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La selección de una máquina de unión de chips comienza con el proceso de fijación que requiere el producto. La soldadura epoxi, la soldadura eutéctica, la soldadura blanda y la sinterización de plata pueden describirse como métodos de unión de chips, pero no requieren el mismo sistema de suministro de material, cabezal de unión, método de calentamiento, atmósfera, control de fuerza ni equipo posterior.
Por lo tanto, una máquina capaz de seleccionar y colocar con precisión un chip no es automáticamente capaz de completar el proceso de fijación del mismo. Antes de comparar los diferentes modelos de máquinas, deben tenerse en cuenta la parte posterior del chip, el acabado del sustrato, la trayectoria térmica, la conexión eléctrica, los requisitos de la línea de unión y el volumen de producción.
La tarea práctica de selección consiste en relacionar los requisitos del producto con el material de unión, la secuencia del proceso y la configuración de la máquina instalada.
Comience con el resultado de fijación de matriz requerido
El método de unión debe ajustarse a la función del ensamblaje final. Un paquete de sensores de bajo costo, un módulo SiC de alta potencia y un ensamblaje láser de precisión pueden requerir la colocación de chips, pero sus requisitos térmicos, eléctricos y mecánicos pueden dar lugar a configuraciones de equipo muy diferentes.
| Requisitos del producto | Preguntas para definir | Por qué cambia la selección de máquinas |
|---|---|---|
| Trayectoria térmica | ¿Cuánto calor debe transferirse desde el chip al sustrato o al disipador de calor? | El rendimiento térmico requerido influye en si resulta adecuado utilizar epoxi, soldadura, material eutéctico o sinterizado. |
| Conexión eléctrica | ¿La capa de unión debe conducir corriente, permanecer aislada eléctricamente o proporcionar únicamente soporte mecánico? | Los materiales conductores y no conductores requieren diferentes planes de dosificación, curado y cualificación. |
| Materiales de matriz y sustrato | ¿Cuáles son la metalización de la parte posterior del chip, el acabado del sustrato y las condiciones de la superficie? | La interfaz del material afecta a la humectación, la adhesión, la difusión, el control de la oxidación y la temperatura del proceso. |
| Control de la línea de unión | ¿Qué grosor, uniformidad e inclinación de la matriz son aceptables? | La dosificación, el estampado, las preformas, el control de fuerza y las herramientas deben producir la capa de unión requerida. |
| Requisito de anulación | ¿Cuánta falta de vacío puede tolerar el diseño térmico y de fiabilidad? | La preparación del material, el depurado, la atmósfera controlada, el reflujo y el procesamiento al vacío posterior pueden adquirir importancia. |
| Sensibilidad del paquete | ¿Cuánta fuerza, calor y movimiento mecánico pueden soportar el chip y el sustrato? | Los troqueles delgados, los materiales frágiles y las estructuras delicadas pueden requerir sistemas especializados de recogida, soporte y control de fuerza. |
| Modelo de producción | ¿El proyecto es de I+D, de producción de alta variedad o de fabricación a gran escala? | La automatización necesaria, el cambio de herramientas, la manipulación de materiales y la producción pueden ser tan importantes como el propio proceso de unión. |
Estos requisitos deben definirse antes de que un comprador pregunte si una máquina de unión de chips en particular es apta para epoxi o para sinterización. Un mismo nombre de proceso puede requerir diferentes módulos de máquina para diferentes encapsulados.
En qué se diferencian los principales procesos de unión de chips
| Proceso de unión | Cómo se forma el vínculo | Requisitos típicos de la máquina | Principal preocupación en la selección |
|---|---|---|---|
| Unión de matrices con epoxi | Se deposita un adhesivo conductor o no conductor, se coloca el molde y se cura el material. | Dispensación, inyección, estampado o inmersión; control de la fuerza de colocación; control de la línea de unión; plan de curado | Volumen de material, sangrado, inclinación del troquel, condición de curado y consistencia de la línea de unión. |
| Unión eutéctica de matrices | Una aleación o preforma definida se calienta dentro de su rango de unión para crear una junta metálica. | Calefacción y refrigeración controladas, control de la atmósfera, manipulación de preformas y fregado opcional. | Perfil de temperatura, oxidación, humectación, formación de huecos y movimiento del molde durante el proceso de unión. |
| Unión de chips mediante soldadura blanda | Se aplica soldadura y se vuelve a fundir para crear una conexión térmica y eléctrica conductora. | Preparación o dispensación de soldadura, zonas de proceso calentadas, control de atmósfera y manipulación de marcos de conexión de alto volumen. | Espesor de la soldadura, humectación, formación de huecos, oxidación y repetibilidad de la producción. |
| Sinterización de plata | Las partículas de plata forman una conexión densa mediante un proceso de sinterización basado en la difusión, en lugar del curado convencional o el reflujo de soldadura. | Manipulación de pasta o película, control preciso de la línea de unión, plataforma calefactada, fuerza controlada cuando corresponda y sinterización posterior. | Preparación del material, espesor de la línea de unión, estabilidad de la adherencia, ruta de presión y condiciones finales de sinterización. |
La tabla identifica la dirección principal del equipo. No define una receta de proceso universal. La configuración exacta depende del material, el molde, el sustrato, la ruta de producción y los requisitos de cualificación seleccionados.
La unión de matrices con epoxi prioriza el control del material y el curado.
La resina epoxi se utiliza ampliamente debido a su compatibilidad con diversos formatos de encapsulado y a que puede aplicarse mediante varios métodos. La resina epoxi conductora puede proporcionar conexión eléctrica y térmica, mientras que el material no conductor puede proporcionar fijación mecánica o aislamiento eléctrico.
El soldador de chips puede aplicar epoxi a través de:
Dispensación por tiempo y presión
Dispensador de tornillo sin fin
Dispensación por chorro
Transferencia de pines o estampado
La bajada
Material adhesivo preaplicado
El método correcto depende de la viscosidad del material, el contenido de relleno, el tamaño del depósito, el patrón, la geometría del envase y la velocidad de producción. No se debe asumir que un dispensador que funciona con una resina epoxi puede manejar cualquier formulación, con o sin relleno.
Funciones importantes de la máquina de epoxi
Volumen de dispensación o estampado estable
Control de la temperatura del material y del tiempo de vida útil cuando sea necesario.
Colocación precisa de la matriz antes de que el material se mueva o se endurezca.
Fuerza de colocación y altura de unión programables
Control del espesor de la línea de unión y de la inclinación del troquel
Inspección visual previa y posterior a la emisión de la fianza
Transferencia fiable al proceso de curado requerido.
La colocación de resina epoxi suele requerir temperaturas de proceso más bajas que la soldadura metálica, pero el ensamblaje final sigue dependiendo del perfil de curado especificado. Una colocación exitosa no garantiza que la unión curada final cumpla con los requisitos térmicos, eléctricos o de fiabilidad.
Como ejemplo actual de una plataforma de epoxi de alta velocidad,Máquina de unión de chips BESI ESEC 2100 hSPuede considerarse como una opción de equipo. Su idoneidad real aún depende de la configuración de la máquina y del paquete objetivo.
La unión eutéctica de matrices requiere condiciones controladas de calor y superficie.
La unión eutéctica de matrices crea una unión metálica calentando una aleación o preforma a través de una condición de unión definida. Este proceso se suele considerar cuando el producto requiere una fuerte transferencia térmica, conductividad eléctrica, alta precisión de posicionamiento o una unión metálica controlada.
La máquina y las herramientas pueden necesitar soportar:
Soldadura predepositada o manipulación de preformas por separado
Calentamiento y enfriamiento rápidos y repetibles.
Atmósfera inerte o reductora controlada donde sea necesario
Movimiento programable de limpieza o de troquelado
Fuerza de unión y altura de unión precisas
Herramientas que se mantienen estables a la temperatura del proceso.
Alineación visual antes de que las superficies se oscurezcan.
El fregado puede ayudar a eliminar las películas superficiales, mejorar la humectación y reducir el gas atrapado en los procesos aplicables. No debe considerarse un requisito universal ni un sustituto de una correcta preparación de la superficie y un control adecuado de la temperatura.
El proceso eutéctico también debe tener en cuenta el comportamiento del molde mientras la aleación está fundida. Un soporte deficiente, un movimiento excesivo o un perfil térmico inadecuado pueden afectar la alineación, el espesor de la línea de unión y la formación de poros.
La unión de chips mediante soldadura blanda está estrechamente relacionada con la producción de energía.
La unión de chips mediante soldadura blanda se evalúa habitualmente para aplicaciones de semiconductores de potencia y marcos de conexión de alto volumen que requieren una vía térmica conductora entre el chip y su soporte.
Si bien tanto la soldadura eutéctica como la soldadura blanda utilizan materiales metálicos y calor, no deben considerarse idénticas. La forma de la soldadura, su comportamiento de fusión, la vía de dispensación, la atmósfera, el transporte del marco de conexión y la secuencia de producción pueden diferir sustancialmente.
Áreas de equipos de soldadura blanda para confirmar
Método de suministro de material: alambre de soldadura, pasta, preforma u otro método.
Consistencia en la dispensación o preparación de la soldadura
Cabezal de unión calentado, etapa o zona de proceso
Sistema de control de gases y oxidación
Recogida y colocación del chip mientras se realiza la soldadura.
Manejo de marcos de conexión, tiras o módulos de potencia
Visualización de procesos y monitorización de defectos
Enfriamiento y transferencia después de la unión.
Los equipos de soldadura blanda de alto volumen suelen ser más específicos para cada aplicación que las máquinas de unión de chips para I+D. Un comprador que reemplace una máquina de producción existente debe comparar el proceso completo de materiales y marcos de conexión, no solo la precisión de colocación y la producción máxima.
La sinterización de plata requiere una ruta completa de fijación y sinterización.
La sinterización de plata se utiliza cada vez más en aplicaciones donde los dispositivos de potencia requieren un alto rendimiento térmico y un funcionamiento prolongado en condiciones de temperatura exigentes. El material no forma su unión final mediante el curado epoxi convencional ni la fusión de soldadura.
Dependiendo del material seleccionado y del proceso de producción, la ruta puede incluir:
Aplicar pasta de plata, película u otro material de sinterización al sustrato o matriz.
Seleccionar y colocar con precisión el dado
Controlar el espesor inicial de la línea de unión
Fijar el troquel para que permanezca estable durante el transporte.
Transferencia del conjunto a un proceso de sinterización con o sin presión.
Aplicando la combinación requerida de calor, fuerza, atmósfera y tiempo.
Algunos procesos utilizan fijación por alta fuerza o sinterización asistida por presión, mientras que otros emplean materiales sin presión. Por lo tanto, la máquina de unión de matrices seleccionada debe ser la adecuada para el proceso de fabricación del material, en lugar de basarse en el término general "sinterización de plata".
Entre las consideraciones importantes sobre el equipo se incluyen:
Dispensación de pasta, estampado de película o manipulación de película de transferencia
Recogida y soporte de troqueles delgados
Capacidad de cabezal de unión y etapa calentados
Fuerza de unión programable
Control del espesor de la línea de unión y de la inclinación del troquel
Cambio automático de herramientas para diferentes matrices y productos.
Transferencia estable a la prensa o horno de sinterización final.
Una máquina de unión de matrices puede realizar las etapas de colocación y fijación sin completar la unión sinterizada final. Por lo tanto, se debe revisar toda la línea de producción, no solo la máquina de colocación de componentes.
El flujo de material puede ser tan importante como el método de unión.
Una vez definida la dirección del proceso, confirme cómo entran en la máquina el chip, el material de unión y el sustrato.
| Área de material | Formatos de entrada posibles | Consecuencia de la máquina |
|---|---|---|
| Entrada de matriz | Marco para oblea, paquete de gofres, Gel-Pak, bandeja, cinta y carrete o matriz suelta | Modifica los requisitos del eyector, la herramienta de recogida, el sistema de visión, el alimentador y el cambio automático. |
| Material adhesivo | Epoxi, pasta de soldadura, alambre, preforma, pasta de plata, película o capa preaplicada | Cambia el dispensador, la herramienta de estampado, la unidad de inmersión, el calentador y el sistema de control de materiales. |
| Sustrato | Marco de plomo, DBC, AMB, cerámica, PCB, portador, paquete o submontaje individual | Modificaciones en el sistema de sujeción, indexación, fijación, calentamiento y automatización de la producción. |
| Cambio de producto | Producto único, alta variedad, múltiples matrices o múltiples materiales de proceso | Puede requerir el cambio automático de herramientas, eyectores, obleas y recetas. |
Una plataforma multiproceso puede admitir varios métodos de unión, pero solo cuando se hayan instalado los dispensadores, calentadores, cabezales, herramientas, controles de atmósfera y opciones de software necesarios.
ElMáquina pegadora de troqueles BESI Datacon 2200 EVOIlustra cómo se pueden combinar la manipulación de obleas, el cambio de herramientas, la dispensación y los procesos en caliente o en frío dentro de una plataforma flexible. La configuración de la máquina ofrecida aún debe verificarse individualmente.
Secuencia práctica de selección de máquinas de unión de chips
Defina la articulación final.Establecer los requisitos térmicos, eléctricos, mecánicos y de fiabilidad.
Confirme las interfaces del material.Identifique la metalización de la parte posterior del chip, el acabado del sustrato y el estado de la superficie.
Seleccione el proceso de unión.Compare la resina epoxi, la soldadura eutéctica, la soldadura blanda y la sinterización con la unión requerida.
Defina la presentación del material.Registre cómo el chip, el material de unión y el sustrato ingresan a la máquina.
Identificar los módulos del proceso.Confirme los requisitos de dosificación, estampado, manipulación de preformas, calentamiento, atmósfera, limpieza, fuerza y enfriamiento.
Establezca el requisito de colocación.Defina precisión, theta, altura de unión, inclinación del troquel e inspección posterior a la unión.
Revisar la automatización de la producción.Establecer los requisitos de producción, cambio de formato, trazabilidad y manipulación.
Verifique la máquina exacta.Compare la configuración instalada, el software, las herramientas y los accesorios con el plan de proceso.
Ejecutar material representativo.Verifique la secuencia completa de materiales y uniones bajo las condiciones de prueba acordadas.
Califica la unión final.Confirme los resultados térmicos, eléctricos, mecánicos y de fiabilidad a través del proceso de producto correspondiente.
Esta secuencia constituye la clave para la selección de la máquina. El método de unión determina qué funciones del equipo son necesarias, mientras que el producto exacto determina si esas funciones son suficientes.
Cuándo tiene sentido utilizar una máquina de unión de chips multiproceso
Una máquina de unión de matrices flexible puede resultar valiosa cuando la fábrica produce una gran variedad de productos, realiza desarrollo de procesos o necesita varias rutas de unión dentro de una misma plataforma.
La capacidad multiproceso resulta más útil cuando:
Los cabezales y herramientas instalados cubren el rango de matrices requerido.
La máquina puede cambiar entre los formatos de entrada de material requeridos.
Se encuentran disponibles módulos de dosificación, estampado, calentamiento y atmósfera controlada.
El software y las recetas permiten un cambio de proceso controlado.
El rendimiento previsto sigue siendo viable tras los cambios de formato.
La calibración y el mantenimiento pueden gestionarse a través de los diferentes procesos.
Una máquina dedicada de alto volumen puede ser más adecuada cuando una familia de productos domina la producción y requiere un manejo especializado de los marcos de conexión, control de la soldadura blanda o preparación para la sinterización de alta fuerza.
Preguntas frecuentes sobre la selección de máquinas de unión de troqueles
¿Puede una sola máquina de unión de matrices realizar procesos de epoxi y eutécticos?
Algunas plataformas flexibles admiten ambos procesos, pero solo si se instalan el dispensador, el sistema de calefacción, el control de atmósfera, las herramientas y el software necesarios. El nombre del modelo por sí solo no garantiza la capacidad de procesamiento múltiple.
¿Se completa la sinterización de la plata totalmente dentro de una máquina de unión de matrices?
No siempre. La máquina de unión de matrices puede aplicar el material, colocar la matriz y realizar el pegado, mientras que la sinterización final se lleva a cabo en un proceso independiente, con o sin presión. Se debe revisar toda la línea de producción.
¿La unión eutéctica es lo mismo que la unión de chips mediante soldadura blanda?
No. Ambos métodos utilizan materiales de unión metálicos y calor, pero el comportamiento de la aleación, la presentación del material, la atmósfera, las herramientas y los equipos de producción pueden variar. El proceso requerido debe estar definido por el sistema de materiales y el encapsulado.
¿Una mayor precisión en la colocación implica una mejor máquina de unión de chips?
No por sí sola. La precisión debe considerarse junto con el manejo del troquel, el control de la línea de unión, la aplicación del material, la fuerza, el calentamiento, la automatización y las condiciones reales de medición.
¿Qué información se debe preparar antes de solicitar un dado?
La selección de una máquina de unión de chips comienza con el proceso de fijación que requiere el producto. La soldadura epoxi, la soldadura eutéctica, la soldadura blanda y la sinterización de plata pueden describirse como métodos de unión de chips, pero no requieren el mismo sistema de suministro de material, cabezal de unión, método de calentamiento, atmósfera, control de fuerza ni equipo posterior.
Por lo tanto, una máquina capaz de seleccionar y colocar con precisión un chip no es automáticamente capaz de completar el proceso de fijación del mismo. Antes de comparar los diferentes modelos de máquinas, deben tenerse en cuenta la parte posterior del chip, el acabado del sustrato, la trayectoria térmica, la conexión eléctrica, los requisitos de la línea de unión y el volumen de producción.
La tarea práctica de selección consiste en relacionar los requisitos del producto con el material de unión, la secuencia del proceso y la configuración de la máquina instalada.
Comience con el resultado de fijación de matriz requerido
El método de unión debe ajustarse a la función del ensamblaje final. Un paquete de sensores de bajo costo, un módulo SiC de alta potencia y un ensamblaje láser de precisión pueden requerir la colocación de chips, pero sus requisitos térmicos, eléctricos y mecánicos pueden dar lugar a configuraciones de equipo muy diferentes.
| Requisitos del producto | Preguntas para definir | Por qué cambia la selección de máquinas |
|---|---|---|
| Trayectoria térmica | ¿Cuánto calor debe transferirse desde el chip al sustrato o al disipador de calor? | El rendimiento térmico requerido influye en si resulta adecuado utilizar epoxi, soldadura, material eutéctico o sinterizado. |
| Conexión eléctrica | ¿La capa de unión debe conducir corriente, permanecer aislada eléctricamente o proporcionar únicamente soporte mecánico? | Los materiales conductores y no conductores requieren diferentes planes de dosificación, curado y cualificación. |
| Materiales de matriz y sustrato | ¿Cuáles son la metalización de la parte posterior del chip, el acabado del sustrato y las condiciones de la superficie? | La interfaz del material afecta a la humectación, la adhesión, la difusión, el control de la oxidación y la temperatura del proceso. |
| Control de la línea de unión | ¿Qué grosor, uniformidad e inclinación de la matriz son aceptables? | La dosificación, el estampado, las preformas, el control de fuerza y las herramientas deben producir la capa de unión requerida. |
| Requisito de anulación | ¿Cuánta falta de vacío puede tolerar el diseño térmico y de fiabilidad? | La preparación del material, el depurado, la atmósfera controlada, el reflujo y el procesamiento al vacío posterior pueden adquirir importancia. |
| Sensibilidad del paquete | ¿Cuánta fuerza, calor y movimiento mecánico pueden soportar el chip y el sustrato? | Los troqueles delgados, los materiales frágiles y las estructuras delicadas pueden requerir sistemas especializados de recogida, soporte y control de fuerza. |
| Modelo de producción | ¿El proyecto es de I+D, de producción de alta variedad o de fabricación a gran escala? | La automatización necesaria, el cambio de herramientas, la manipulación de materiales y la producción pueden ser tan importantes como el propio proceso de unión. |
Estos requisitos deben definirse antes de que un comprador pregunte si una máquina de unión de chips en particular es apta para epoxi o para sinterización. Un mismo nombre de proceso puede requerir diferentes módulos de máquina para diferentes encapsulados.
En qué se diferencian los principales procesos de unión de chips
| Proceso de unión | Cómo se forma el vínculo | Requisitos típicos de la máquina | Principal preocupación en la selección |
|---|---|---|---|
| Unión de matrices con epoxi | Se deposita un adhesivo conductor o no conductor, se coloca el molde y se cura el material. | Dispensación, inyección, estampado o inmersión; control de la fuerza de colocación; control de la línea de unión; plan de curado | Volumen de material, sangrado, inclinación del troquel, condición de curado y consistencia de la línea de unión. |
| Unión eutéctica de matrices | Una aleación o preforma definida se calienta dentro de su rango de unión para crear una junta metálica. | Calefacción y refrigeración controladas, control de la atmósfera, manipulación de preformas y fregado opcional. | Perfil de temperatura, oxidación, humectación, formación de huecos y movimiento del molde durante el proceso de unión. |
| Unión de chips mediante soldadura blanda | Se aplica soldadura y se vuelve a fundir para crear una conexión térmica y eléctrica conductora. | Preparación o dispensación de soldadura, zonas de proceso calentadas, control de atmósfera y manipulación de marcos de conexión de alto volumen. | Espesor de la soldadura, humectación, formación de huecos, oxidación y repetibilidad de la producción. |
| Sinterización de plata | Las partículas de plata forman una conexión densa mediante un proceso de sinterización basado en la difusión, en lugar del curado convencional o el reflujo de soldadura. | Manipulación de pasta o película, control preciso de la línea de unión, plataforma calefactada, fuerza controlada cuando corresponda y sinterización posterior. | Preparación del material, espesor de la línea de unión, estabilidad de la adherencia, ruta de presión y condiciones finales de sinterización. |
La tabla identifica la dirección principal del equipo. No define una receta de proceso universal. La configuración exacta depende del material, el molde, el sustrato, la ruta de producción y los requisitos de cualificación seleccionados.
La unión de matrices con epoxi prioriza el control del material y el curado.
La resina epoxi se utiliza ampliamente debido a su compatibilidad con diversos formatos de encapsulado y a que puede aplicarse mediante varios métodos. La resina epoxi conductora puede proporcionar conexión eléctrica y térmica, mientras que el material no conductor puede proporcionar fijación mecánica o aislamiento eléctrico.
El soldador de chips puede aplicar epoxi a través de:
Dispensación por tiempo y presión
Dispensador de tornillo sin fin
Dispensación por chorro
Transferencia de pines o estampado
La bajada
Material adhesivo preaplicado
El método correcto depende de la viscosidad del material, el contenido de relleno, el tamaño del depósito, el patrón, la geometría del envase y la velocidad de producción. No se debe asumir que un dispensador que funciona con una resina epoxi puede manejar cualquier formulación, con o sin relleno.
Funciones importantes de la máquina de epoxi
Volumen de dispensación o estampado estable
Control de la temperatura del material y del tiempo de vida útil cuando sea necesario.
Colocación precisa de la matriz antes de que el material se mueva o se endurezca.
Fuerza de colocación y altura de unión programables
Control del espesor de la línea de unión y de la inclinación del troquel
Inspección visual previa y posterior a la emisión de la fianza
Transferencia fiable al proceso de curado requerido.
La colocación de resina epoxi suele requerir temperaturas de proceso más bajas que la soldadura metálica, pero el ensamblaje final sigue dependiendo del perfil de curado especificado. Una colocación exitosa no garantiza que la unión curada final cumpla con los requisitos térmicos, eléctricos o de fiabilidad.
Como ejemplo actual de una plataforma de epoxi de alta velocidad,Máquina de unión de chips BESI ESEC 2100 hSPuede considerarse como una opción de equipo. Su idoneidad real aún depende de la configuración de la máquina y del paquete objetivo.
La unión eutéctica de matrices requiere condiciones controladas de calor y superficie.
La unión eutéctica de matrices crea una unión metálica calentando una aleación o preforma a través de una condición de unión definida. Este proceso se suele considerar cuando el producto requiere una fuerte transferencia térmica, conductividad eléctrica, alta precisión de posicionamiento o una unión metálica controlada.
La máquina y las herramientas pueden necesitar soportar:
Soldadura predepositada o manipulación de preformas por separado
Calentamiento y enfriamiento rápidos y repetibles.
Atmósfera inerte o reductora controlada donde sea necesario
Movimiento programable de limpieza o de troquelado
Fuerza de unión y altura de unión precisas
Herramientas que se mantienen estables a la temperatura del proceso.
Alineación visual antes de que las superficies se oscurezcan.
El fregado puede ayudar a eliminar las películas superficiales, mejorar la humectación y reducir el gas atrapado en los procesos aplicables. No debe considerarse un requisito universal ni un sustituto de una correcta preparación de la superficie y un control adecuado de la temperatura.
El proceso eutéctico también debe tener en cuenta el comportamiento del molde mientras la aleación está fundida. Un soporte deficiente, un movimiento excesivo o un perfil térmico inadecuado pueden afectar la alineación, el espesor de la línea de unión y la formación de poros.
La unión de chips mediante soldadura blanda está estrechamente relacionada con la producción de energía.
La unión de chips mediante soldadura blanda se evalúa habitualmente para aplicaciones de semiconductores de potencia y marcos de conexión de alto volumen que requieren una vía térmica conductora entre el chip y su soporte.
Si bien tanto la soldadura eutéctica como la soldadura blanda utilizan materiales metálicos y calor, no deben considerarse idénticas. La forma de la soldadura, su comportamiento de fusión, la vía de dispensación, la atmósfera, el transporte del marco de conexión y la secuencia de producción pueden diferir sustancialmente.
Áreas de equipos de soldadura blanda para confirmar
Método de suministro de material: alambre de soldadura, pasta, preforma u otro método.
Consistencia en la dispensación o preparación de la soldadura
Cabezal de unión calentado, etapa o zona de proceso
Sistema de control de gases y oxidación
Recogida y colocación del chip mientras se realiza la soldadura.
Manejo de marcos de conexión, tiras o módulos de potencia
Visualización de procesos y monitorización de defectos
Enfriamiento y transferencia después de la unión.
Los equipos de soldadura blanda de alto volumen suelen ser más específicos para cada aplicación que las máquinas de unión de chips para I+D. Un comprador que reemplace una máquina de producción existente debe comparar el proceso completo de materiales y marcos de conexión, no solo la precisión de colocación y la producción máxima.
La sinterización de plata requiere una ruta completa de fijación y sinterización.
La sinterización de plata se utiliza cada vez más en aplicaciones donde los dispositivos de potencia requieren un alto rendimiento térmico y un funcionamiento prolongado en condiciones de temperatura exigentes. El material no forma su unión final mediante el curado epoxi convencional ni la fusión de soldadura.
Dependiendo del material seleccionado y del proceso de producción, la ruta puede incluir:
Aplicar pasta de plata, película u otro material de sinterización al sustrato o matriz.
Seleccionar y colocar con precisión el dado
Controlar el espesor inicial de la línea de unión
Fijar el troquel para que permanezca estable durante el transporte.
Transferencia del conjunto a un proceso de sinterización con o sin presión.
Aplicando la combinación requerida de calor, fuerza, atmósfera y tiempo.
Algunos procesos utilizan fijación por alta fuerza o sinterización asistida por presión, mientras que otros emplean materiales sin presión. Por lo tanto, la máquina de unión de matrices seleccionada debe ser la adecuada para el proceso de fabricación del material, en lugar de basarse en el término general "sinterización de plata".
Entre las consideraciones importantes sobre el equipo se incluyen:
Dispensación de pasta, estampado de película o manipulación de película de transferencia
Recogida y soporte de troqueles delgados
Capacidad de cabezal de unión y etapa calentados
Fuerza de unión programable
Control del espesor de la línea de unión y de la inclinación del troquel
Cambio automático de herramientas para diferentes matrices y productos.
Transferencia estable a la prensa o horno de sinterización final.
Una máquina de unión de matrices puede realizar las etapas de colocación y fijación sin completar la unión sinterizada final. Por lo tanto, se debe revisar toda la línea de producción, no solo la máquina de colocación de componentes.
El flujo de material puede ser tan importante como el método de unión.
Una vez definida la dirección del proceso, confirme cómo entran en la máquina el chip, el material de unión y el sustrato.
| Área de material | Formatos de entrada posibles | Consecuencia de la máquina |
|---|---|---|
| Entrada de matriz | Marco para oblea, paquete de gofres, Gel-Pak, bandeja, cinta y carrete o matriz suelta | Modifica los requisitos del eyector, la herramienta de recogida, el sistema de visión, el alimentador y el cambio automático. |
| Material adhesivo | Epoxi, pasta de soldadura, alambre, preforma, pasta de plata, película o capa preaplicada | Cambia el dispensador, la herramienta de estampado, la unidad de inmersión, el calentador y el sistema de control de materiales. |
| Sustrato | Marco de plomo, DBC, AMB, cerámica, PCB, portador, paquete o submontaje individual | Modificaciones en el sistema de sujeción, indexación, fijación, calentamiento y automatización de la producción. |
| Cambio de producto | Producto único, alta variedad, múltiples matrices o múltiples materiales de proceso | Puede requerir el cambio automático de herramientas, eyectores, obleas y recetas. |
Una plataforma multiproceso puede admitir varios métodos de unión, pero solo cuando se hayan instalado los dispensadores, calentadores, cabezales, herramientas, controles de atmósfera y opciones de software necesarios.
ElMáquina pegadora de troqueles BESI Datacon 2200 EVOIlustra cómo se pueden combinar la manipulación de obleas, el cambio de herramientas, la dispensación y los procesos en caliente o en frío dentro de una plataforma flexible. La configuración de la máquina ofrecida aún debe verificarse individualmente.
Secuencia práctica de selección de máquinas de unión de chips
Defina la articulación final.Establecer los requisitos térmicos, eléctricos, mecánicos y de fiabilidad.
Confirme las interfaces del material.Identifique la metalización de la parte posterior del chip, el acabado del sustrato y el estado de la superficie.
Seleccione el proceso de unión.Compare la resina epoxi, la soldadura eutéctica, la soldadura blanda y la sinterización con la unión requerida.
Defina la presentación del material.Registre cómo el chip, el material de unión y el sustrato ingresan a la máquina.
Identificar los módulos del proceso.Confirme los requisitos de dosificación, estampado, manipulación de preformas, calentamiento, atmósfera, limpieza, fuerza y enfriamiento.
Establezca el requisito de colocación.Defina precisión, theta, altura de unión, inclinación del troquel e inspección posterior a la unión.
Revisar la automatización de la producción.Establecer los requisitos de producción, cambio de formato, trazabilidad y manipulación.
Verifique la máquina exacta.Compare la configuración instalada, el software, las herramientas y los accesorios con el plan de proceso.
Ejecutar material representativo.Verifique la secuencia completa de materiales y uniones bajo las condiciones de prueba acordadas.
Califica la unión final.Confirme los resultados térmicos, eléctricos, mecánicos y de fiabilidad a través del proceso de producto correspondiente.
Esta secuencia constituye la clave para la selección de la máquina. El método de unión determina qué funciones del equipo son necesarias, mientras que el producto exacto determina si esas funciones son suficientes.
Cuándo tiene sentido utilizar una máquina de unión de chips multiproceso
Una máquina de unión de matrices flexible puede resultar valiosa cuando la fábrica produce una gran variedad de productos, realiza desarrollo de procesos o necesita varias rutas de unión dentro de una misma plataforma.
La capacidad multiproceso resulta más útil cuando:
Los cabezales y herramientas instalados cubren el rango de matrices requerido.
La máquina puede cambiar entre los formatos de entrada de material requeridos.
Se encuentran disponibles módulos de dosificación, estampado, calentamiento y atmósfera controlada.
El software y las recetas permiten un cambio de proceso controlado.
El rendimiento previsto sigue siendo viable tras los cambios de formato.
La calibración y el mantenimiento pueden gestionarse a través de los diferentes procesos.
Una máquina dedicada de alto volumen puede ser más adecuada cuando una familia de productos domina la producción y requiere un manejo especializado de los marcos de conexión, control de la soldadura blanda o preparación para la sinterización de alta fuerza.
Preguntas frecuentes sobre la selección de máquinas de unión de troqueles
¿Puede una sola máquina de unión de matrices realizar procesos de epoxi y eutécticos?
Algunas plataformas flexibles admiten ambos procesos, pero solo si se instalan el dispensador, el sistema de calefacción, el control de atmósfera, las herramientas y el software necesarios. El nombre del modelo por sí solo no garantiza la capacidad de procesamiento múltiple.
¿Se completa la sinterización de la plata totalmente dentro de una máquina de unión de matrices?
No siempre. La máquina de unión de matrices puede aplicar el material, colocar la matriz y realizar el pegado, mientras que la sinterización final se lleva a cabo en un proceso independiente, con o sin presión. Se debe revisar toda la línea de producción.
¿La unión eutéctica es lo mismo que la unión de chips mediante soldadura blanda?
No. Ambos métodos utilizan materiales de unión metálicos y calor, pero el comportamiento de la aleación, la presentación del material, la atmósfera, las herramientas y los equipos de producción pueden variar. El proceso requerido debe estar definido por el sistema de materiales y el encapsulado.
¿Una mayor precisión en la colocación implica una mejor máquina de unión de chips?
No por sí sola. La precisión debe considerarse junto con el manejo del troquel, el control de la línea de unión, la aplicación del material, la fuerza, el calentamiento, la automatización y las condiciones reales de medición.
¿Qué información se debe preparar antes de solicitar una recomendación de un fabricante de chips?
Prepare las dimensiones y el grosor del chip, el formato de entrada, el sustrato, el material de unión, los requisitos de colocación, la fuerza de unión, la temperatura, la atmósfera, el objetivo de producción y las funciones de inspección o trazabilidad requeridas.
Recomendación final
La elección de una máquina de unión de chips debe basarse en la unión que debe crear, no solo en su velocidad, precisión o modelo. Los procesos con epoxi dependen en gran medida de la deposición y el curado del material. Los procesos de soldadura eutéctica y blanda requieren condiciones de unión metálica controladas. La sinterización de plata exige una preparación precisa del material, un proceso de fijación y una ruta de sinterización completa.
Reseña disponiblemáquinas de unión de matricesSolo después de que se definan el proceso, el flujo de materiales y los módulos necesarios. Para discutir un proyecto, envíe el chip, el sustrato, el material de unión, el objetivo de producción y el proceso previsto a través dePágina de consulta sobre todos los equipos SMT.
¿Recomendación de bonder?
Prepare las dimensiones y el grosor del chip, el formato de entrada, el sustrato, el material de unión, los requisitos de colocación, la fuerza de unión, la temperatura, la atmósfera, el objetivo de producción y las funciones de inspección o trazabilidad requeridas.
Recomendación final
La elección de una máquina de unión de chips debe basarse en la unión que debe crear, no solo en su velocidad, precisión o modelo. Los procesos con epoxi dependen en gran medida de la deposición y el curado del material. Los procesos de soldadura eutéctica y blanda requieren condiciones de unión metálica controladas. La sinterización de plata exige una preparación precisa del material, un proceso de fijación y una ruta de sinterización completa.
Reseña disponiblemáquinas de unión de matricesSolo después de que se definan el proceso, el flujo de materiales y los módulos necesarios. Para discutir un proyecto, envíe el chip, el sustrato, el material de unión, el objetivo de producción y el proceso previsto a través dePágina de consulta sobre todos los equipos SMT.
