ASM SIPLACE CA2 — усовершенствованная машина для укладки упаковки.

Современные системы в корпусе (System-in-Package) и передовые продукты в области корпусирования часто требуют сборки нескольких совершенно разных типов компонентов на одной подложке. Пассивные компоненты и упакованные интегральные схемы могут поступать в ленточно-катушечных податчиках, в то время как кристаллы полупроводников без корпуса необходимо отбирать непосредственно с распиленной пластины, проверять, ориентировать и размещать с гораздо более строгим контролем процесса.

Вот.ASM SIPLACE CA2Разработанная для смешанной производственной среды, система CA2 позволяет разделить стандартную установку SMD-компонентов и прямую обработку кристалла на пластине на совершенно независимые этапы, объединяя оба потока материалов в рамках одной усовершенствованной платформы для установки. Она может обрабатывать SMD-компоненты, поступающие от питателя, выполнять прикрепление кристалла с пластины и осуществлять установку методом флип-чип для компактных, высокоинтегрированных электронных сборок.

Это делает SIPLACE CA2 особенно актуальным для производителей, проводящих оценку.Оборудование для монтажа полупроводниковых кристалловдля SiP-модулей, силовой электроники, встроенных компонентов, упаковки на уровне пластин и других применений, где одних только возможностей традиционного поверхностного монтажа недостаточно.

К какому типу оборудования относится ASM SIPLACE CA2?

SIPLACE CA2 лучше всего описать как высокоскоростную гибридную платформу для размещения полупроводниковых компонентов и компонентов для поверхностного монтажа. Она не ограничивается одним источником материалов или одним традиционным процессом упаковки.

В зависимости от установленной конфигурации оборудования, система CA2 может координировать выполнение нескольких производственных задач:

• Выбирайте стандартные SMD-компоненты из устройств подачи ленты и катушки.

• Снимайте заведомо исправные кристаллы непосредственно с распиленной пластины.

• Разместите заготовки без плашек в положении для крепления плашек.

• Поверните и установите кристаллы для сборки методом флип-чип.

• Компоненты для технологических процессов поставляются в лотках или специальных носителях.

• Перед нанесением покрытия нанесите флюс или другой материал для погружения.

• Проверяйте штампы и компоненты в процессе установки.

• Зафиксируйте соотношение между исходным положением пластины и конечным положением подложки.

В результате получилась производственная платформа, которая позволяет объединить процессы, традиционно связанные с установкой компонентов на поверхностный монтаж (SMT) и установкой для монтажа полупроводниковых кристаллов.

Почему современным упаковочным линиям необходима гибридная платформа для размещения упаковочных материалов?

Традиционная линия поверхностного монтажа (SMT) высокоэффективна, когда большинство материалов подается по стандартизированным питателям. Современные технологии упаковки создают иную проблему, поскольку конечный продукт может объединять пассивные компоненты, упакованные полупроводники, датчики, силовые кристаллы и неупакованные интегральные схемы на одной подложке.

При обработке этих материалов на отдельном оборудовании производство может потребовать дополнительных перемещений, промежуточного хранения, отдельных сред программирования и более сложной системы отслеживания. Кроме того, перед использованием кристаллов в традиционном процессе поверхностного монтажа может потребоваться их переработка в ленточную упаковку.

Система SIPLACE CA2 решает эту проблему в процессе производства, внедряя прямую обработку пластин в платформу, ориентированную на поверхностный монтаж. Кристаллы могут быть извлечены из пластины и введены в последовательность установки вместе с компонентами, подаваемыми через питатель, что сокращает количество разрозненных этапов процесса.

Сравнение CA2 с традиционным методом разделения производственных процессов.

Наиболее подходящий производственный маршрут по-прежнему зависит от объема производства, диапазона кристаллов, технологического процесса, конструкции подложки и существующей заводской инфраструктуры. CA2 особенно ценен в случаях, когда компоненты для поверхностного монтажа и кристаллы, поставляемые с пластин, должны обрабатываться многократно в рамках одного и того же семейства продуктов.

Основные технические характеристики ASM SIPLACE CA2

Указанные максимальные значения описывают возможности платформы. Фактический объем производства зависит от установленной головки, размеров кристалла, состояния пластины, конструкции подложки, технологических параметров, требований к контролю качества и состава компонентов.

Прямая обработка кремниевых пластин и материальный поток

Одной из важнейших возможностей CA2 является способность обрабатывать кристаллы непосредственно с распиленной пластины. В традиционном рабочем процессе с использованием подающего устройства, кристаллы без покрытия, возможно, сначала потребуется перенести на ленту или другой стандартизированный носитель перед установкой.

Прямая обработка кремниевых пластин может исключить или сократить промежуточный этап преобразования. Это может обеспечить ряд производственных преимуществ:

• Сокращение количества операций по подготовке ленты и перемещению материалов.

• Снижены требования к хранению переработанных материалов для штампов.

• Меньше отходов ленты и подложек, связанных с переупаковкой штампов.

• Сокращение объемов работ по пополнению запасов и сращиванию материалов для кристаллов.

• Улучшена взаимосвязь между данными карты пластины и окончательными записями о размещении.

• Более гибкое использование нескольких кристаллов в сложных SiP-изделиях.

Система CA2 использует функции обработки пластин и буферизации кристаллов для разделения трудоемкого процесса подготовки кристаллов от процесса установки. Этот параллельный процесс помогает поддерживать производительность, пока кристаллы готовятся к захвату и установке.

Монтаж кристалла и производство микросхем с перевернутым кристаллом (flip-chip).

Размещение штампа

В процессе установки кристалла полупроводниковый кристалл извлекается из пластины и размещается в требуемой ориентации на подложке. В зависимости от продукта и оборудования, процесс может включать погружение материала, проверку кристалла и контролируемое размещение с малым усилием.

Размещение микросхем методом «перевернутого чипа»

Для сборки методом «перевернутого чипа» необходимо правильно ориентировать кристалл так, чтобы его активная сторона и структура межсоединений были обращены к подложке. Точность размещения, состояние кристалла, перенос флюса и отображение подложки становятся особенно важными, когда размеры контактных площадок и расстояние между компонентами малы.

Смешанный поверхностный монтаж и размещение кристалла.

CA2 может комбинировать поставляемые с пластин кристаллы с обычными компонентами, выбранными из совместимых источников.Питатели ASM SMTЭто позволяет одному продукту включать резисторы, конденсаторы, упакованные микросхемы и несколько типов кристаллов без корпуса, не рассматривая каждую группу материалов как совершенно отдельный проект сборки.

Варианты позиционирования головки и точности

Станок может быть оснащен установочной головкой CP20 для высокоскоростной и высокоточной обработки компонентов. Головка CP20 предназначена для работы с мелкими и чувствительными компонентами и поддерживает бесконтактный захват и установку без приложения усилия.

К заявленным возможностям CP20 относятся:

• Диапазон компонентов начинается с метрической отметки 0201.

• Максимальные габариты компонента составляют приблизительно 8,2 × 8,2 мм.

• Высота компонента составляет приблизительно 4 мм.

• Производительность установки до 38 000 компонентов в час на каждую соответствующую конфигурацию головки.

• Точность измерения до ±10 мкм при 3 сигма.

Требуемый класс точности следует выбирать в соответствии с размерами кристалла, шагом межсоединений, размером шариков или контактов, допуском подложки и требованиями к выходу годной продукции. Не следует автоматически предполагать, что машина, сконфигурированная для стандартного размещения элементов с шагом 20 мкм, обеспечит и дополнительный класс точности 10 мкм.

Замена пластин и многокристальное производство

Сложные SiP-продукты могут содержать несколько различных кристаллов. Ручная замена материала пластин для каждого типа кристалла создала бы серьезное узкое место в производстве. Система обмена пластин CA2 разработана для поддержания работоспособности нескольких типов пластин и предоставления необходимого материала процессу установки по мере изменения производственной программы.

При соответствующей конфигурации система для обработки пластин может вмещать до 50 различных пластин. Эта возможность работы с несколькими кристаллами особенно полезна для продуктов, объединяющих процессоры, память, датчики, коммуникационные кристаллы и силовые компоненты в одном компактном корпусе.

При оценке доступного оборудования необходимо убедиться в следующем:

1. Установленная система замены пластин и количество поддерживаемых позиций для пластин.

2. Поддерживаемые диаметры пластин и характеристики рамок пластин.

3. Конфигурация устройства для выброса пластин, механизма переворачивания кристалла и буферного модуля.

4. Совместимость с требуемым форматом карты пластины.

5. Максимальные и минимальные размеры матрицы.

6. Поддерживаемая толщина кристалла и состояние кристалла.

7. Имеются данные об идентификации неисправных кристаллов и данные о заведомо исправных кристаллах.

Конфигурации подложки и конвейера

Модуль CA2 может быть сконфигурирован для различных типов подложек, а не ограничен одним традиционным форматом печатных плат.

Однополосный конвейер

Однополосная конфигурация позволяет использовать панели больших размеров, встроенные печатные платы и специализированные подложки. Для некоторых классов точности и конфигураций оборудования доступны форматы до 620 × 700 мм.

Двухполосный конвейер

Двухполосная транспортировка подходит для стандартных печатных плат и SiP-подложек, где параллельная обработка плат может повысить эффективность использования линии. Поддерживаемые размеры зависят от выбранного режима конвейера и требований к точности.

Технология "чип на пластине" и специализированные носители

Доступные опции могут также поддерживать процессы нанесения чипов на кремниевую пластину, лотки JEDEC, J-образные лотки, толстые платы и деформированные подложки. Необходимо проверить эти функции в соответствии с фактической конфигурацией установленного оборудования.

Контроль качества, погружение и управление технологическим процессом.

Одной лишь высокой скорости позиционирования недостаточно для современных технологий упаковки. Процесс также должен проверять состояние кристалла, качество захвата материала, ориентацию и правильность нанесения материала.

В зависимости от выбранных параметров, CA2 может поддерживать:

• Обнаружение наличия компонентов и определение их положения.

• Контроль на наличие трещин и сколов в кристалле.

• Обнаружение с помощью флюса или погруженного материала.

• Проверка паяльной пасты до или после нанесения.

• Картирование субстрата и коррекция положения при размещении.

• Обмен технологическими данными с заводскими системами.

• Замкнутый цикл производства обеспечивается при установке совместимого контрольно-измерительного оборудования.

Устройство линейного погружения может использоваться в тех случаях, когда для нанесения покрытия на кристалл требуется флюс или другая среда переноса. Выбранная пластина для погружения, свойства материала, высота переноса и параметры контроля должны соответствовать реальному процессу нанесения покрытия на кристалл и подложку.

Прослеживаемость на уровне отдельных кристаллов

Сборка полупроводниковых компонентов часто требует более подробной документации по материалам, чем традиционное отслеживание партий компонентов. Система CA2 позволяет отслеживать отдельный кристалл от его исходного положения на кремниевой пластине до конечного положения на собранной подложке.

Это может помочь производственным командам наладить контакт:

• Информация об идентификации пластин и их карте расположения.

• Исходное положение кубика в строке и столбце.

• Результаты отбора и проверки штампов.

• Окончательный серийный номер платы или подложки.

• Координаты размещения в готовом изделии.

• Данные о процессе и оборудовании, собранные в ходе сборки.

Окончательный объем отслеживаемости зависит от установленного программного обеспечения, заводских интерфейсов, базы данных клиентов и интеграции производственной системы.

Интеграция с усовершенствованной упаковочной линией

Установка SIPLACE CA2 может использоваться как центральная гибридная машина для установки микросхем или в сочетании с дополнительным высокоскоростным и высокоточным оборудованием. ASMPT определяет SIPLACE TX micron как дополнительную платформу для производства микросхем, где обе установки размещены в одной линии.

Конфигурация линии может включать в себя:

1. Загрузка и идентификация субстрата.

2. Нанесение паяльной пасты, клея или флюса.

3. Проверка напечатанного или выданного материала.

4. Высокоскоростная установка обычных SMD-компонентов.

5. Прямое крепление кристалла на пластине или размещение кристалла методом флип-чип на плате CA2.

6. Проверка после установки.

7. Процессы оплавления, отверждения или последующей упаковки.

8. Окончательная проверка, испытания и регистрация прослеживаемости.

Правильная конструкция линии зависит от последовательности технологических процессов, тактового времени, обработки подложек, требований к чистым помещениям, а также от того, выполняет ли установка CA2 все этапы укладки кристалла или только специализированные операции по обработке кристалла.

Типичные продукты и области применения

• Модули системы в корпусе:Сборки, объединяющие несколько кристаллов без корпусов, упакованные интегральные схемы и пассивные компоненты.

• Коммуникационные модули:Компактные электронные устройства для радиочастот, 5G, сетей и беспроводной связи.

• Автомобильная электроника:Датчики, модули управления и модули высокой степени интеграции, требующие детальной прослеживаемости.

• Силовые полупроводниковые изделия:Силовые кристаллы и вспомогательные SMD-компоненты, собранные на специализированных подложках.

• Упаковка на уровне пластины:Процессы, включающие размещение на кремниевых пластинах или подложках, полученных из кремниевых пластин.

• Упаковка на уровне панелей:Усовершенствованная упаковка на панелях большого формата.

• Встроенная электроника:Компоненты и кристаллы, размещаемые внутри или на встроенных печатных платах.

• Сенсорные и медицинские модули:Компактные сборки, содержащие чувствительные кристаллы без корпусов и управляющую электронику.

• Вычислительные модули и модули для интеллектуальных устройств:Изделия высокой плотности, требующие использования компонентов различных форматов.

В каких случаях SIPLACE CA2 является подходящим выбором?

Применение CA2 следует рассматривать в тех случаях, когда производственные требования включают в себя несколько из следующих условий:

• Данный продукт сочетает в себе SMD-компоненты, подаваемые через подающий механизм, и чистые кристаллы.

• Кристаллы необходимо извлекать непосредственно из одной или нескольких кремниевых пластин.

• Процессы установки кристалла и перевернутого чипа (flip chip) необходимы в рамках одного семейства продуктов.

• Для производства требуется несколько типов штампов с частой сменой материала.

• Точность позиционирования должна достигать технологических классов 20 мкм, 15 мкм или 10 мкм.

• Требуется прослеживаемость отдельных кристаллов.

• Производитель хочет сократить объем работ по заклейке штампов и промежуточной обработке материалов.

• Оборудование должно взаимодействовать как с системами поверхностного монтажа (SMT), так и с системами полупроводниковых заводов.

• Для обработки требуются большие панели, подложки из SiP или специализированные носители.

В тех случаях, когда требуются специальные параметры склеивания, нагрева, отверждения, дозирования или размеры кристаллов, выходящие за рамки доступной конфигурации CA2, более подходящим может быть специализированный аппарат для склеивания кристаллов. Поэтому перед выбором оборудования следует провести анализ технологического процесса.

Доступное оборудование ASM SIPLACE CA2

Бывшие в употреблении или подержанные станки SIPLACE CA2 могут значительно отличаться, даже если внешнее обозначение модели одинаково. Возможности конкретного устройства зависят от установленной системы подачи пластин, установочной головки, конвейера, класса точности, опций контроля и программного обеспечения.

Перед предоставлением коммерческого предложения необходимо подтвердить следующую информацию об оборудовании:

Поддержка по оборудованию, подающим устройствам и запасным частям.

Оборудование может быть подобрано в соответствии с требуемым размером подложки, форматом пластины, диапазоном компонентов, уровнем точности и областью применения технологического процесса. В зависимости от наличия, поддержка может включать в себя:

• Комплектные станки ASM SIPLACE CA2.

• Совместимые установочные головки и компоненты головок.

• Детали для замены и обработки пластин.

• Питатели ASM SIPLACE и запасные части к ним.

• Стандартные и специализированные форсунки.

• Камеры, датчики и компоненты для контроля качества.

• Двигатели, приводы, платы управления и кабели.

• Компоненты конвейера и системы перемещения подложек.

• Монтаж, упаковка и поддержка при международной доставке.

Информация, необходимая для подбора оборудования.

Для более точной рекомендации по выбору оборудования предоставьте следующую информацию:

1. Описание продукта и процесса.

2. Требуется процесс установки кристалла: прикрепление кристалла, перевернутый кристалл или комбинированный процесс.

3. Размеры кристалла, толщина и диаметр пластины.

4. Количество различных типов штампов для каждого изделия.

5. Самый маленький и самый большой SMD-корпус.

6. Размеры, толщина и материал подложки.

7. Требуемая точность размещения.

8. Ожидаемый объем производства в час или в год.

9. Требуемая вместимость питателя, лотка и пластины.

10. Требования к интерфейсу завода и отслеживаемости.

11. Предпочтительное состояние оборудования и страна назначения.

Часто задаваемые вопросы об ASM SIPLACE CA2

Какую производственную проблему решает SIPLACE CA2?

Он предназначен для производства изделий, требующих как традиционных компонентов для поверхностного монтажа, так и готовых полупроводниковых кристаллов. CA2 объединяет размещение компонентов на основе подающих устройств и прямую обработку кристаллов на пластине в единую скоординированную платформу оборудования.

Может ли CA2 заменить все традиционные устройства для монтажа кристаллов?

Ни одна машина не подходит для всех полупроводниковых процессов. CA2 оптимизирована для высокоскоростной гибридной установки кристаллов, их крепления и флип-чипа. Процессы, требующие специального нагрева, силы сцепления, отверждения или нестандартных форматов кристаллов, должны оцениваться отдельно.

Требуется ли для работы станка поставка штампов в ленте?

Нет. Одна из его основных возможностей — захват кристаллов непосредственно с распиленной пластины. Он также может обрабатывать стандартные SMD-компоненты, поставляемые через совместимые ленточные податчики.

Можно ли использовать несколько разных типов кремниевых пластин в одной производственной установке?

Да. При наличии соответствующей системы замены пластин, машина может вмещать до 50 различных пластин, что делает ее подходящей для многокристальных изделий.

В чём разница между установкой кристалла методом «flip-chip» и установкой кристалла методом «flip-chip» на плате CA2?

При установке кристалла его поверхность располагается в требуемом положении лицевой стороной вверх, а при обработке методом флип-чип кристалл поворачивается и устанавливается так, чтобы его сторона с межсоединениями была обращена к подложке. Точная последовательность зависит от установленных модулей и технологического процесса.

Может ли CA2 работать в одной линии с SIPLACE TX micron?

Да. Обе платформы могут дополнять друг друга в передовых технологиях упаковки и линиях SiP, при этом TX micron поддерживает высокоскоростную и высокоточную установку компонентов, а CA2 обрабатывает процессы прямой установки на пластины и гибридные процессы установки.

Подходит ли система CA2 для производства в чистых помещениях?

Платформа доступна в конфигурациях, совместимых с чистыми помещениями и соответствующих полупроводниковым стандартам. Сертификацию и состояние конкретного бывшего в употреблении оборудования следует подтвердить перед покупкой.

Как следует оценивать бывший в употреблении SIPLACE CA2?

Ознакомьтесь с идентификацией оборудования, установочными головками, классом точности, модулями пластин, конвейером, программным обеспечением, функциями контроля, условиями эксплуатации и входящими в комплект принадлежностями. Название модели само по себе не определяет полные возможности процесса.

Входят ли в комплект подающие устройства и аксессуары для вафель?

Комплект поставки варьируется в зависимости от оборудования и коммерческого предложения. В окончательном предложении по оборудованию следует отдельно указать питатели, сопла, рамки для пластин, приспособления для обработки и запасные части.

Какую информацию следует приложить к запросу?

Укажите технические характеристики кристалла и пластины, диапазон компонентов, размеры подложки, требуемый технологический процесс, целевую точность, объем производства, предпочтительное состояние оборудования и место доставки.

Свяжитесь с нами, указав формат вашей пластины, диапазон размеров кристалла, размер подложки и требуемый процесс сборки, чтобы проверить доступные конфигурации ASM SIPLACE CA2 и варианты поставки.