Máquina de colocación de embalaje avanzada ASM SIPLACE CA2

Los sistemas en paquete modernos y los productos de empaquetado avanzado suelen requerir que se ensamblen varios tipos de componentes muy diferentes en el mismo sustrato. Los componentes pasivos y los circuitos integrados empaquetados pueden llegar en alimentadores de cinta y carrete, mientras que los chips semiconductores desnudos deben extraerse directamente de una oblea cortada, inspeccionarse, orientarse y colocarse con un control de proceso mucho más estricto.

ElASM SIPLACE CA2Se desarrolló para este entorno de producción mixto. En lugar de separar la colocación SMT estándar y el procesamiento directo de chips en obleas en etapas de equipo completamente independientes, el CA2 combina ambos flujos de materiales en una plataforma de colocación avanzada. Puede procesar SMD alimentados por alimentador, realizar el montaje de chips desde la oblea y gestionar la colocación flip-chip para ensamblajes electrónicos compactos y altamente integrados.

Esto hace que el SIPLACE CA2 sea especialmente relevante para los fabricantes que evalúanEquipo de unión de chips semiconductoresPara módulos SiP, electrónica de potencia, componentes integrados, encapsulado a nivel de oblea y otras aplicaciones donde la capacidad SMT convencional por sí sola no es suficiente.

¿Qué tipo de máquina es la ASM SIPLACE CA2?

La SIPLACE CA2 se describe mejor como una plataforma de colocación híbrida de alta velocidad para el ensamblaje de semiconductores y SMT. No se limita a una sola fuente de material ni a un solo proceso de encapsulado tradicional.

Dependiendo de la configuración de la máquina instalada, el CA2 puede coordinar varias tareas de producción:

• Seleccione componentes SMD estándar de los alimentadores de cinta y carrete.

• Extraiga los chips en buen estado directamente de una oblea cortada.

• Coloque los troqueles sin componentes en la orientación de fijación del troquel.

• Gire y coloque los chips para el ensamblaje flip-chip.

• Los componentes del proceso se suministran mediante bandejas o soportes especializados.

• Aplicar fundente u otro medio de inmersión antes de la colocación.

• Inspeccione los troqueles y componentes durante el proceso de colocación.

• Registra la relación entre la posición original de la oblea y la posición final del sustrato.

El resultado es una plataforma de producción que puede conectar procesos tradicionalmente asociados con una máquina de colocación SMT y una máquina de unión de chips semiconductores.

¿Por qué las líneas de envasado avanzadas necesitan una plataforma de colocación híbrida?

Una línea SMT convencional es altamente eficiente cuando la mayoría de los materiales se suministran mediante alimentadores estandarizados. El empaquetado avanzado plantea un desafío diferente, ya que el producto final puede combinar componentes pasivos, semiconductores empaquetados, sensores, chips de potencia y circuitos integrados sin empaquetar en un mismo sustrato.

Cuando estos materiales se procesan en equipos separados, la producción puede requerir transferencias adicionales, almacenamiento intermedio, entornos de programación independientes y una trazabilidad más compleja. Además, es posible que sea necesario convertir los chips desnudos en empaques de cinta antes de que puedan ingresar a un proceso de colocación SMT convencional.

La SIPLACE CA2 soluciona esta deficiencia en la producción al integrar la manipulación directa de obleas en una plataforma orientada al montaje superficial (SMT). Los chips se pueden extraer de la oblea e incorporar a la secuencia de colocación junto con los componentes suministrados por el alimentador, lo que reduce el número de etapas de proceso desconectadas.

CA2 comparado con una ruta de producción dividida convencional

La ruta de producción más adecuada depende del volumen de producción, la gama de chips, la química del proceso, el diseño del sustrato y la infraestructura de fábrica existente. El CA2 resulta especialmente valioso cuando tanto los componentes SMT como los chips suministrados con obleas deben procesarse repetidamente dentro de la misma familia de productos.

Especificaciones principales de ASM SIPLACE CA2

Los valores máximos publicados describen la capacidad de la plataforma. La producción real depende del cabezal instalado, las dimensiones del chip, el estado de la oblea, el diseño del sustrato, las opciones de proceso, los requisitos de inspección y la combinación de componentes.

Procesamiento directo de obleas y flujo de materiales

Una de las capacidades más importantes de CA2 es su habilidad para procesar chips directamente desde una oblea cortada. En un flujo de trabajo tradicional basado en alimentadores, los chips desnudos primero deben transferirse a una cinta u otro soporte estandarizado antes de su colocación.

El procesamiento directo de obleas puede eliminar o reducir ese paso de conversión intermedio. Esto puede proporcionar varias ventajas operativas:

• Menos operaciones de preparación y manipulación de materiales relacionadas con la cinta adhesiva.

• Requisitos de almacenamiento reducidos para los materiales de troqueles transformados.

• Menor desperdicio de cinta adhesiva y soporte asociado al reempaquetado de troqueles.

• Menos actividades de reposición y empalme de materiales para troqueles.

• Mejor conexión entre los datos del mapa de obleas y los registros de colocación final.

• Uso más flexible de múltiples chips en productos SiP complejos.

El CA2 utiliza funciones de manipulación de obleas y almacenamiento temporal de chips para separar la preparación de los chips, que consume mucho tiempo, de la secuencia de colocación. Este proceso paralelo ayuda a mantener el nivel de producción mientras se preparan los chips para su recogida y colocación.

Producción de montaje de chips y flip-chip

Colocación del chip-attach

En un proceso de fijación de chips, el chip semiconductor se retira de la oblea y se coloca en la orientación requerida sobre el sustrato. Según el producto y las opciones de la máquina, el proceso puede incluir inmersión del material, inspección del chip y colocación controlada con baja fuerza.

Colocación de chips mediante tecnología flip-chip

El ensamblaje flip-chip requiere que el chip esté correctamente orientado de manera que su lado activo y la estructura de interconexión queden frente al sustrato. La precisión de la colocación, el estado del chip, la transferencia de flujo y el mapeo del sustrato cobran especial importancia cuando las dimensiones de los contactos y el espaciado entre componentes son pequeños.

Montaje superficial combinado y colocación de troqueles

El CA2 puede combinar chips suministrados por oblea con componentes convencionales seleccionados de fuentes compatibles.Alimentadores ASM SMTEsto permite que un mismo producto incluya resistencias, condensadores, circuitos integrados encapsulados y varios tipos de chips desnudos sin tratar cada grupo de materiales como un proyecto de ensamblaje completamente independiente.

Opciones de cabezal de colocación y precisión

La máquina puede equiparse con un cabezal de colocación CP20 para la manipulación de componentes a alta velocidad y precisión. El CP20 está diseñado para componentes pequeños y delicados, y admite funciones de recogida sin contacto y colocación sin fuerza.

Las capacidades publicadas de CP20 incluyen:

• Rango de componentes que comienza en la unidad métrica 0201.

• Dimensiones máximas de los componentes: hasta aproximadamente 8,2 × 8,2 mm.

• Altura del componente de hasta aproximadamente 4 mm.

• Capacidad de colocación de hasta 38.000 componentes por hora según la configuración de cabezal aplicable.

• Capacidad de precisión de hasta ±10 µm a 3 sigma.

La clase de precisión requerida debe seleccionarse según las dimensiones del chip, el paso de interconexión, el tamaño de la esfera o protuberancia, la tolerancia del sustrato y los requisitos de rendimiento del producto. No se debe asumir automáticamente que una máquina configurada para la colocación estándar de 20 µm ofrece la clase de proceso opcional de 10 µm.

Intercambio de obleas y producción de chips múltiples

Los productos SiP complejos pueden contener varios chips diferentes. Cambiar manualmente los materiales de las obleas para cada tipo de chip generaría un importante cuello de botella en la producción. El sistema de intercambio de obleas CA2 está diseñado para mantener múltiples tipos de obleas y proporcionar el material necesario al proceso de colocación a medida que cambia el programa de producción.

Con la configuración adecuada, el sistema de obleas puede albergar hasta 50 obleas diferentes. Esta capacidad multichip resulta especialmente útil para productos que combinan procesadores, memoria, sensores, chips de comunicación y componentes de alimentación en un único paquete compacto.

Al evaluar una máquina disponible, confirme lo siguiente:

1. El sistema de intercambio de obleas instalado y el número de posiciones de obleas compatibles.

2. Diámetros de obleas y especificaciones de marcos de obleas compatibles.

3. Configuración del eyector de obleas, el volteo del chip y el módulo de búfer.

4. Compatibilidad con el formato de mapa de oblea requerido.

5. Dimensiones máximas y mínimas del troquel.

6. Grosor y estado del troquel compatibles.

7. Disponemos de datos sobre chips defectuosos y chips que funcionan correctamente.

Configuraciones de sustrato y transportador

El CA2 se puede configurar para diferentes flujos de sustrato en lugar de estar restringido a un formato de PCB convencional.

Cinta transportadora de un solo carril

Una configuración de una sola línea puede admitir paneles grandes, placas de circuito impreso integradas y sustratos especializados. Los formatos publicados alcanzan hasta 620 × 700 mm para determinadas clases de precisión y configuraciones de máquina.

Cinta transportadora de doble carril

El transporte de doble carril es adecuado para placas de circuito impreso (PCB) estándar y sustratos SiP, donde la manipulación paralela de las placas puede mejorar la utilización de la línea. Las dimensiones admitidas varían según el modo de transporte seleccionado y los requisitos de precisión.

Chip-on-Wafer y soportes especializados

Las opciones disponibles también pueden admitir procesos de chips sobre obleas, bandejas JEDEC, contenedores J, placas gruesas y sustratos deformados. Es necesario verificar estas funciones con la configuración real de la máquina instalada.

Inspección, inmersión y control de procesos

Para un empaquetado avanzado, la alta velocidad de colocación por sí sola no es suficiente. El proceso también debe verificar el estado del troquel, la calidad de la recogida, la orientación y la aplicación del material.

Dependiendo de las opciones seleccionadas, el CA2 puede admitir:

• Detección de presencia de componentes y captación de señal.

• Inspección de grietas y astillamientos en el chip.

• Detección de fundente o material de inmersión.

• Inspección de la pasta de soldadura antes o después de su colocación.

• Mapeo del sustrato y corrección de la posición de colocación.

• Intercambio de datos de procesos con los sistemas de la fábrica.

• Funcionamiento en circuito cerrado cuando se instala un equipo de inspección compatible.

Se puede utilizar una unidad de inmersión lineal cuando los troqueles requieren fundente u otro medio de transferencia antes de su colocación. La placa de inmersión seleccionada, las propiedades del material, la altura de transferencia y los ajustes de inspección deben estar homologados para el proceso específico del troquel y el sustrato.

Trazabilidad a nivel de chip individual

El ensamblaje de semiconductores suele requerir registros de materiales más detallados que el seguimiento convencional de lotes de componentes. El CA2 permite rastrear un chip individual desde su posición original en la oblea hasta su ubicación final en el sustrato ensamblado.

Esto puede ayudar a los equipos de producción a conectarse:

• Identificación de la oblea e información sobre el mapa de la oblea.

• Posición original de fila y columna del dado.

• Resultados de la recogida e inspección de troqueles.

• Número de serie final de la placa o sustrato.

• Coordenadas de ubicación en el producto finalizado.

• Datos de proceso y equipo recopilados durante el ensamblaje.

El alcance final de la trazabilidad depende del software instalado, las interfaces de fábrica, la base de datos de clientes y la integración con el sistema de producción.

Integración con una línea de envasado avanzada

La SIPLACE CA2 puede utilizarse como máquina de colocación híbrida central o combinarse con equipos adicionales de alta velocidad y precisión. ASMPT identifica la SIPLACE TX micron como una plataforma complementaria para la producción de SiP, donde ambas máquinas se ubican en la misma línea de producción.

Una configuración de línea puede incluir:

1. Carga e identificación del sustrato.

2. Aplicación de pasta de soldar, adhesivo o fundente.

3. Inspección del material impreso o distribuido.

4. Colocación a alta velocidad de componentes SMD convencionales.

5. Colocación directa del chip en la oblea o mediante la técnica flip-chip en el CA2.

6. Inspección posterior a la colocación.

7. Procesos de reflujo, curado o envasado posterior.

8. Inspección final, prueba y registro de trazabilidad.

El diseño correcto de la línea depende de la secuencia del proceso, el tiempo de ciclo, la manipulación del sustrato, los requisitos de la sala limpia y de si el CA2 realiza todos los pasos de colocación o solo las operaciones especializadas de procesamiento de chips.

Productos y aplicaciones típicas

• Módulos System-in-Package:Ensamblajes que combinan varios chips desnudos, circuitos integrados empaquetados y componentes pasivos.

• Módulos de comunicación:Paquetes electrónicos compactos de RF, 5G, redes y comunicaciones inalámbricas.

• Electrónica automotriz:Módulos de sensores, control y alta integración que requieren una trazabilidad detallada.

• Productos semiconductores de potencia:Chips de potencia y componentes SMD de soporte ensamblados en sustratos especializados.

• Empaquetado a nivel de oblea:Procesos que implican la colocación sobre obleas o sustratos derivados de obleas.

• Embalaje a nivel de panel:Embalaje avanzado en paneles de gran formato.

• Electrónica integrada:Componentes y chips colocados dentro o sobre estructuras de PCB integradas.

• Módulos de sensores y médicos:Ensamblajes compactos que contienen chips desnudos sensibles y componentes electrónicos de control.

• Módulos informáticos y para dispositivos inteligentes:Productos de alta densidad que requieren múltiples formatos de componentes.

¿Cuándo es el SIPLACE CA2 una opción adecuada?

Se debe considerar la CA2 cuando el requisito de producción incluya varias de las siguientes condiciones:

• El producto combina componentes SMD suministrados por el alimentador y chips sin recubrimiento.

• Los chips deben extraerse directamente de una o más obleas.

• Los procesos de fijación de chips y de montaje flip-chip son necesarios en la misma familia de productos.

• La producción requiere varios tipos de troqueles con cambios frecuentes de material.

• La precisión de colocación debe alcanzar las clases de proceso de 20 µm, 15 µm o 10 µm.

• Se requiere la trazabilidad de cada chip individual.

• El fabricante quiere reducir el encintado de troqueles y la manipulación intermedia de materiales.

• El equipo debe comunicarse tanto con los sistemas SMT como con los sistemas de la fábrica de semiconductores.

• Los paneles de gran tamaño, los sustratos SiP o los soportes especializados deben ser procesados.

Una máquina de unión de chips especializada puede ser más apropiada cuando la aplicación requiere una fuerza de unión, calentamiento, curado, dispensación o tamaños de chips que no se ajustan a la configuración CA2 disponible. Por lo tanto, se debe realizar una revisión del proceso antes de seleccionar la máquina.

Equipos ASM SIPLACE CA2 disponibles

Las máquinas SIPLACE CA2 usadas o de segunda mano pueden presentar diferencias significativas, incluso cuando la designación del modelo exterior sea la misma. El sistema de obleas instalado, el cabezal de colocación, la cinta transportadora, la clase de precisión, las opciones de inspección y el software determinan las capacidades de procesamiento de cada unidad.

Antes de solicitar un presupuesto, se debe confirmar la siguiente información sobre el equipo:

Soporte para máquinas, alimentadores y repuestos

El suministro de equipos se puede adaptar al tamaño de sustrato, formato de oblea, gama de componentes, nivel de precisión y aplicación de proceso requeridos. Según la disponibilidad, el soporte puede incluir:

• Máquinas ASM SIPLACE CA2 completas.

• Cabezales de colocación y componentes de cabezal compatibles.

• Componentes para el intercambio y la manipulación de obleas.

• Alimentadores ASM SIPLACE y repuestos para alimentadores.

• Boquillas estándar y específicas para cada aplicación.

• Cámaras, sensores y componentes de inspección.

• Motores, variadores, placas de control y cables.

• Componentes de la cinta transportadora y del sistema de manipulación de sustratos.

• Instalación, embalaje y asistencia para envíos internacionales.

Información necesaria para la compatibilidad de equipos

Para obtener una recomendación de máquina más precisa, proporcione lo siguiente:

1. Descripción del producto y del proceso.

2. Se requiere un proceso de fijación de chips, de montaje invertido o de colocación mixta.

3. Dimensiones del chip, grosor y diámetro de la oblea.

4. Número de tipos de troqueles diferentes por producto.

5. Paquete SMD más pequeño y más grande.

6. Dimensiones, espesor y material del sustrato.

7. Precisión de colocación requerida.

8. Volumen de producción previsto por hora o anual.

9. Capacidad requerida del alimentador, la bandeja y las obleas.

10. Requisitos de interfaz y trazabilidad de la fábrica.

11. Estado preferido del equipo y país de destino.

Preguntas frecuentes sobre el ASM SIPLACE CA2

¿Qué problema de producción resuelve el SIPLACE CA2?

Se centra en productos que requieren tanto componentes SMT convencionales como chips semiconductores sin recubrimiento. La CA2 integra la colocación de componentes mediante alimentadores y el procesamiento directo de chips en obleas en una plataforma de máquina coordinada.

¿Puede la CA2 reemplazar a todas las máquinas de unión de chips convencionales?

Ninguna máquina es adecuada para todos los procesos de semiconductores. La CA2 está optimizada para aplicaciones de colocación híbrida de alta velocidad, fijación de chips y flip-chip. Los procesos que requieren calentamiento especializado, fuerza de unión, curado o formatos de chips inusuales deben evaluarse por separado.

¿La máquina requiere que los troqueles se suministren en cinta?

No. Una de sus principales capacidades es la selección de chips directamente de una oblea cortada. También puede procesar componentes SMD estándar suministrados mediante alimentadores de cinta y carrete compatibles.

¿Se pueden utilizar varias obleas diferentes en una misma configuración de producción?

Sí. Con el sistema de intercambio de obleas correspondiente, la máquina puede admitir hasta 50 obleas diferentes, lo que la hace adecuada para productos con múltiples chips.

¿Cuál es la diferencia entre la colocación de chips mediante fijación de chips y la colocación mediante flip-chip en el CA2?

El proceso de fijación del chip lo coloca en la orientación requerida, con la cara hacia arriba, mientras que el proceso de flip-chip lo gira y lo coloca con su lado de interconexión hacia el sustrato. La secuencia exacta depende de los módulos instalados y del proceso de fabricación.

¿Puede el CA2 funcionar en la misma línea que un SIPLACE TX micron?

Sí. Ambas plataformas pueden complementarse entre sí en líneas de empaquetado avanzado y SiP, ya que la TX micron admite la colocación de alta velocidad y alta precisión, mientras que la CA2 gestiona los procesos de colocación directa de obleas e híbrida.

¿El CA2 admite la producción en salas blancas?

La plataforma está disponible con configuraciones compatibles con salas blancas y que cumplen con los estándares de semiconductores. Se recomienda verificar la certificación y el estado de cada máquina usada antes de la compra.

¿Cómo se debe evaluar un SIPLACE CA2 usado?

Revise la identificación de la máquina, los cabezales de colocación, la clase de precisión, los módulos de obleas, la cinta transportadora, el software, las funciones de inspección, el estado de funcionamiento y los accesorios incluidos. El nombre del modelo por sí solo no define la capacidad completa del proceso.

¿Se incluyen los alimentadores y los accesorios para las obleas?

El alcance del suministro varía según la máquina y el presupuesto. Los alimentadores, las boquillas, los marcos de obleas, los accesorios de manipulación y las piezas de repuesto deben enumerarse individualmente en la oferta final de equipos.

¿Qué información debo enviar con mi consulta?

Proporcione las especificaciones del chip y la oblea, el rango de componentes, las dimensiones del sustrato, el proceso requerido, el objetivo de precisión, la producción, el estado preferido de la máquina y el destino de entrega.

Póngase en contacto con nosotros indicándonos el formato de su oblea, el rango de chips, el tamaño del sustrato y el proceso de ensamblaje requerido para comprobar las configuraciones disponibles de ASM SIPLACE CA2 y las opciones de suministro.