يُعدّ جهاز ASMPT SIPLACE CA2 منصةً هجينةً عالية السرعة لوضع المكونات، حيث يقوم بمعالجة مكونات التثبيت السطحي التقليدية ورقائق أشباه الموصلات العارية في بيئة إنتاج واحدة. ويمكنه التقاط مكونات التثبيت السطحي من مغذيات الشريط والبكرة، بالإضافة إلى أخذ الرقائق مباشرةً من رقاقة السيليكون المقطعة.
هذا المزيج يجعل جهاز CA2 مناسبًا لإنتاج أنظمة متكاملة في حزمة واحدة، ووحدات متعددة الرقاقات، وتغليف الرقاقات واللوحات، والمكونات المدمجة، وتطبيقات مختارة لأشباه موصلات الطاقة. وتبرز قيمته القصوى عندما يكون وضع الرقاقات مباشرةً جزءًا أساسيًا من المنتج، وليس مجرد عملية متخصصة تُجرى من حين لآخر.
لا ينبغي اختيار الآلة بناءً على سرعة أو دقة واحدة فقط. يعتمد القرار الحقيقي على التوازن بين الرقائق المُزوَّدة من الرقاقة والمكونات المُزوَّدة من وحدة التغذية، وعدد أنواع الرقائق، وشكل الركيزة، ومسار التوصيل المطلوب، وتكوين CA2 المُثبَّت.
ما صُمم جهاز SIPLACE CA2 للقيام به
تستقبل آلة وضع المكونات السطحية التقليدية عادةً المكونات المغلفة من الشريط أو الصواني أو غيرها من وحدات التغذية. أما نظام وضع الرقائق، فيجب عليه بدلاً من ذلك تحديد واسترجاع الرقائق المفردة من الرقاقة، والاحتفاظ بمعلومات مصدرها، ونقلها إلى الركيزة أو العبوة.
يجمع جهاز SIPLACE CA2 تدفقَي المواد هذين في منصة واحدة. وبحسب التكوين، يمكنه دعم ما يلي:
وضع المكونات السطحية من مغذيات الشريط والبكرة
التقاط مباشر للرقائق العارية من رقائق السيليكون المقطعة
وضع القالب المرفق قبل عملية الربط المؤهلة
وضع رقاقة القلب المقلوبة ووجهها لأسفل
منتجات مختلطة تحتوي على عدة قوالب ومكونات مختارة من تقنية التجميع السطحي (SMT).
يمكن لتغذية الرقاقات مباشرةً الاستغناء عن خطوة تغليف الرقاقات الوسيطة. وهذا بدوره يقلل من تحضير المواد وتجديدها ومعالجتها المرتبطة بنقل الرقاقات الحساسة إلى الشريط قبل وضعها. وتكون فائدة الإنتاج في ذروتها عندما تستخدم مجموعة منتجات عدة مكونات مُورَّدة من الرقاقات أو تتطلب تبديلاً متكرراً بين أنواع الرقاقات.
لذا فإن جهاز CA2 ليس مجرد آلة SMT مزودة بمدخل إضافي للرقاقات. فوظائف رؤوس التثبيت، وتبديل الرقاقات، وتخزين الرقائق، والرؤية، ومعالجة المواد، والتتبع، كلها مصممة لتتمحور حول تجميع أشباه الموصلات وSMT المختلط.
المواصفات المنشورة لجهاز SIPLACE CA2
تصف القيم التالية إمكانيات منصة ASMPT المنشورة. وتعتمد السرعة القصوى والدقة على وضع التشغيل، وموضع التركيب، وهندسة المكونات، وترتيب الناقل، والخيارات المحددة. يحدد جدول المواصفات نطاقًا محتملاً للعملية، بدلاً من التنبؤ بزمن الدورة أو حالة آلة معينة.
| منطقة المواصفات | قدرات CA2 المنشورة | المعنى العملي |
|---|---|---|
| هندسة التوزيع | رأسان لوضع SIPLACE CP20 | تدعم المنصة ذات الرأسين تقنية SMT عالية السرعة ووضع الرقاقات المباشر. |
| معيار وضع تقنية SMT | تصل إلى 76000 قطعة في الساعة | تمثل القيمة اتجاه المنصة بدلاً من ضمان إنتاج المنتج. |
| وضع رقاقة التوصيل المقلوبة من الرقاقة | تصل إلى 51000 قطعة في الساعة | يعتمد المعدل الحقيقي أيضًا على التقاط الرقاقة، والرؤية، والغمر، وفهرسة الركيزة. |
| يتم تثبيت الرقاقة من الرقاقة | تصل إلى 54000 قطعة في الساعة | ويعكس هذا تركيز المنصة على معالجة الرقائق المباشرة بكميات كبيرة. |
| دروس دقة تحديد المستوى | 20 ميكرومتر، أو 15 ميكرومتر، أو 10 ميكرومتر عند 3 سيجما | يمكن تحديد الفئة وفقًا لموقع التموضع وشكل المكون. |
| مجموعة مكونات التغذية الشريطية | 0201 متري إلى 8.2 مم × 8.2 مم | المكونات التي تقع خارج هذا النطاق تتطلب حلاً آخر لوضع المكونات أو عملية خط مقسم. |
| مجموعة رقائق السيليكون الموردة | من 0.3 مم × 0.3 مم إلى 8.2 مم × 8.2 مم | لا يزال سمك القالب، وسطح الالتقاط، وبنية النتوءات، وثبات التعامل بحاجة إلى تقييم. |
| معالجة الرقائق | يدعم ما يصل إلى 50 رقاقة مختلفة؛ زمن التبديل حوالي 13 ثانية | يدعم هذا التصميم المنتجات التي تتطلب تغييرات متكررة بين مصادر متعددة للرقائق. |
| تكوينات المواد | يصل عدد مواضع التغذية إلى 80 × 8 مم، أو يصل إلى نظامين متعددين للرقاقات مع مسارات تغذية 10 × 8 مم | يجب أولاً تحديد التوازن المطلوب بين سعة الرقاقة ومواقع التغذية التقليدية. |
| نطاق الركائز أحادية المسار | تصل أبعادها إلى 700 مم × 620 مم في فئات دقة مختارة؛ وتصل إلى 300 مم × 300 مم عند دقة 10 ميكرومتر. | لا تستخدم معالجة اللوحات الكبيرة ووضعها بأعلى دقة نفس مساحة العمل الكاملة. |
| أبعاد الآلة | 2.56 م × 2.50 م × 1.85 م | يجب أن يشمل تخطيط خط الإنتاج أيضًا مساحة التحميل والخدمة والوصول إلى المواد. |
| واجهات المصنع | IPC-HERMES-9852، وIPC-CFX، وIPC-SMEMA-9851، وSECS/GEM | تحدد نسخة البرنامج المُسلّمة والوظائف المرخصة التنفيذ الفعلي. |
| معلومات الامتثال | مدرج في قائمة CE و SEMI S2/S8؛ فئة غرفة نظيفة ISO 7 | ينبغي مراجعة متطلبات موقع الوجهة بشكل مستقل. |
تتطلب فئات الدقة الثلاث اهتمامًا خاصًا. فئة 10 ميكرومتر ليست إعدادًا موحدًا لجميع أحجام الركائز ومواقعها. على سبيل المثال، يمتد نطاق المسار الواحد المنشور إلى 700 مم × 620 مم لفئتي 20 ميكرومتر و15 ميكرومتر، بينما تصل مساحة العمل الكاملة لفئة 10 ميكرومتر إلى 300 مم × 300 مم.
يختلف وصف عملية تبديل الرقاقات قليلاً في المواد الرسمية: إذ يصف ملخص الميزات مدة أقل من 13 ثانية، بينما يذكر جدول المواصفات 13 ثانية. ولأغراض تخطيط الإنتاج، ينبغي اعتبار دورة التبديل 13 ثانية تقريبًا والتحقق من صحتها باستخدام تسلسل الرقاقات المُعتمد.
كيف يؤثر تصميم CA2 على عمليات مناولة المواد
تستخدم آلة SIPLACE CA2 رأسين من نوع CP20. وقد تم توثيق قدرة كل رأس على إجراء ما يصل إلى 38,000 عملية تركيب في الساعة، مما ينتج عنه معدل إنتاج إجمالي يصل إلى 76,000 قطعة في الساعة في تقنية التجميع السطحي (SMT). يدعم الرأس مكونات تتراوح أبعادها من 0201 متري إلى 8.2 مم × 8.2 مم، وبارتفاع يصل إلى 4 مم.
يُعد هذا النطاق مناسبًا تمامًا لهياكل SiP المدمجة التي تحتوي على دوائر متكاملة صغيرة ومكونات سلبية ورقائق مكشوفة، ولكنه يُحدد أيضًا حدودًا واضحة. قد تحتاج المنتجات التي تحتوي على أجهزة يزيد حجمها عن 8.2 مم، أو رقائق سميكة بشكل غير معتاد، أو مكونات تتطلب طريقة التقاط مختلفة، إلى آلة ثانية أو منصة مختلفة.
تؤثر كاميرا SST49 عالية الدقة الاختيارية على أدق أبعاد الرصاص والكرة المنشورة. لذا، ينبغي مطابقة التطبيقات التي تتضمن مسافات صغيرة جدًا بين الملاعب أو أقطار كرات صغيرة جدًا مع حزمة الرؤية المثبتة بدلاً من الاعتماد على اسم الطراز فقط.
يُغيّر نظام الرقاقات المتعددة طريقة تزويد الجهاز بالكهرباء. قد يوفر جهاز CA2 المُهيأ أساسًا لتقنية التجميع السطحي (SMT) ما يصل إلى 80 موضعًا لمغذيات الشريط 8 مم. بينما يمكن لتكوين مُخصص للرقاقات استخدام نظامين من أنظمة الرقاقات المتعددة مع الاحتفاظ بـ 10 مواضع لمغذيات الشريط 8 مم.
يمكن أن تعمل وحدة تثبيت الرقاقات ووحدة الغمس الخطي ومسارات التغذية ضمن نفس مفهوم المواد. يتيح ذلك للمنتج دمج عدة رقائق مُغذّاة بالرقاقات مع عدد مُحدد من مكونات SMD المُغذّاة بالشريط. مع ذلك، لا يوفر هذا النظام سعة تغذية غير محدودة، لذا يجب تقسيم قائمة المواد وفقًا لحمل التثبيت الفعلي.
يستطيع نظام الرقاقات استيعاب ما يصل إلى 50 رقاقة مختلفة. ولا تقتصر قيمته على سعة التخزين فحسب، بل يسمح أيضًا بتسلسل الإنتاج بالتبديل بين مصادر متعددة للرقاقات دون التعامل مع كل رقاقة على حدة. وهذا مفيدٌ للغاية في حزم الرقاقات المتعددة التي تحتوي على ذاكرة، أو منطق، أو مستشعرات، أو أجهزة ترددات لاسلكية، أو مكونات طاقة، مُستخرجة من رقاقات مختلفة.
التطبيقات التي تتوافق مع منصة CA2
يمكن تقييم SIPLACE CA2 عبر العديد من مجالات التغليف المتقدمة، ولكن المشاريع الأكثر ملاءمة عادة ما تشترك في ثلاثة شروط: يحتوي المنتج على العديد من المكونات الصغيرة، ويمثل وضع الرقاقة المباشر جزءًا كبيرًا من الدورة، ويبرر حجم الإنتاج التبادل الآلي للرقاقة وتخزين الرقائق.
أنظمة مدمجة ووحدات متعددة الرقائق
غالبًا ما تجمع منتجات SiP بين عدة رقائق أشباه موصلات مع مقاومات ومكثفات ومرشحات أو مكونات أخرى من تقنية التجميع السطحي (SMT). ويمكن لجهاز CA2 وضع الرقائق مباشرة من الرقاقات أثناء معالجة أجزاء مختارة من الشريط في نفس بيئة خط الإنتاج.
يُمكن لهذا أن يُقلل من الحاجة إلى تشغيل عمليات وضع الرقائق ووضع تقنية التجميع السطحي (SMT) كوحدات إنتاج منفصلة تمامًا. وتزداد هذه الميزة قوةً عند تخطيط تتبع المواد، والوصفات، والتحكم في خط الإنتاج بما يتناسب مع العملية المدمجة.
تغليف على مستوى الرقاقة واللوحة
يدعم الناقل أحادي المسار أحجام الركائز واللوحات الكبيرة ضمن فئات دقة محددة. وهذا ما يجعل المنصة مناسبة لهياكل الرقائق، وإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة المدمجة، وتطبيقات مستوى اللوحة.
لا تُغني مساحة العمل الكبيرة عن الحاجة إلى مراجعة دعامة الركيزة. فسمك اللوحة، وتصميم الحامل، واستوائها، وانحناءها، والدقة المحلية المطلوبة، كلها عوامل تؤثر على مدى جدوى الشكل المقصود.
منتجات أشباه الموصلات المدمجة ومنتجات الطاقة
قد تجمع تجميعات أشباه الموصلات المدمجة وتجميعات أشباه الموصلات الخاصة بالطاقة بين رقائق مكشوفة ومكونات سلبية وحوامل أكبر. يمكن استخدام CA2 في هذه التطبيقات عندما تظل الرقائق ومكونات SMD ضمن نطاق معالجة CP20 وتكون عملية الربط متوافقة مع وضع المكونات متبوعة بالخطوة اللاحقة المطلوبة.
يمكن للقراء الذين يقيّمون العملية الأوسع نطاقًا أن يواصلوا إلى حلول التغليف المتقدمة ومعدات رقائق التغليف المقلوب يجب أيضًا مقارنة التطبيقات التي تتطلب مبدأ ربط آخر مع الصفحة. معدات ربط رقائق الرقائق المقلوبة فئة.
يحدد تدفق المواد ما إذا كان CA2 مناسبًا للخط
إنّ أفضل طريقة لتقييم جهاز SIPLACE CA2 هي ربط كل مكون بمصدره وطريقة معالجته وتسلسل وضعه. وهذا يكشف ما إذا كان بإمكان CA2 تحمل عبء الإنتاج الرئيسي أم ينبغي تشغيله بجانب آلة وضع أخرى.
| سؤال المشروع | ما يكشفه | نقطة اتخاذ القرار CA2 |
|---|---|---|
| كم عدد عمليات التثبيت التي تتم مباشرة من الرقائق؟ | تساهم حصة أكبر من رقائق السيليكون في خلق قيمة أكبر من تخزين الرقائق ومعالجة الرقائق المتعددة. | قم بتقدير حصة وضع الرقاقة من الدورة الكاملة بدلاً من عدد المكونات فقط. |
| كم عدد أنواع القوالب المختلفة المستخدمة؟ | تزيد المنتجات متعددة القوالب من متطلبات تغيير القوالب والوصفات وإمكانية التتبع. | حدد عدد الرقاقات النشطة وتسلسل التبادل المطلوب. |
| كم عدد أجهزة SMD التي تعمل بنظام التغذية الشريطية المتبقية؟ | يحتفظ تكوين CA2 الموجه نحو الرقاقة بمواقع تغذية محدودة فقط. | تحقق مما إذا كانت 10 مسارات تغذية كافية أم أن آلة SMT منفصلة يجب أن تتحمل الحمل الثقيل للتغذية. |
| ما هي أكبر المكونات وأصغرها؟ | قد تستبعد هندسة المكونات نطاق CP20 قبل أن تصبح السرعة ذات أهمية. | تأكد من العرض والارتفاع والسمك وسطح الالتقاط وهندسة النتوءات وحساسية التعامل. |
| ما هو شكل الركيزة ونطاق الدقة المطلوب؟ | يؤدي نوع الناقل وفئة الدقة المختارة إلى تغيير مساحة العمل المتاحة. | قم بمطابقة حجم الركيزة، والتشوه، ومناطق الوضع الحرجة مع التكوين المقصود. |
| ما هي إجراءات الانضمام التي تلي التعيين؟ | لا يحدد تركيب الرقاقة وتوجيه رقاقة القلب مسار ربط عالمي واحد. | حدد عملية الغمس، أو التدفق، أو اللصق، أو اللحام، أو إعادة التدفق، أو أي عملية أخرى مؤهلة لاحقة. |
| ما هي البيانات التي يجب أن تتبع كل نرد؟ | تتطلب بعض المنتجات معرفة التسلسل الزمني من موضع الرقاقة إلى موضع الركيزة. | حدد متطلبات خريطة الرقاقة، والوصفة، وإمكانية التتبع على مستوى الرقاقة، ومتطلبات واجهة المصنع. |
قد تستخدم أنظمة SiP كثيفة الرقائق جهاز CA2 كمنصة رئيسية لوضع الرقائق. أما المنتجات كثيفة التغذية التي تحتوي على عدد قليل من الرقائق الموردة، فقد يكون من الأنسب تقسيم العمل بين جهاز CA2 وآلة وضع رقائق تقليدية عالية السرعة.
يمكن لآلة CA2 العمل بجانب آلة وضع SMT عالية السرعة منفصلة عندما يؤدي عبء العمل المكثف على وحدة التغذية إلى اختلال توازن المنصة الهجينة. ويعتمد التقسيم الصحيح على عدد وحدات التغذية، ومزيج المكونات، وتوافق الناقل، ووقت الدورة المستهدف.
ينبغي أن يتبع التقدير النهائي العملية بأكملها. قد تحدد عمليات إخراج الرقاقة، والرؤية، والغمر، وتبديل الرقاقة، وفهرسة الركيزة، والربط اللاحق، وقت التاكت حتى عندما يكون معيار التموضع عاليًا.
تختلف متطلبات وضع رقاقة Flip-Chip عن متطلبات TCB.
يستطيع جهاز CA2 وضع رقاقة معدنية بارزة ووجهها لأسفل على هيكل الاستقبال. وهذا يحدد اتجاه وموضع رقاقة التوصيل المقلوبة، ولكنه لا يثبت أن الجهاز يقوم بكل عمليات التوصيل الممكنة.
قد تتضمن عملية إعادة التدفق الشامل غمر الرقاقة أو التحكم في التدفق، ووضعها، ثم إعادة التدفق في المراحل اللاحقة. تتطلب عملية الربط بالضغط الحراري عادةً حرارة وقوة ووقت تثبيت وظروف جوية وتوازي محددة. ينبغي أن تتناسب المشاريع التي تتطلب هذه الشروط مع عملية الربط نفسها، بدلاً من التعامل مع أي آلة وضع رقائق مقلوب كنظام ربط بالضغط الحراري.
فحوصات تكوين CA2 لجهاز محدد
عند تقييم جهاز CA2 جديد أو مستعمل معين، تحقق من تفاصيل التكوين التي يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على ما إذا كان الجهاز يطابق العملية المقصودة:
| منطقة التحقق | ما الذي يجب تأكيده | لماذا يهم ذلك |
|---|---|---|
| هوية الآلة | تسمية الطراز، والرقم التسلسلي، وسجل التصنيع، وحالة التشغيل | يحدد هذا الأمر أي جهاز وأي تكوين يتم مراجعته فعلياً. |
| رؤوس ورؤية | كلا رأسي CP20، والكاميرات، وخيار SST49، وأجهزة الاستشعار، ودليل المعايرة | يعتمد نطاق المكونات والتعرف الدقيق على الميزات على الأجهزة المثبتة. |
| إعداد المواد | أنظمة متعددة الرقاقات، وأجهزة تبديل الرقاقات، وقاعدة التثبيت، ونظام الإخراج، ووحدة التوزيع، ووحدات التغذية، وخيارات الصواني. | تحدد تركيبة المواد المُسلّمة ما إذا كانت العملية المقصودة ممكنة. |
| دعامة الناقل والركيزة | خيارات ناقل أحادي أو ثنائي المسار، ومجموعة ألواح، وحوامل، ومعالجة الالتواء. | يجب أن تتناسب متطلبات حجم الركيزة ودقتها مع نظام النقل المُثبَّت. |
| البرامج والبيانات | إصدار البرامج، والتراخيص، ودعم خرائط الرقاقات، والواجهات، وإمكانية التتبع، والنسخ الاحتياطية | تحدد حزمة البرامج النشطة وظائف الاتصال والبيانات المنشورة المتاحة. |
| عرض توضيحي للتطبيق | تحميل الرقاقات، والتقاطها، وفحصها، وغمرها، ووضعها، ونقلها باستخدام مواد تمثيلية. | لا تُثبت دورة التشغيل الجافة صحة عملية وضع القالب بالكامل. |
ينبغي مراجعة سجل الصيانة، وسجلات الفحص، وحالة المعايرة، والأدوات المرفقة، ونطاق التسليم قبل الموافقة على أي آلة. تحدد هذه التفاصيل الخاصة بكل وحدة ما إذا كانت إمكانيات المنصة المنشورة متوفرة في الآلة المعروضة.
الأسئلة الشائعة حول ASMPT SIPLACE CA2
هل جهاز SIPLACE CA2 هو جهاز SMT أم جهاز ربط رقائق؟
إنها منصة وضع هجينة. فهي تجمع بين وضع SMT الذي يتم تغذيته بالشريط والتقاط ووضع الرقائق مباشرة من الرقاقات المقطعة، وذلك حسب المواد ووحدات المعالجة المثبتة.
هل تحقق جميع أجهزة CA2 دقة تحديد موضع تبلغ 10 ميكرومتر؟
لا، تُدرج الجمعية الأمريكية لتقنيات التصنيع المتقدمة (ASMPT) فئات دقة تبلغ 20 ميكرومتر، و15 ميكرومتر، و10 ميكرومتر عند مستوى 3 سيجما. وتعتمد الفئة المناسبة على موضع التركيب، وشكل المكون، وترتيب الناقل، ومنطقة العمل، وتكوين الآلة.
متى يوفر نظام الرقاقات المتعددة أكبر قيمة؟
تكون هذه الطريقة مفيدة للغاية عندما يستخدم المنتج عدة أنواع من الرقاقات المُورَّدة، أو عندما يُمثِّل وضع الرقاقات مباشرةً جزءًا كبيرًا من دورة الإنتاج. وقد يحتاج المنتج الذي يعتمد بشكل كبير على وحدات التغذية إلى تقسيم عمل آخر.
ما هي المعلومات المطلوبة لتقييم مشروع CA2؟
يرجى تقديم تفاصيل الرقاقة والرقاقة المعدنية، وقائمة مكونات التثبيت السطحي (SMD)، ومتطلبات وحدة التغذية، وشكل الركيزة، وتسلسل التوصيل، ومتطلبات الدقة، واحتياجات التتبع، والوقت المستهدف لدورة التشغيل. بالنسبة للآلة المحددة، يرجى تضمين رأسها، ونظام الرقاقة، والناقل، ونظام الرؤية، وتكوين البرمجيات.
لاختيار الطراز المناسب بين منصة الأربع بوابات القديمة ومنصة CA2، تابع إلى مقارنة بين ASMPT SIPLACE CA4 و CA2لمناقشة متطلبات آلة أو عملية، يرجى تقديم معلومات المنتج والتكوين المتاحة من خلال استفسار عن معدات أشباه الموصلات صفحة.
خاتمة: صُممت وحدة ASMPT SIPLACE CA2 للإنتاج الذي يتطلب دمج تقنيتي وضع الرقاقات المباشر وتقنية التجميع السطحي التقليدية ضمن تدفق مواد متصل. بفضل رؤوسها CP20، وقدرتها على معالجة رقاقات متعددة، وفئات الدقة القابلة للتحديد، وإمكانية تتبع الرقاقات، تُعدّ هذه الوحدة مناسبة بشكل خاص لأنظمة SiP كثيفة الرقاقات ومنتجات الرقاقات المتعددة. يجب أن يستند القرار النهائي لخط الإنتاج إلى مزيج المكونات الفعلي، وشكل الركيزة، ومسار التوصيل، وتكوين وحدة CA2 المُثبّتة.