição controlada do processo.
O resultado esperado permanece viável após as mudanças de formato.
A calibração e a manutenção podem ser gerenciadas em todos os diferentes processos.
Uma máquina dedicada de alto volume pode ser mais adequada quando uma família de produtos domina a produção e requer manuseio especializado de estruturas de ligação, controle de solda macia ou preparação de sinterização de alta força.
Perguntas frequentes sobre a seleção de máquinas de colagem de chips
Uma única máquina de colagem de chips pode executar processos com epóxi e eutéticos?
Algumas plataformas flexíveis podem suportar ambos os processos, mas apenas quando o dispensador, o sistema de aquecimento, o controle de atmosfera, as ferramentas e o software necessários estiverem instalados. O nome do modelo por si só não confirma a capacidade de realizar múltiplos processos.
A sinterização da prata é realizada inteiramente dentro de uma máquina de colagem de chips?
Nem sempre. A máquina de colagem de chips pode aplicar o material, posicionar o chip e realizar a fixação, enquanto a sinterização final ocorre em um processo separado, com ou sem pressão. Toda a linha de produção deve ser analisada.
A ligação eutética é o mesmo que a soldagem branda para fixação de chips?
Não. Ambos utilizam materiais de ligação metálica e calor, mas o comportamento da liga, a composição do material, a atmosfera, as ferramentas e os equipamentos de produção podem diferir. O processo necessário deve ser definido pela embalagem e pelo sistema de materiais.
Uma maior precisão de posicionamento significa uma máquina de colagem de chips melhor?
Não isoladamente. A precisão deve ser considerada juntamente com o manuseio da matriz, o controle da linha de colagem, a aplicação do material, a força, o aquecimento, a automação e as condições reais de medição.
Que informações devem ser preparadas antes de solicitar um molde?
A seleção de uma máquina de colagem de chips começa com o processo de fixação exigido pelo produto. Epóxi, solda eutética, solda macia e sinterização de prata podem ser descritas como colagem de chips, mas não requerem o mesmo sistema de alimentação de material, cabeçote de colagem, método de aquecimento, atmosfera, controle de força ou equipamentos subsequentes.
Uma máquina capaz de selecionar e posicionar um chip com precisão não é, portanto, automaticamente capaz de realizar o processo de fixação do chip. É necessário considerar a face posterior do chip, o acabamento do substrato, o caminho térmico, a conexão elétrica, os requisitos da linha de colagem e o volume de produção antes de comparar diferentes modelos de máquinas.
A tarefa prática de seleção consiste em relacionar os requisitos do produto com o material de ligação, a sequência do processo e a configuração da máquina instalada.
Comece com o resultado necessário para a fixação da matriz.
O método de ligação deve seguir a função do conjunto final. Um encapsulamento de sensor de baixo custo, um módulo SiC de alta potência e um conjunto de laser de precisão podem todos exigir a colocação do chip, mas seus requisitos térmicos, elétricos e mecânicos podem levar a direções de equipamentos muito diferentes.
| Requisitos do produto | Questões para definir | Por que isso altera a seleção da máquina? |
|---|---|---|
| Caminho térmico | Qual a quantidade de calor que deve ser transferida do chip para o substrato ou dissipador de calor? | O desempenho térmico exigido influencia a escolha entre epóxi, solda, material eutético ou sinterizado. |
| Conexão elétrica | A camada de ligação deve conduzir corrente, permanecer isolada eletricamente ou fornecer apenas suporte mecânico? | Materiais condutores e não condutores requerem planos diferentes de dispensação, cura e qualificação. |
| Materiais de matriz e substrato | Quais são a metalização da parte traseira do chip, o acabamento do substrato e as condições da superfície? | A interface do material afeta a molhabilidade, a adesão, a difusão, o controle da oxidação e a temperatura do processo. |
| Controle da linha de ligação | Quais são os níveis aceitáveis de espessura, uniformidade e inclinação da matriz? | Os processos de dosagem, estampagem, pré-formas, controle de força e ferramentas devem produzir a camada de ligação necessária. |
| Requisito nulo | Quanta formação de vazios o projeto térmico e de confiabilidade pode tolerar? | A preparação do material, a limpeza, a atmosfera, o refluxo e o processamento a vácuo subsequente podem se tornar importantes. |
| Sensibilidade da embalagem | Quanta força, calor e movimento mecânico o chip e o substrato podem suportar? | Matrizes finas, materiais frágeis e estruturas delicadas podem exigir técnicas especializadas de coleta, suporte e controle de força. |
| Modelo de produção | O projeto envolve P&D, produção de alta variedade ou fabricação em grande volume? | A automação necessária, a troca de ferramentas, o manuseio de materiais e a produção podem ser tão importantes quanto o processo de colagem. |
Esses requisitos devem ser definidos antes que um comprador pergunte se uma determinada máquina de colagem de chips é "capaz de usar epóxi" ou "capaz de realizar sinterização". O mesmo nome de processo ainda pode exigir módulos de máquina diferentes para diferentes encapsulamentos.
Como os principais processos de colagem de chips diferem
| Processo de ligação | Como o vínculo é formado | Requisitos típicos da máquina | Principal preocupação na seleção |
|---|---|---|---|
| Colagem de matrizes epóxi | Aplica-se um adesivo condutor ou não condutor, posiciona-se o molde e cura-se o material. | Dosagem, jateamento, estampagem ou imersão; controle da força de aplicação; controle da linha de colagem; plano de cura | Volume de material, sangramento, inclinação da matriz, condição de cura e consistência da linha de colagem |
| Colagem eutética de matrizes | Uma liga metálica definida ou uma pré-forma é aquecida dentro de sua faixa de resistência à tração para criar uma junta metálica. | Aquecimento e resfriamento controlados, controle de atmosfera, manuseio de pré-formas e lavagem opcional. | Perfil de temperatura, oxidação, molhabilidade, formação de vazios e movimentação do chip durante a colagem. |
| Soldagem macia para colagem de chips | A solda é aplicada e refluída para criar uma conexão térmica e elétrica condutora. | Preparação ou dispensação de solda, zonas de processo aquecidas, controle de atmosfera e manuseio de grandes volumes de estruturas de terminais. | Espessura da solda, molhabilidade, formação de vazios, oxidação e repetibilidade da produção |
| Sinterização de prata | Partículas de prata formam uma conexão densa por meio de um processo de sinterização baseado em difusão, em vez da cura convencional ou da refusão de solda. | Manuseio de pasta ou filme, controle preciso da linha de colagem, plataforma aquecida, força controlada quando aplicável e sinterização subsequente. | Preparação do material, espessura da linha de colagem, estabilidade da adesão, método de pressão e condições finais de sinterização. |
A tabela identifica a direção principal do equipamento. Ela não define uma receita de processo universal. A configuração exata depende do material selecionado, do molde, do substrato, da rota de produção e dos requisitos de qualificação.
A colagem de matrizes com epóxi prioriza o controle do material e a cura.
A resina epóxi é amplamente utilizada porque suporta diversos formatos de encapsulamento e pode ser depositada por vários métodos. A resina epóxi condutora pode proporcionar conexão elétrica e térmica, enquanto o material não condutor pode fornecer fixação mecânica ou isolamento elétrico.
O aplicador de cola pode aplicar epóxi através de:
dispensação sob pressão de tempo
Dosagem por rosca sem-fim
Dispensação por jato
Transferência por pino ou estampagem
A queda
Material adesivo pré-aplicado
O método correto depende da viscosidade do material, do teor de carga, do tamanho do depósito, do padrão, da geometria da embalagem e da velocidade de produção. Não se deve presumir que um dispensador que funcione com um tipo de epóxi seja adequado para todas as formulações, com ou sem carga.
Funções importantes da máquina de epóxi
Volume estável de dispensação ou estampagem
Controle da temperatura do material e do tempo de vida útil, quando necessário.
Posicionamento preciso da matriz antes que o material se mova ou cure.
Força de colocação e altura de ligação programáveis
Controle da espessura da linha de colagem e da inclinação da matriz
Inspeção visual pré e pós-contratação
Transferência confiável para o processo de cura necessário
A aplicação de epóxi geralmente utiliza temperaturas de processo mais baixas do que as rotas de soldagem metálica, mas a montagem completa ainda depende do perfil de cura especificado. Uma aplicação bem-sucedida não garante que a junta curada final atenderá aos requisitos térmicos, elétricos ou de confiabilidade.
Para um exemplo atual de uma plataforma de epóxi de alta velocidade, oMáquina de colagem de chips BESI ESEC 2100 hSPode ser analisado como uma das opções de equipamento. Sua adequação real ainda depende da configuração da máquina oferecida e do pacote desejado.
A colagem eutética de chips requer condições controladas de calor e superfície.
A colagem eutética cria uma ligação metálica aquecendo uma liga ou pré-forma através de uma condição de ligação definida. O processo é frequentemente considerado quando o produto necessita de forte transferência térmica, condução elétrica, alta precisão de posicionamento ou uma junta metálica controlada.
A máquina e as ferramentas podem precisar suportar:
Manuseio de solda pré-depositada ou pré-formas separadas
Aquecimento e resfriamento rápidos e repetíveis
Atmosfera inerte ou redutora controlada, quando necessário.
Movimento programável de esfregação ou matriz
Força de ligação e altura de ligação precisas
Ferramentas que permanecem estáveis à temperatura do processo
Alinhamento da visão antes que as superfícies fiquem obscurecidas.
A lavagem com detergente pode ajudar a remover películas superficiais, melhorar a molhabilidade e reduzir o aprisionamento de gases em processos aplicáveis. Não deve ser considerada um requisito universal ou um substituto para a preparação correta da superfície e o controle de temperatura.
O processo eutético também deve levar em consideração o comportamento da matriz enquanto a liga está fundida. Suporte inadequado, movimentação excessiva ou um perfil térmico inadequado podem afetar o alinhamento, a espessura da linha de ligação e a formação de vazios.
A soldagem de chips com solda macia está intimamente ligada à produção de energia.
A colagem de chips com solda macia é comumente avaliada para semicondutores de potência e aplicações de leadframe de alto volume que exigem um caminho térmico condutivo entre o chip e seu substrato.
Embora os processos de solda eutética e solda macia utilizem materiais metálicos e calor, eles não devem ser tratados como idênticos. A forma da solda, o comportamento de fusão, a rota de aplicação, a atmosfera, o transporte da estrutura de ligação e a sequência de produção podem diferir substancialmente.
Áreas a confirmar para equipamentos de solda macia
Método de fornecimento de material: fio de solda, pasta de solda, pré-forma ou outro.
Consistência na dispensação ou preparação da solda
Cabeçote de ligação aquecido, estágio ou zona de processo
Sistema de controle de gás e oxidação
Captura e posicionamento do chip durante o processo de soldagem.
Manipulação de leadframes, tiras ou módulos de potência
Visualização de processos e monitoramento de defeitos
Resfriamento e transferência após a colagem
Equipamentos de solda macia de alto volume são geralmente mais específicos para determinadas aplicações do que uma máquina de colagem de chips flexível para P&D. Um comprador que esteja substituindo uma máquina de produção existente deve comparar todo o material e o percurso da estrutura de ligação, e não apenas a precisão de posicionamento e a produção máxima.
A sinterização de prata requer um processo completo de fixação e sinterização.
A sinterização de prata é cada vez mais utilizada em dispositivos de potência que exigem alto desempenho térmico e operação prolongada sob condições de temperatura exigentes. O material não forma sua junta final por meio da cura convencional de epóxi ou da fusão de solda.
Dependendo do material e do processo de produção selecionados, o percurso pode incluir:
Aplicar pasta de prata, película ou outro material de sinterização ao substrato ou matriz.
Selecionar e posicionar o dado com precisão.
Controlar a espessura inicial da linha de colagem.
Fixar o molde para que permaneça estável durante o transporte.
Transferência do conjunto para um processo de sinterização com ou sem pressão.
Aplicando a combinação necessária de calor, força, atmosfera e tempo.
Alguns processos utilizam fixação por alta força ou sinterização assistida por pressão, enquanto outros utilizam materiais sem pressão. Portanto, o dispositivo de colagem de chips selecionado deve ser adequado à rota de fabricação do material, e não ao termo genérico "sinterização de prata".
Considerações importantes sobre o equipamento incluem:
Dispensação de pasta, estampagem de filme ou manuseio de filme de transferência
Captação e suporte de matriz fina
Cabeçote de ligação aquecido e capacidade de estágio
Força de ligação programável
Controle da espessura da linha de colagem e da inclinação da matriz
Troca automática de ferramentas para diferentes matrizes e produtos.
Transferência estável para a prensa ou forno de sinterização final.
Uma máquina de colagem de chips pode realizar as etapas de posicionamento e fixação sem concluir a junta sinterizada final. Portanto, toda a linha de produção deve ser revisada, e não apenas a máquina de pick-and-place.
O fluxo de material pode ser tão importante quanto o método de colagem.
Após definir a direção do processo, confirme como o chip, o material de ligação e o substrato entram na máquina.
| Área do material | Formatos de entrada possíveis | Consequência da Máquina |
|---|---|---|
| Entrada de dados | Moldura de wafer, pacote de waffle, Gel-Pak, bandeja, fita e carretel ou matriz solta | Alterações nos requisitos de ejetor, ferramenta de coleta, visão, alimentador e troca automática de ferramentas. |
| Material de ligação | Epóxi, pasta de solda, fio, pré-forma, pasta de prata, filme ou camada pré-aplicada | Troca o dispensador, a ferramenta de estampagem, a unidade de imersão, o aquecedor e o sistema de controle de materiais. |
| Substrato | Leadframe, DBC, AMB, cerâmica, PCB, suporte, pacote ou submontagem individual | Alterações nos sistemas de fixação, indexação, fixação, aquecimento e automação da produção. |
| Transição de produto | Produto único, alta variedade, matrizes múltiplas ou materiais de processo múltiplos | Pode exigir troca automática de ferramentas, ejetores, wafers e receitas. |
Uma plataforma multiprocesso pode suportar diversos métodos de colagem, mas somente quando os dispensadores, aquecedores, cabeçotes, ferramentas, controles de atmosfera e opções de software necessários estiverem efetivamente instalados.
OMáquina de colagem de moldes BESI Datacon 2200 EVOA figura ilustra como o manuseio de wafers, a troca de ferramentas, a dispensação e os processos a quente ou a frio podem ser combinados em uma plataforma flexível. A configuração da máquina oferecida ainda precisa ser verificada individualmente.
Sequência prática para seleção de máquinas de colagem de chips
Defina a junta final.Estabelecer os requisitos térmicos, elétricos, mecânicos e de confiabilidade.
Confirme as interfaces dos materiais.Identificar a metalização da parte traseira do chip, o acabamento do substrato e a condição da superfície.
Selecione o processo de colagem.Compare epóxi, eutético, solda macia e sinterização em relação à junta desejada.
Defina apresentação do material.Registre como o chip, o material de ligação e o substrato entram na máquina.
Identificar módulos de processo.Confirme os requisitos de dispensação, estampagem, manuseio de pré-formas, aquecimento, atmosfera, lavagem, força e resfriamento.
Defina o requisito de colocação.Defina precisão, theta, altura da ligação, inclinação da matriz e inspeção pós-ligação.
Analisar a automação da produção.Estabelecer os requisitos de produção, troca de ferramentas, rastreabilidade e manuseio.
Verifique o modelo exato da máquina.Compare a configuração instalada, o software, as ferramentas e os acessórios com o plano do processo.
Apresentar material representativo.Verificar a sequência completa de materiais e colagem sob as condições de teste acordadas.
Qualificar a junta final.Confirme os resultados térmicos, elétricos, mecânicos e de confiabilidade por meio do processo de produção aplicável.
Essa sequência é a decisão central na seleção de máquinas. O método de colagem determina quais funções do equipamento são necessárias, enquanto o produto exato determina se essas funções são suficientes.
Quando uma máquina de colagem de chips multiprocesso faz sentido
Uma máquina de colagem de chips flexível pode ser valiosa quando a fábrica produz uma grande variedade de produtos, realiza desenvolvimento de processos ou precisa de várias rotas de colagem em uma única plataforma.
A capacidade de multiprocessamento é mais útil quando:
Cabeçotes e ferramentas instalados abrangem a gama de matrizes necessária.
A máquina pode alternar entre os formatos de entrada de material necessários.
Estão disponíveis módulos de dispensação, estampagem, aquecimento e atmosfera controlada.
O software e as receitas permitem a transição controlada do processo.
O resultado esperado permanece viável após as mudanças de formato.
A calibração e a manutenção podem ser gerenciadas em todos os diferentes processos.
Uma máquina dedicada de alto volume pode ser mais adequada quando uma família de produtos domina a produção e requer manuseio especializado de estruturas de ligação, controle de solda macia ou preparação de sinterização de alta força.
Perguntas frequentes sobre a seleção de máquinas de colagem de chips
Uma única máquina de colagem de chips pode executar processos com epóxi e eutéticos?
Algumas plataformas flexíveis podem suportar ambos os processos, mas apenas quando o dispensador, o sistema de aquecimento, o controle de atmosfera, as ferramentas e o software necessários estiverem instalados. O nome do modelo por si só não confirma a capacidade de realizar múltiplos processos.
A sinterização da prata é realizada inteiramente dentro de uma máquina de colagem de chips?
Nem sempre. A máquina de colagem de chips pode aplicar o material, posicionar o chip e realizar a fixação, enquanto a sinterização final ocorre em um processo separado, com ou sem pressão. Toda a linha de produção deve ser analisada.
A ligação eutética é o mesmo que a soldagem branda para fixação de chips?
Não. Ambos utilizam materiais de ligação metálica e calor, mas o comportamento da liga, a composição do material, a atmosfera, as ferramentas e os equipamentos de produção podem diferir. O processo necessário deve ser definido pela embalagem e pelo sistema de materiais.
Uma maior precisão de posicionamento significa uma máquina de colagem de chips melhor?
Não isoladamente. A precisão deve ser considerada juntamente com o manuseio da matriz, o controle da linha de colagem, a aplicação do material, a força, o aquecimento, a automação e as condições reais de medição.
Que informações devem ser preparadas antes de solicitar uma recomendação de empresa de colagem de chips?
Prepare as dimensões e espessura do chip, formato de entrada, substrato, material de ligação, requisitos de posicionamento, força de ligação, temperatura, atmosfera, meta de produção e funções de inspeção ou rastreabilidade necessárias.
Recomendação final
Uma máquina de colagem de chips deve ser selecionada pela junta que precisa criar, e não apenas por sua velocidade, precisão ou nome do modelo. Os processos com epóxi dependem muito da deposição e cura do material. Os processos de solda eutética e macia exigem condições controladas de ligação metálica. A sinterização de prata requer preparação precisa do material, fixação temporária e um processo de sinterização completo.
Análise disponívelmáquinas de colagem de chipsSomente após a definição do processo, do fluxo de materiais e dos módulos necessários. Para discutir um projeto, envie o chip, o substrato, o material de ligação, a meta de produção e o processo pretendido através doPágina de consulta de equipamentos All-SMT.
Recomendação de adesivo?
Prepare as dimensões e espessura do chip, formato de entrada, substrato, material de ligação, requisitos de posicionamento, força de ligação, temperatura, atmosfera, meta de produção e funções de inspeção ou rastreabilidade necessárias.
Recomendação final
Uma máquina de colagem de chips deve ser selecionada pela junta que precisa criar, e não apenas por sua velocidade, precisão ou nome do modelo. Os processos com epóxi dependem muito da deposição e cura do material. Os processos de solda eutética e macia exigem condições controladas de ligação metálica. A sinterização de prata requer preparação precisa do material, fixação temporária e um processo de sinterização completo.
Análise disponívelmáquinas de colagem de chipsSomente após a definição do processo, do fluxo de materiais e dos módulos necessários. Para discutir um projeto, envie o chip, o substrato, o material de ligação, a meta de produção e o processo pretendido através doPágina de consulta de equipamentos All-SMT.
