Pokročilý baliaci stroj ASM SIPLACE CA2

Moderné produkty typu „systém v balení“ a pokročilé produkty v balení často vyžadujú zostavenie niekoľkých veľmi odlišných typov súčiastok na rovnakom substráte. Pasívne súčiastky a balené integrované obvody môžu byť dodávané v páskových podávačoch a cievkach, zatiaľ čo holé polovodičové čipy sa musia vyberať priamo z rezaného plátku, kontrolovať, orientovať a umiestňovať s oveľa prísnejšou kontrolou procesu.

NaASM SIPLACE CA2bol vyvinutý pre toto zmiešané výrobné prostredie. Namiesto oddelenia štandardného SMT osádzania a priameho spracovania čipov na doštičkách do úplne nezávislých etáp zariadenia, CA2 kombinuje oba toky materiálu v rámci jednej pokročilej osádzacej platformy. Dokáže spracovávať SMD dodávané z podávača, vykonávať pripájanie čipov z doštičky a zvládať osádzanie čipov metódou flip-chip pre kompaktné, vysoko integrované elektronické zostavy.

Vďaka tomu je SIPLACE CA2 obzvlášť dôležitý pre výrobcov, ktorí hodnotiazariadenie na spájanie polovodičových čipovpre SiP moduly, výkonovú elektroniku, vstavané komponenty, balenie na úrovni doštičiek a ďalšie aplikácie, kde samotná konvenčná SMT schopnosť nestačí.

Aký typ stroja je ASM SIPLACE CA2?

SIPLACE CA2 sa dá najlepšie opísať ako vysokorýchlostná hybridná platforma na osádzanie polovodičov a SMT. Nie je obmedzená na jeden zdroj materiálu ani na jeden tradičný proces balenia.

V závislosti od konfigurácie nainštalovaného stroja dokáže CA2 koordinovať niekoľko výrobných úloh:

• Vyberte si štandardné SMD súčiastky z páskových a cievkových podávačov.

• Odstráňte známe funkčné čipy priamo z narezaného plátku.

• Holé matrice umiestnite do polohy na pripevnenie matrice.

• Otočte a umiestnite matrice pre montáž s preklopeným čipom.

• Komponenty procesu dodávané prostredníctvom zásobníkov alebo špecializovaných nosičov.

• Pred umiestnením naneste tavidlo alebo iné namáčacie médium.

• Počas procesu umiestňovania skontrolujte matrice a komponenty.

• Zaznamenajte vzťah medzi pôvodnou polohou doštičky a konečnou polohou substrátu.

Výsledkom je výrobná platforma, ktorá dokáže prepojiť procesy tradične spojené so strojom na SMT osádzanie a zariadením na spájanie polovodičových čipov.

Prečo moderné baliace linky potrebujú hybridnú platformu na umiestňovanie

Konvenčná SMT linka je vysoko efektívna, keď sa väčšina materiálov dodáva v štandardizovaných podávačoch. Pokročilé balenie predstavuje inú výzvu, pretože konečný produkt môže kombinovať pasívne prvky, balené polovodiče, senzory, výkonové čipy a nebalené integrované obvody na jednom substráte.

Keď sa tieto materiály spracovávajú na samostatných zariadeniach, výroba môže vyžadovať dodatočné prepravy, medziskladovanie, samostatné programovacie prostredia a zložitejšiu sledovateľnosť. Holé čipy môžu byť tiež potrebné previesť na páskové balenie predtým, ako môžu vstúpiť do konvenčného procesu SMT osádzania.

SIPLACE CA2 rieši túto medzeru vo výrobe tým, že prináša priamu manipuláciu s doštičkami do platformy orientovanej na SMT. Čipy je možné vybrať z doštičky a zaviesť do postupnosti osádzania spolu s komponentmi dodávanými z podávača, čím sa znižuje počet odpojených procesných fáz.

CA2 v porovnaní s konvenčnou rozdelenou výrobnou cestou

Najvhodnejšia výrobná cesta stále závisí od objemu produktu, sortimentu čipov, chémie procesu, dizajnu substrátu a existujúcej infraštruktúry továrne. CA2 je obzvlášť cenná, keď sa musia v rámci tej istej produktovej rady opakovane spracovávať SMT komponenty aj čipy dodávané na doštičkách.

Hlavné špecifikácie ASM SIPLACE CA2

Publikované maximálne hodnoty opisujú možnosti platformy. Skutočný výrobný výkon závisí od nainštalovanej hlavy, rozmerov čipu, stavu doštičky, dizajnu substrátu, možností procesu, požiadaviek na kontrolu a zloženia komponentov.

Priame spracovanie doštičiek a tok materiálu

Jednou z najdôležitejších schopností CA2 je jej schopnosť spracovávať čipy priamo z rezaného waferu. V tradičnom pracovnom postupe založenom na podávači môže byť potrebné holé čipy pred umiestnením najprv preniesť na pásku alebo iný štandardizovaný nosič.

Priame spracovanie doštičiek môže odstrániť alebo znížiť tento medzikrok konverzie. To môže priniesť niekoľko prevádzkových výhod:

• Menej prípravných a manipulačných operácií súvisiacich s páskou.

• Znížené požiadavky na skladovanie premenených materiálov pre matrice.

• Menej odpadu z pásky a nosiča spojeného s prebaľovaním matríc.

• Menej dopĺňania a spájania materiálov pre matrice.

• Lepšie prepojenie medzi údajmi z mapy doštičiek a záznamami o konečnom umiestnení.

• Flexibilnejšie použitie viacerých matríc v rámci komplexných SiP produktov.

CA2 využíva funkcie manipulácie s doštičkami a vyrovnávacej pamäte čipov na oddelenie časovo náročnej prípravy čipov od postupu umiestňovania. Tento paralelný proces pomáha udržiavať výrobný výkon počas prípravy čipov na vyzdvihnutie a umiestnenie.

Pripevňovanie matrice a výroba metódou Flip-Chip

Umiestnenie matrice

Pri procese pripájania čipu sa polovodičový čip vyberie z doštičky a umiestni sa v požadovanej orientácii na substrát. V závislosti od produktu a možností stroja môže proces zahŕňať ponorenie materiálu, kontrolu čipu a kontrolované umiestnenie s nízkou silou.

Umiestnenie Flip-Chip

Montáž metódou flip-chip vyžaduje, aby bol čip správne orientovaný tak, aby jeho aktívna strana a prepojovacia štruktúra smerovali k substrátu. Presnosť umiestnenia, stav čipu, prenos toku a mapovanie substrátu sú obzvlášť dôležité, keď sú rozmery hrbolčekov a rozostupy súčiastok malé.

Zmiešané SMT a umiestnenie matrice

CA2 dokáže kombinovať čipy dodávané z doštičiek s konvenčnými komponentmi vybranými z kompatibilnýchPodávače ASM SMTTo umožňuje, aby jeden produkt obsahoval rezistory, kondenzátory, zabalené integrované obvody a niekoľko typov holých čipov bez toho, aby sa každá skupina materiálov považovala za úplne samostatný montážny projekt.

Možnosti umiestnenia hlavy a presnosti

Stroj môže byť vybavený umiestňovacou hlavou CP20 pre vysokorýchlostnú a presnú manipuláciu s komponentmi. CP20 je určená pre malé a citlivé komponenty a podporuje bezdotykové uchopenie a umiestňovanie s nulovou silou.

Medzi publikované funkcie CP20 patria:

• Rozsah komponentov začínajúci na metrike 0201.

• Maximálne rozmery súčiastok až do približne 8,2 × 8,2 mm.

• Výška súčiastky do približne 4 mm.

• Výkon umiestňovania až 38 000 komponentov za hodinu na príslušnú konfiguráciu hlavy.

• Presnosť merania až do ±10 µm pri 3 sigma.

Požadovaná trieda presnosti by sa mala zvoliť podľa rozmerov matrice, rozstupu prepojení, veľkosti guľôčky alebo hrbolčeka, tolerancie substrátu a požiadaviek na výťažnosť produktu. Stroj konfigurovaný na štandardné umiestnenie 20 µm by sa nemal automaticky predpokladať, že poskytuje voliteľnú triedu procesu 10 µm.

Výmena doštičiek a výroba viacerých čipov

Komplexné SiP produkty môžu obsahovať niekoľko rôznych čipov. Manuálna zmena materiálov doštičiek pre každý typ čipu by vytvorila značné úzke hrdlo výroby. Systém výmeny doštičiek CA2 je navrhnutý tak, aby udržiaval viacero typov doštičiek a poskytoval potrebný materiál pre proces umiestňovania pri zmene výrobného programu.

S príslušnou konfiguráciou dokáže systém doštičiek pojať až 50 rôznych doštičiek. Táto viacnásobná čipová schopnosť je obzvlášť užitočná pre produkty, ktoré kombinujú procesory, pamäť, senzory, komunikačné čipy a napájacie komponenty v jednom kompaktnom balení.

Pri hodnotení dostupného stroja potvrďte:

1. Nainštalovaný systém výmeny doštičiek a počet podporovaných pozícií doštičiek.

2. Podporované priemery doštičiek a špecifikácie rámu doštičiek.

3. Konfigurácia vyhadzovača doštičiek, preklápania čipu a vyrovnávacieho modulu.

4. Kompatibilita s požadovaným formátom mapy doštičiek.

5. Maximálne a minimálne rozmery matrice.

6. Podporovaná hrúbka a stav matrice.

7. Dostupné údaje o rozpoznávaní zlých a známych dobrých matríc.

Konfigurácie substrátu a dopravníka

CA2 je možné konfigurovať pre rôzne toky substrátov, namiesto toho, aby bol obmedzený na jeden konvenčný formát dosky plošných spojov.

Jednopruhový dopravník

Jednopruhová konfigurácia dokáže podporovať veľké panely, zabudované dosky plošných spojov a špecializované substráty. Publikované formáty dosahujú až 620 × 700 mm pre vybrané triedy presnosti a usporiadania strojov.

Dvojpruhový dopravník

Dvojpruhová doprava je vhodná pre štandardné dosky plošných spojov a SiP substráty, kde paralelná manipulácia s doskami môže zlepšiť využitie linky. Podporované rozmery sa líšia v závislosti od zvoleného režimu dopravníka a požiadaviek na presnosť.

Čipy na doštičke a špecializované nosiče

Dostupné možnosti môžu tiež podporovať procesy čip na doštičke, zásobníky JEDEC, J-lodičky, hrubé dosky a deformované substráty. Tieto funkcie je potrebné skontrolovať oproti skutočne nainštalovanej konfigurácii stroja.

Kontrola, ponáranie a riadenie procesu

Vysoká rýchlosť umiestňovania sama o sebe nestačí na pokročilé balenie. Proces musí tiež overiť stav matrice, kvalitu uchytenia, orientáciu a aplikáciu materiálu.

V závislosti od vybraných možností môže CA2 podporovať:

• Detekcia prítomnosti súčiastok a ich snímania.

• Kontrola trhlín a odštiepení v razniciach.

• Detekcia tavidla alebo ponorného materiálu.

• Kontrola spájkovacej pasty pred alebo po umiestnení.

• Mapovanie substrátu a korekcia umiestnenia a polohy.

• Výmena procesných dát s továrenskými systémami.

• Funkcie výroby v uzavretej slučke, keď je nainštalované kompatibilné kontrolné zariadenie.

Lineárna ponorná jednotka sa môže použiť tam, kde raznice vyžadujú pred umiestnením tavidlo alebo iné prenosové médium. Zvolená ponorná doska, vlastnosti materiálu, výška prenosu a nastavenia kontroly by mali byť kvalifikované pre skutočný proces s raznicou a substrátom.

Sledovateľnosť na úrovni jednotlivých matríc

Montáž polovodičov často vyžaduje podrobnejšie záznamy o materiáli ako konvenčné sledovanie šarže súčiastok. CA2 podporuje sledovanie jednotlivých čipov z ich pôvodnej polohy na doštičke do ich konečnej polohy na zostavenom substráte.

Toto môže pomôcť produkčným tímom prepojiť sa:

• Identifikácia doštičky a informácie o mape doštičky.

• Pôvodná pozícia kocky v riadku a stĺpci.

• Výsledky vyzdvihnutia a kontroly matrice.

• Konečné sériové číslo dosky alebo substrátu.

• Súradnice umiestnenia v hotovom produkte.

• Údaje o procesoch a zariadeniach zozbierané počas montáže.

Konečný rozsah sledovateľnosti závisí od nainštalovaného softvéru, rozhraní výrobcu, zákazníckej databázy a integrácie výrobného systému.

Integrácia s pokročilou baliacou linkou

SIPLACE CA2 sa môže používať ako centrálny hybridný osádzací stroj alebo v kombinácii s ďalším vysokorýchlostným a vysoko presným zariadením. ASMPT identifikuje SIPLACE TX micron ako doplnkovú platformu pre výrobu SiP, kde sú oba stroje usporiadané v rámci tej istej linky.

Konfigurácia linky môže zahŕňať:

1. Zaťaženie a identifikácia substrátu.

2. Aplikácia spájkovacej pasty, lepidla alebo tavidla.

3. Kontrola vytlačeného alebo vydaného materiálu.

4. Vysokorýchlostné osádzanie konvenčných SMD súčiastok.

5. Priame pripojenie čipu wafer alebo umiestnenie flip-chipu na CA2.

6. Kontrola po umiestnení.

7. Procesy preformovania, vytvrdzovania alebo následného balenia.

8. Záverečná kontrola, test a záznam o sledovateľnosti.

Správny návrh linky závisí od postupnosti procesu, času manipulácie, manipulácie so substrátom, požiadaviek na čistú miestnosť a od toho, či CA2 vykonáva všetky kroky umiestňovania alebo iba špecializované operácie spracovania nástrojov.

Typické produkty a aplikácie

• Moduly systém-v-balení:Zostavy kombinujúce niekoľko holých čipov, zabalených integrovaných obvodov a pasívnych súčiastok.

• Komunikačné moduly:Kompaktné elektronické balíky pre RF, 5G, siete a bezdrôtové pripojenie.

• Automobilová elektronika:Senzorické, riadiace a vysoko integračné moduly vyžadujúce podrobnú sledovateľnosť.

• Výkonové polovodičové produkty:Výkonové čipy a podporné SMD súčiastky montované na špecializovaných substrátoch.

• Balenie na úrovni oblátok:Procesy zahŕňajúce umiestňovanie na doštičky alebo substráty odvodené z doštičiek.

• Balenie na úrovni panelov:Pokročilé balenie na paneloch väčšieho formátu.

• Vstavaná elektronika:Súčiastky a čipy umiestnené do alebo na zabudovaných konštrukciách dosiek plošných spojov.

• Senzorické a lekárske moduly:Kompaktné zostavy obsahujúce citlivé holé čipy a riadiacu elektroniku.

• Výpočtové a inteligentné moduly:Produkty s vysokou hustotou vyžadujúce viacero formátov komponentov.

Kedy je SIPLACE CA2 vhodnou voľbou?

CA2 by sa mala zvážiť, keď požiadavka na výrobu zahŕňa niekoľko z nasledujúcich podmienok:

• Produkt kombinuje SMD súčiastky napájané z napájača a holé čipy.

• Čiplice sa musia vyberať priamo z jednej alebo viacerých doštičiek.

• V rámci tej istej produktovej rady sú potrebné procesy pripájania matrice a prevracania čipov.

• Výroba vyžaduje viacero typov matríc s častou výmenou materiálu.

• Presnosť umiestnenia musí dosiahnuť procesné triedy 20 µm, 15 µm alebo 10 µm.

• Vyžaduje sa sledovateľnosť jednotlivých razníc.

• Výrobca chce znížiť množstvo páskovania matrice a manipulácie s medziľahlým materiálom.

• Zariadenie musí komunikovať so systémami SMT aj s výrobou polovodičov.

• Veľké panely, SiP substráty alebo špecializované nosiče musia byť spracované.

Špecializovaný spojovací stroj na matrice môže byť stále vhodnejší, ak aplikácia vyžaduje špeciálnu spojovaciu silu, ohrev, vytvrdzovanie, dávkovanie alebo veľkosti matríc mimo dostupnej konfigurácie CA2. Pred výberom stroja by sa preto malo vykonať preskúmanie procesu.

Dostupné zariadenia ASM SIPLACE CA2

Použité alebo ojazdené stroje SIPLACE CA2 sa môžu výrazne líšiť, aj keď je vonkajšie označenie modelu rovnaké. Nainštalovaný systém na výrobu doštičiek, umiestňovacia hlava, dopravník, trieda presnosti, možnosti kontroly a softvér určujú, čo dokáže jednotlivá jednotka spracovať.

Pred cenovou ponukou je potrebné potvrdiť nasledujúce informácie o zariadení:

Podpora strojov, podávačov a náhradných dielov

Dodávku zariadenia je možné prispôsobiť požadovanej veľkosti substrátu, formátu doštičky, sortimentu súčiastok, úrovni presnosti a aplikačnému procesu. V závislosti od dostupnosti môže podpora zahŕňať:

• Kompletné stroje ASM SIPLACE CA2.

• Kompatibilné umiestňovacie hlavy a komponenty hláv.

• Časti na výmenu a manipuláciu s doštičkami.

• Podávače ASM SIPLACE a náhradné diely pre podávače.

• Štandardné a aplikačne špecifické trysky.

• Kamery, senzory a inšpekčné komponenty.

• Motory, pohony, riadiace dosky a káble.

• Dopravník a komponenty na manipuláciu so substrátom.

• Inštalácia, balenie a podpora medzinárodnej prepravy.

Informácie potrebné na porovnávanie zariadení

Pre presnejšie odporúčanie stroja uveďte:

1. Popis produktu a procesu.

2. Vyžaduje sa proces pripájania matrice, prevrátenia čipu alebo zmiešaného umiestnenia.

3. Rozmery čipu, hrúbka a priemer doštičky.

4. Počet rôznych typov matríc na produkt.

5. Najmenšie a najväčšie SMD puzdro.

6. Rozmery, hrúbka a materiál substrátu.

7. Požadovaná presnosť umiestnenia.

8. Očakávaný hodinový alebo ročný objem produkcie.

9. Požadovaná kapacita podávača, zásobníka a doštičiek.

10. Požiadavky na rozhranie a sledovateľnosť výroby.

11. Preferovaný stav zariadenia a cieľová krajina.

Často kladené otázky o ASM SIPLACE CA2

Aký výrobný problém rieši SIPLACE CA2?

Rieši produkty, ktoré vyžadujú konvenčné SMT súčiastky aj holé polovodičové čipy. CA2 spája umiestňovanie súčiastok na báze podávača a priame spracovanie čipov na doštičkách do koordinovanej strojovej platformy.

Dokáže CA2 nahradiť každý konvenčný stroj na lepenie matríc?

Žiadny stroj nie je vhodný pre každý polovodičový proces. CA2 je optimalizovaný pre vysokorýchlostné hybridné osádzanie, pripájanie čipov a aplikácie typu flip-chip. Procesy vyžadujúce špeciálny ohrev, spojovaciu silu, vytvrdzovanie alebo nezvyčajné formáty čipov sa musia posudzovať samostatne.

Vyžaduje stroj dodávanie matríc v páske?

Nie. Jednou z jeho hlavných schopností je priame odoberanie čipov z narezaného doštičky. Dokáže tiež spracovať štandardné SMD súčiastky dodávané prostredníctvom kompatibilných páskových a cievkových podávačov.

Môže sa v jednom výrobnom nastavení použiť niekoľko rôznych doštičiek?

Áno. Vďaka príslušnému systému výmeny doštičiek dokáže stroj spracovať až 50 rôznych doštičiek, vďaka čomu je vhodný pre viacčipové produkty.

Aký je rozdiel medzi pripevnením čipu a umiestnením flip-chipu na CA2?

Pripevnenie čipu umiestni čip do požadovanej orientácie lícom nahor, zatiaľ čo spracovanie s otočením čipu ho otočí a umiestni stranou s prepojením smerom k substrátu. Presná postupnosť závisí od nainštalovaných modulov a výrobného procesu.

Môže CA2 fungovať v rovnakej linke ako SIPLACE TX micron?

Áno. Tieto dve platformy sa môžu navzájom dopĺňať v oblasti pokročilých baliacich a SiP linkách, pričom TX micron podporuje vysokorýchlostné a presné osádzanie a CA2 spracováva procesy priameho osádzania doštičiek a hybridné procesy.

Podporuje CA2 výrobu v čistých priestoroch?

Platforma je k dispozícii s konfiguráciami kompatibilnými s čistými priestormi a s konfiguráciami pre polovodičové štandardy. Pred zakúpením je potrebné overiť certifikáciu a stav jednotlivého použitého stroja.

Ako by sa mal hodnotiť použitý SIPLACE CA2?

Skontrolujte identifikáciu stroja, umiestňovacie hlavy, triedu presnosti, moduly doštičiek, dopravník, softvér, kontrolné funkcie, prevádzkové podmienky a dodávané príslušenstvo. Samotný názov modelu nedefinuje kompletné možnosti procesu.

Sú súčasťou balenia podávače a príslušenstvo pre oblátky?

Rozsah dodávky sa líši v závislosti od stroja a cenovej ponuky. Podávače, trysky, rámy na doštičky, manipulačné príslušenstvo a náhradné diely by mali byť uvedené jednotlivo v konečnej ponuke zariadenia.

Aké informácie by mali byť zaslané s dopytom?

Uveďte špecifikácie čipov a doštičiek, sortiment súčiastok, rozmery substrátu, požadovaný proces, cieľovú presnosť, výrobný výkon, preferovaný stav stroja a miesto dodania.

Kontaktujte nás s formátom vášho waferu, radom čipov, veľkosťou substrátu a požadovaným procesom montáže, aby ste si overili dostupné konfigurácie ASM SIPLACE CA2 a možnosti dodávky.