ASM AMICRA AFC Plus: Liên kết chip, các tùy chọn chip lật và vai trò của quy trình

ASM AMICRA AFC Plus là một nền tảng liên kết chính xác dạng mô-đun, được sử dụng trong lắp ráp chip và ghép nối chip lật. Nó nằm trong danh mục sản phẩm liên kết chip siêu chính xác của ASMPT AMICRA và phù hợp với các ứng dụng như vi quang học, MEMS, lắp ráp LED, quang điện tử và đóng gói bán dẫn tiên tiến.

Gọi nó đơn giản là máy hàn chip hoặc máy hàn lật chip là quá đơn giản hóa vai trò của nó. Hàn chip mô tả nhiệm vụ lắp ráp tổng thể, trong khi hàn lật chip thay đổi hướng của chip và đưa ra các yêu cầu khác nhau về xử lý, căn chỉnh và dụng cụ.

Nền tảng này có thể hỗ trợ nhiều hướng quy trình, nhưng khả năng sử dụng thực tế của từng máy móc được tạo ra bởi phần cứng, phần mềm, công cụ và thiết lập quy trình đạt chuẩn được cài đặt trên máy đó. Bài viết này giải thích mối liên hệ giữa các chức năng đó trước khi bắt đầu cấu hình phù hợp với dự án cụ thể.

ASM AMICRA AFC Plus là gì?

AFC Plus được thiết kế để xử lý, căn chỉnh và liên kết chip bán dẫn hoặc linh kiện chính xác với bề mặt mục tiêu trong điều kiện quy trình được kiểm soát. Tùy thuộc vào ứng dụng, mục tiêu có thể là chất nền, cấu trúc thiết bị hoặc bề mặt lắp ráp khác.

Thiết kế dạng mô-đun cho phép xây dựng lộ trình liên kết phù hợp với các hướng đặt chip khác nhau, hệ thống vật liệu, phương pháp xử lý, công cụ liên kết và các chức năng hỗ trợ quy trình. Tài liệu ASM AMICRA trước đây mô tả AFC Plus là một nền tảng liên kết chip và chip lật hoàn toàn tự động, trong khi tài liệu ASMPT hiện tại tiếp tục xếp nó vào danh mục sản phẩm liên kết chính xác của công ty và đề cập đến khái niệm máy dạng mô-đun với tùy chọn chip lật.

Những mô tả này xác định định hướng kỹ thuật của nền tảng. Chúng không xác định chính xác các đầu phun, công cụ, chức năng thị giác, mô-đun ứng dụng vật liệu hoặc phần mềm được cài đặt trên một máy cụ thể.

Ghép chip và ghép chip lật phục vụ các quy trình lắp ráp khác nhau.

Ghép khuôn (Die bonding) là quy trình tổng quát hơn bao gồm việc định vị và ghép một khuôn hoặc linh kiện chính xác vào mục tiêu. Trong quy trình ghép úp mặt (face-up route), khuôn sẽ giữ nguyên hướng cần thiết cho quá trình kết nối hoặc lắp ráp sau này.

Công nghệ ghép chip lật (flip-chip bonding) thay đổi mối quan hệ đó. Mặt hoạt động hoặc mặt kết nối của chip hướng về phía bề mặt ghép nối, vì vậy quy trình phải kiểm soát cách chip được chọn, xoay, đỡ, căn chỉnh và đưa vào tiếp xúc với mục tiêu.

Không có phương pháp nào vượt trội hơn phương pháp kia một cách tuyệt đối. Chúng giải quyết các vấn đề lắp ráp khác nhau và nên được lựa chọn tùy thuộc vào hướng đặt chip, cấu trúc mục tiêu, vật liệu liên kết và mối nối yêu cầu.

Đối với công việc gắn chip lật, máy cần có đường dẫn xử lý chip phù hợp, môi trường căn chỉnh, dụng cụ, phần mềm và quy trình thiết lập đã được chứng minh. Chỉ riêng mô tả mô hình không thể khẳng định rằng các yếu tố này đã có mặt.

Cách thức thao tác, căn chỉnh và liên kết diễn ra cùng nhau

Quá trình liên kết chính xác được tạo ra bởi một số chức năng kết nối với nhau. Đầu tiên, khuôn phải được đặt ở dạng cho phép cầm nắm an toàn. Sau đó, máy sẽ vận chuyển khuôn và, nếu quy trình yêu cầu, sẽ thay đổi hướng của khuôn trước khi căn chỉnh nó với chất nền hoặc mục tiêu.

Về mặt khái niệm, trình tự như sau:

Đặt khuôn → Chọn và định hướng → Căn chỉnh → Bôi vật liệu hoặc gia nhiệt nếu cần → Dán → Kiểm tra hoặc ghi lại vị trí lắp đặt

Đây không phải là chương trình AFC Plus cố định. Quy trình gắn chip úp mặt có thể tuân theo lộ trình xử lý khác so với lắp ráp chip lật. Quy trình epoxy có thể sử dụng phương pháp dập hoặc phân phối, trong khi quy trình eutectic chú trọng hơn vào hệ thống vật liệu, kiểm soát nhiệt độ và điều kiện liên kết.

Vật liệu nền cũng cần một phương pháp định vị ổn định. Có thể sử dụng mâm cặp, đồ gá hoặc các giá đỡ khác để giữ vật liệu ở vị trí cố định và giúp đầu hàn tiếp cận vị trí mong muốn.

Hệ thống thị giác kết nối khuôn mẫu và mục tiêu trong quy trình này. Camera, quang học và ánh sáng xác định các đặc điểm tham chiếu, trong khi phương pháp căn chỉnh thiết lập vị trí tương đối của chúng trước khi liên kết. Chất lượng nhận dạng có thể bị ảnh hưởng bởi độ tương phản của đặc điểm, điều kiện bề mặt, hiệu chuẩn, độ ổn định của dụng cụ và sự giãn nở nhiệt.

Một tuyên bố về độ chính xác ở cấp độ mô hình không thể mô tả mọi kết quả dự án vì hiệu suất căn chỉnh được tạo ra bởi toàn bộ môi trường quy trình. Các đặc điểm mục tiêu, quang học được lắp đặt, dụng cụ, điều kiện hiệu chuẩn và liên kết phải hoạt động cùng nhau.

Các công thức phần mềm điều phối các chức năng vật lý này. Chúng có thể kiểm soát vị trí thao tác, các tham chiếu căn chỉnh, các giai đoạn ứng dụng vật liệu, trình tự chuyển động và các thông số quy trình khác. Do đó, lộ trình liên kết khả dụng được hình thành bởi phần cứng, dụng cụ, phần mềm và hiệu chuẩn hoạt động như một hệ thống duy nhất.

Vật liệu liên kết và các chức năng hỗ trợ quy trình

Dập và phân phối epoxy

Phương pháp dập khuôn epoxy chuyển vật liệu kết dính thông qua một khuôn hoặc dụng cụ chuyên dụng. Phương pháp này hữu ích khi quy trình yêu cầu hình dạng lớp phủ xác định hoặc lượng vật liệu lặp lại tại một vị trí cụ thể.

Phương pháp phân phối cung cấp vật liệu thông qua hệ thống phân phối đã được lắp đặt và có thể hỗ trợ các vị trí, kiểu mẫu hoặc khối lượng phân phối khác nhau. Mặc dù cả hai phương pháp đều sử dụng vật liệu trong quy trình sản xuất, nhưng chúng tạo ra các yêu cầu khác nhau về dụng cụ, điều khiển và phần mềm.

Việc dập khuôn đòi hỏi phần cứng dập khuôn và hình dạng dụng cụ phù hợp. Việc phân phối đòi hỏi hệ thống phân phối, đường dẫn vật liệu và kiểm soát quy trình tương thích. Việc sử dụng chúng phụ thuộc vào phương pháp liên kết dự định chứ không chỉ dựa vào tên gọi AFC Plus.

Liên kết eutectic và liên kết bằng nhiệt

Liên kết eutectic sử dụng quy trình vật liệu và nhiệt được kiểm soát để tạo thành mối nối. Nhiệt độ, lực, điều kiện bề mặt và dụng cụ chuyên dụng của quy trình đều có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Các tài liệu chính thức trước đây liên kết AFC Plus với các hướng liên kết eutectic và epoxy, đồng thời liệt kê các dụng cụ gia nhiệt trong số các tùy chọn có sẵn. Điều này hỗ trợ mối quan hệ của quy trình, nhưng không phải là một nhiệt độ, lực hoặc trình tự liên kết chung. Các giá trị đó được xác định bởi hệ thống vật liệu được chọn, thiết bị nhiệt, đầu liên kết, dụng cụ và công thức đạt tiêu chuẩn.

Lập bản đồ wafer, xử lý bằng tia UV và kiểm tra sau khi liên kết

Việc lập bản đồ wafer có thể hỗ trợ nhận dạng chip, lựa chọn vị trí hoặc các dữ liệu khác được sử dụng trong quy trình xử lý. Việc sử dụng nó phụ thuộc vào phần mềm, giao diện và cấu trúc dữ liệu được hỗ trợ có liên quan.

Phương pháp đóng rắn bằng tia cực tím có thể được áp dụng khi vật liệu kết dính cần tiếp xúc với tia cực tím sau khi thi công hoặc đặt vào vị trí. Phương pháp này cần có thiết bị đóng rắn tương thích và quy trình được thiết kế riêng cho vật liệu đã chọn.

Kiểm tra sau khi liên kết có thể kiểm tra sự hiện diện, vị trí của chip hoặc các kết quả xác định khác sau khi liên kết. Tài liệu chính thức trước đây liệt kê đây là một chức năng tùy chọn của AFC Plus, trong khi phạm vi kiểm tra thực tế được xác định bởi hệ thống quang học, phần mềm, hiệu chuẩn và tiêu chí chấp nhận được cài đặt.

Khả năng của nền tảng và cấu hình đã cài đặt không giống nhau.

Tài liệu nền tảng mô tả các hướng dẫn quy trình mà dòng máy có thể hỗ trợ. Nó không nhất thiết mô tả cấu hình của một máy AFC Plus cụ thể.

Một tài liệu quảng cáo lịch sử có thể liệt kê các tùy chọn như xử lý chip lật, lập bản đồ wafer, dụng cụ gia nhiệt hoặc kiểm tra sau khi liên kết. Trang giới thiệu sản phẩm hiện tại có thể nhấn mạnh vào định vị chính xác và các lĩnh vực ứng dụng mục tiêu. Cả hai nguồn đều hữu ích, nhưng không nên kết hợp chúng để giả định một máy móc tiêu chuẩn.

Mỗi chức năng của quy trình cần sự kết hợp chính xác giữa phần cứng, phần mềm và công cụ. Thao tác lật chip có thể yêu cầu cơ chế định hướng chuyên dụng và các công cụ phù hợp. Việc lập bản đồ wafer phụ thuộc vào phần mềm và giao diện dữ liệu tương ứng. Việc kiểm tra dựa trên môi trường thị giác được cài đặt, trong khi việc hàn nhiệt cần phần cứng và hệ thống điều khiển nhiệt phù hợp.

Đây là lý do tại sao hai máy AFC Plus có thể phục vụ các ứng dụng rất khác nhau. Một hệ thống được cấu hình cho vi quang học có thể có các đầu đọc, đồ gá, thấu kính và chương trình khác với một hệ thống được chuẩn bị cho MEMS, lắp ráp LED hoặc đóng gói chất bán dẫn.

Các số liệu về độ chính xác và thời gian chu kỳ được công bố cũng cần có bối cảnh. Các giá trị lịch sử có thể liên quan đến cấu hình máy móc đã lỗi thời, quy trình xác định hoặc điều kiện vận hành cụ thể, trong khi các bản tóm tắt danh mục sản phẩm mới hơn có thể mô tả vị trí tổng thể của nền tảng.

Hướng đặt khuôn, dụng cụ, phương pháp căn chỉnh, xử lý vật liệu, các bước nhiệt và các tùy chọn được lắp đặt đều có thể làm thay đổi chu trình xử lý hiệu quả và kết quả. Số liệu từ các nguồn khác nhau nên giữ nguyên ngày tháng và điều kiện ban đầu thay vì được gộp lại thành một thông số kỹ thuật chung.

Lĩnh vực ứng dụng không quyết định tính tương thích của dự án.

ASMPT liên kết AFC Plus với các ứng dụng vi quang học, lắp ráp LED và MEMS, đóng gói bán dẫn tiên tiến và các ứng dụng sản xuất hàng loạt khác. Những nhãn này cho thấy các thị trường mà chức năng liên kết chính xác có thể phù hợp.

Họ không khẳng định rằng mọi sản phẩm trên các thị trường đó đều có thể hoạt động trên mọi AFC Plus. Hai dự án quang tử hoặc MEMS có thể sử dụng kích thước chip, vật liệu nền, chất kết dính, hướng đặt, tham chiếu quang học và điều kiện nhiệt khác nhau.

Thay vào đó, cần đánh giá tính phù hợp về mặt kỹ thuật dựa trên khuôn mẫu, bề mặt mục tiêu, vật liệu liên kết và quy trình cần thiết. Việc xử lý đầu vào và đầu ra, dụng cụ, phần mềm, kiểm tra, gia nhiệt và yêu cầu về lực sẽ quyết định chức năng nào của máy cần được xem xét kỹ hơn.

Sau khi các chi tiết dự án được xác định, bước tiếp theo là đánh giá cấu hình cụ thể của dự án thay vì so sánh rộng hơn các mô tả mô hình.

Chuyển từ nghiên cứu nền tảng sang khớp cấu hình

Nghiên cứu nền tảng được coi là hoàn thành nhiệm vụ khi có thể mô tả rõ ràng cấu trúc lắp ráp dự kiến. Một đánh giá hữu ích bắt đầu với kích thước và vật liệu của chip, chất nền hoặc vật liệu đích, hướng đặt chip, phương pháp liên kết và vật liệu liên kết.

Các yếu tố như vị trí căn chỉnh, yêu cầu về nhiệt độ hoặc lực, ứng dụng vật liệu, xử lý đầu vào và đầu ra, dụng cụ hiện có và bất kỳ giai đoạn kiểm tra hoặc đóng rắn nào cũng cần được xem xét. Những chi tiết này sẽ quyết định loại đầu hàn, bố trí xử lý, quang học và mô-đun hỗ trợ nào cần được nghiên cứu.

Sử dụngCấu hình ASM AMICRA AFC PlusHãy truy cập trang này để so sánh các yêu cầu đó với các chức năng máy móc liên quan, hoặc liên hệ với nhóm kỹ thuật qua email hoặc WhatsApp để bắt đầu xem xét dự án. Bản vẽ khuôn, hình ảnh vật liệu nền, ảnh dụng cụ và tài liệu quy trình có thể được đính kèm sau khi cuộc trò chuyện được bắt đầu.

Khả năng tương thích, các tùy chọn cài đặt, hiệu năng, giá cả và thời gian giao hàng chỉ nên được thảo luận sau khi đã so sánh các yêu cầu của dự án và cấu hình máy móc liên quan.

Câu hỏi thường gặp về ASM AMICRA AFC Plus

ASM AMICRA AFC Plus là máy hàn chip hay máy hàn lật chip?

Nó liên quan đến cả hai hướng xử lý ghép chip (die-bonding) và lật chip (flip-chip). Ghép chip là công đoạn lắp ráp tổng quát hơn, trong khi khả năng lật chip hữu dụng đòi hỏi sự định hướng, căn chỉnh, dụng cụ, phần mềm và cấu hình quy trình phù hợp.

Sự khác biệt giữa liên kết chip (die bonding) và liên kết lật chip (flip-chip bonding) trên AFC Plus là gì?

Sự khác biệt chính nằm ở hướng đặt chip và mối quan hệ của nó với mục tiêu. Phương pháp ghép chip lật (flip-chip bonding) đặt mặt hoạt động hoặc mặt kết nối hướng về phía bề mặt ghép nối, làm thay đổi quy trình xử lý, căn chỉnh, dụng cụ và trình tự ghép nối.

Liệu mọi sản phẩm AFC Plus đều bao gồm công nghệ ghép nối chip lật (flip-chip bonding)?

Không. Tài liệu chính thức trước đây xác định liên kết chip lật là một lựa chọn. Phần cứng, phần mềm, công cụ và thiết lập quy trình liên quan phải có sẵn trên từng máy riêng lẻ.

Công nghệ dập và phân phối epoxy có tác dụng gì?

Cả hai phương pháp đều chuyển vật liệu, nhưng chúng sử dụng các phương pháp khác nhau. Dập khuôn sử dụng một dụng cụ chuyên dụng để đưa vật liệu vào, trong khi phân phối vật liệu được cung cấp thông qua một hệ thống phân phối được lắp đặt sẵn.

Liên kết eutectic trên AFC Plus là gì?

Đây là một phương pháp liên kết trong đó hệ thống vật liệu được kiểm soát, quy trình nhiệt và dụng cụ chuyên dụng góp phần tạo nên mối nối. Nhiệt độ, lực và trình tự được xác định bởi ứng dụng và hệ thống được lắp đặt.

Liệu AFC Plus có thể hỗ trợ các dự án quang học, MEMS hoặc đóng gói tiên tiến không?

Đây là các hướng dẫn ứng dụng được công nhận cho nền tảng này, nhưng chúng không đảm bảo tính tương thích với mọi sản phẩm. Dự án cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố như khuôn đúc, chất nền, hệ thống vật liệu, hướng lắp đặt, dụng cụ, sự căn chỉnh và các mô-đun cần thiết.

Phần kết luận:ASM AMICRA AFC Plus là một nền tảng ghép nối chip và lật chip chính xác dạng mô-đun, nhưng hai hướng ghép nối này liên quan đến các hướng chip, yêu cầu căn chỉnh và yêu cầu dụng cụ khác nhau. Hệ thống thị giác, ứng dụng vật liệu, gia nhiệt, lập bản đồ wafer, làm khô và kiểm tra hỗ trợ các phần riêng biệt của quy trình và có thể yêu cầu các mô-đun được cài đặt cụ thể. Mô tả nền tảng có thể xác định tính phù hợp về mặt kỹ thuật, trong khi khả năng tương thích dự án yêu cầu xem xét cấu hình dựa trên chip, chất nền, phương pháp ghép nối và điều kiện quy trình thực tế.