ASMPT SIPLACE CA2 è una piattaforma di posizionamento ibrida ad alta velocità che elabora componenti SMD convenzionali e chip semiconduttori nudi nello stesso ambiente di produzione. È in grado di prelevare i componenti SMD da alimentatori a nastro e bobina, nonché di prelevare i chip direttamente da un wafer tagliato.
Questa combinazione rende il CA2 adatto alla produzione di System-in-Package, moduli multi-die, packaging a livello di wafer e di pannello, componenti embedded e applicazioni selezionate nel settore dei semiconduttori di potenza. Il suo valore principale emerge quando il posizionamento diretto sul wafer rappresenta una parte integrante del prodotto, anziché un'operazione specialistica occasionale.
La scelta della macchina non dovrebbe basarsi unicamente su un singolo parametro di velocità o precisione. La decisione finale dipende dal giusto equilibrio tra i chip forniti dal wafer e i componenti forniti dall'alimentatore, dal numero di tipi di chip, dal formato del substrato, dal percorso di giunzione richiesto e dalla configurazione CA2 installata.
A cosa serve SIPLACE CA2
Una macchina di posizionamento SMT convenzionale riceve normalmente i componenti confezionati da nastro, vassoi o altri alimentatori. Un sistema di posizionamento dei chip, invece, deve identificare e prelevare i singoli chip da un wafer, memorizzarne le informazioni di provenienza e trasferirli su un substrato o un package.
Il SIPLACE CA2 integra questi due flussi di materiali in un'unica piattaforma. A seconda della configurazione, può supportare:
Posizionamento di componenti SMD da alimentatori a nastro e bobina
Prelievo diretto di chip nudi da wafer tagliati a cubetti
Posizionamento del chip prima del processo di giunzione qualificato
Posizionamento del flip-chip a faccia in giù
Prodotti misti contenenti diversi chip e componenti SMT selezionati
L'alimentazione diretta dei wafer può eliminare la fase intermedia di fissaggio dei chip con nastro adesivo. Ciò può ridurre la preparazione, il rifornimento e la manipolazione del materiale associati al trasferimento di chip sensibili sul nastro prima del posizionamento. Il vantaggio in termini di produzione è massimo quando una famiglia di prodotti utilizza diversi componenti forniti da wafer o richiede frequenti cambi di tipo di chip.
La CA2 non è quindi semplicemente una macchina SMT con un ingresso wafer aggiuntivo. Le sue teste di posizionamento, lo scambio di wafer, il buffering dei chip, il sistema di visione, la movimentazione dei materiali e le funzioni di tracciabilità sono organizzate attorno all'assemblaggio misto di semiconduttori e SMT.
Specifiche SIPLACE CA2 pubblicate
I seguenti valori descrivono le capacità pubblicate della piattaforma ASMPT. La velocità e la precisione massime dipendono dalla modalità operativa, dalla posizione di posizionamento, dalla geometria del componente, dalla disposizione del nastro trasportatore e dalle opzioni selezionate. La tabella delle specifiche definisce una possibile finestra di processo, anziché prevedere il tempo di ciclo o le condizioni di una singola macchina.
| Area delle specifiche | Funzionalità CA2 pubblicata | Lettura pratica |
|---|---|---|
| Architettura di collocazione | Due testine di posizionamento SIPLACE CP20 | La piattaforma a due teste supporta la tecnologia SMT ad alta velocità e il posizionamento diretto dei wafer. |
| Benchmark per il collocamento SMT | Fino a 76.000 cph | Il valore rappresenta l'orientamento della piattaforma piuttosto che la produzione garantita del prodotto. |
| Posizionamento del flip-chip dal wafer | Fino a 51.000 cph | La velocità effettiva dipende anche dal prelievo del wafer, dalla visione, dall'immersione e dall'indicizzazione del substrato. |
| Il chip si attacca al wafer | Fino a 54.000 cph | Ciò riflette l'importanza che la piattaforma attribuisce alla lavorazione diretta di wafer ad alto volume. |
| Corsi di precisione di posizionamento | 20 µm, 15 µm o 10 µm a 3 sigma | La classe può essere assegnata in base alla posizione di posizionamento e alla forma del componente. |
| Gamma di componenti alimentati a nastro | 0201 metrico a 8,2 mm × 8,2 mm | I componenti al di fuori di questo intervallo richiedono una soluzione di posizionamento diversa o un processo a linea divisa. |
| Gamma di chip forniti su wafer | Da 0,3 mm × 0,3 mm a 8,2 mm × 8,2 mm | Lo spessore del chip, la superficie di prelievo, la struttura dei rilievi e la stabilità di manipolazione necessitano ancora di valutazione. |
| Gestione dei wafer | Fino a 50 wafer diversi; tempo di sostituzione circa 13 secondi | L'architettura supporta prodotti che richiedono frequenti cambi tra diverse fonti di stampi. |
| Configurazioni dei materiali | Fino a 80 posizioni di alimentazione da 8 mm, oppure fino a due sistemi multi-wafer con piste di alimentazione da 10 mm. | È necessario innanzitutto definire il giusto equilibrio tra la capacità di lavorazione dei wafer e il numero di posizioni degli alimentatori convenzionali. |
| Gamma di substrati a corsia singola | Fino a 700 mm × 620 mm per classi di precisione selezionate; fino a 300 mm × 300 mm a 10 µm | La gestione di pannelli di grandi dimensioni e il posizionamento di altissima precisione non utilizzano la stessa area di lavoro completa. |
| dimensioni della macchina | 2,56 m × 2,50 m × 1,85 m | La pianificazione della linea deve includere anche gli spazi di carico, di servizio e di accesso ai materiali. |
| Interfacce di fabbrica | IPC-HERMES-9852, IPC-CFX, IPC-SMEMA-9851 e SECS/GEM | La versione del software fornita e le funzioni concesse in licenza determinano l'implementazione effettiva. |
| Informazioni sulla conformità | Certificazione CE e SEMI S2/S8; camera bianca classe ISO 7 | I requisiti del sito di destinazione devono comunque essere esaminati in modo indipendente. |
Le tre classi di precisione richiedono particolare attenzione. La classe da 10 µm non è un'impostazione universale valida per tutte le dimensioni del substrato e posizioni di posizionamento. Ad esempio, l'intervallo di lavoro a singola corsia pubblicato si estende fino a 700 mm × 620 mm per le classi da 20 µm e 15 µm, mentre l'area di lavoro completa da 10 µm è indicata fino a 300 mm × 300 mm.
Anche la terminologia relativa alla sostituzione dei wafer presenta lievi differenze all'interno del materiale ufficiale: la panoramica delle funzionalità parla di meno di 13 secondi, mentre la tabella delle specifiche indica 13 secondi. Ai fini della pianificazione della produzione, il ciclo di sostituzione dovrebbe essere considerato di circa 13 secondi e validato con la sequenza di wafer prevista.
Come l'architettura CA2 influenza la movimentazione dei materiali
La SIPLACE CA2 utilizza due teste CP20. Ogni testa è documentata per un massimo di 38.000 posizionamenti all'ora, producendo un benchmark SMT combinato fino a 76.000 cph. La testa gestisce componenti da 0201 metrici a 8,2 mm × 8,2 mm e fino a 4 mm di altezza.
Questa gamma è ideale per strutture SiP compatte contenenti piccoli circuiti integrati, componenti passivi e chip nudi, ma definisce anche un limite ben preciso. I prodotti contenenti dispositivi di dimensioni superiori a 8,2 mm, chip insolitamente spessi o componenti che richiedono un metodo di prelievo diverso potrebbero necessitare di una seconda macchina o di una piattaforma differente.
La telecamera ad alta risoluzione opzionale SST49 influisce sulle dimensioni più precise pubblicate per il passo e la sfera. Le applicazioni che prevedono passi o diametri delle sfere molto piccoli devono pertanto essere scelte in base al sistema di visione installato, piuttosto che basarsi unicamente sul nome del modello.
Il sistema Multi Wafer modifica le modalità di alimentazione della macchina. Un CA2 configurato principalmente per SMT può fornire fino a 80 posizioni per alimentatori a nastro da 8 mm. Una configurazione orientata ai wafer può utilizzare fino a due sistemi Multi Wafer, mantenendo 10 posizioni per alimentatori a nastro da 8 mm.
Un mandrino per wafer, un'unità di immersione lineare e delle piste di alimentazione possono operare all'interno dello stesso concetto di materiale. Ciò consente a un prodotto di combinare diversi chip alimentati da wafer con un numero controllato di SMD alimentati da nastro. Non offre una capacità di alimentazione illimitata, quindi la distinta base deve essere suddivisa in base al carico di posizionamento effettivo.
Il sistema di wafer può contenere fino a 50 wafer diversi. Il suo valore non risiede solo nella capacità di stoccaggio; consente alla sequenza di produzione di passare da una fonte di chip all'altra senza dover trattare ogni singolo chip come un componente preassemblato. Ciò può essere particolarmente utile per i package multi-die in cui memoria, logica, sensori, dispositivi RF o componenti di potenza provengono da wafer differenti.
Applicazioni compatibili con la piattaforma CA2
La SIPLACE CA2 può essere valutata in diverse aree del packaging avanzato, ma i progetti più adatti solitamente condividono tre condizioni: il prodotto contiene numerosi componenti di piccole dimensioni, il posizionamento diretto dei wafer rappresenta una parte sostanziale del ciclo e il volume di produzione giustifica lo scambio automatizzato dei wafer e il buffering dei chip.
Sistemi in package e moduli multi-die
I prodotti SiP spesso combinano diversi chip semiconduttori con resistori, condensatori, filtri o altri componenti SMT. Il CA2 è in grado di posizionare i chip direttamente dai wafer, elaborando contemporaneamente, nella stessa linea, componenti selezionati alimentati a nastro.
Ciò può ridurre la necessità di gestire il posizionamento dei chip e il posizionamento SMT come isole di produzione completamente separate. Il vantaggio diventa ancora più evidente quando la tracciabilità dei materiali, le ricette e il controllo della linea vengono pianificati attorno al processo combinato.
Confezionamento a livello di wafer e di pannello
Il nastro trasportatore a corsia singola supporta substrati e pannelli di grandi dimensioni con classi di precisione selezionate. Ciò consente di considerare la piattaforma per strutture correlate ai wafer, produzione di PCB integrati e applicazioni a livello di pannello.
Un'ampia area di lavoro non elimina la necessità di valutare il supporto del substrato. Lo spessore del pannello, il design del supporto, la planarità, la deformazione e la precisione locale richiesta influiscono sulla fattibilità del formato previsto.
Prodotti embedded e semiconduttori di potenza
Gli assemblaggi di semiconduttori integrati e di potenza possono combinare chip nudi, componenti passivi e supporti di grandi dimensioni. Il CA2 è adatto a queste applicazioni quando i chip e gli SMD rimangono entro il range di gestione del CP20 e il processo di giunzione è compatibile con il posizionamento seguito dalla fase di lavorazione a valle richiesta.
I lettori che valutano il processo più ampio possono continuare a leggere soluzioni avanzate per il packaging e le apparecchiature flip chip pagina. Le applicazioni che richiedono un altro principio di legame dovrebbero essere confrontate anche con la apparecchiatura per la saldatura flip chip categoria.
Il flusso del materiale determina se il CA2 si adatta alla linea
Il modo più efficace per valutare la SIPLACE CA2 è quello di associare ciascun componente alla sua origine, al metodo di movimentazione e alla sequenza di posizionamento. Questo permette di capire se la CA2 è in grado di gestire il carico di produzione principale o se deve operare in parallelo con un'altra macchina di posizionamento.
| Domanda del progetto | Ciò che rivela | Punto decisionale CA2 |
|---|---|---|
| Quanti impianti provengono direttamente dai wafer? | Una quota maggiore di wafer alimentati genera più valore grazie al buffering dei chip e alla gestione di più wafer. | Stimare la quota di posizionamento dei wafer nell'intero ciclo, anziché il solo numero di componenti. |
| Quanti tipi diversi di stampi vengono utilizzati? | I prodotti multi-stampo aumentano i requisiti di cambio formato, di ricetta e di tracciabilità. | Definire il numero di wafer attivi e la sequenza di scambio richiesta. |
| Quanti componenti SMD alimentati a nastro rimangono? | Una configurazione CA2 orientata al wafer mantiene solo un numero limitato di posizioni di alimentazione. | Verificare se 10 binari di alimentazione sono sufficienti o se è necessario utilizzare una macchina SMT separata per gestire il carico di lavoro più gravoso dovuto all'elevato numero di binari di alimentazione. |
| Quali sono i componenti più grandi e più piccoli? | La geometria del componente potrebbe escludere la finestra CP20 prima che la velocità diventi rilevante. | Verificare larghezza, altezza, spessore, superficie di prelievo, geometria delle sporgenze e sensibilità alla manipolazione. |
| Quali sono i formati del substrato e le aree di precisione richieste? | Il tipo di trasportatore e la classe di precisione selezionata modificano l'area di lavoro disponibile. | Adattare le dimensioni del substrato, la deformazione e le zone di posizionamento critiche alla configurazione desiderata. |
| Quale procedura di inserimento segue l'assegnazione? | Il fissaggio del chip e l'orientamento flip-chip non definiscono un unico percorso di incollaggio universale. | Identificare il processo a valle qualificato: immersione, flussante, adesivo, saldatura, rifusione o altro. |
| Quali dati devono accompagnare ciascun dado? | Alcuni prodotti richiedono la tracciabilità della posizione del wafer sul substrato. | Definire i requisiti relativi alla mappatura del wafer, alla ricetta, alla tracciabilità a livello di singolo chip e all'interfaccia di fabbrica. |
Un SiP ad alta intensità di wafer può utilizzare la CA2 come piattaforma di posizionamento principale. Un prodotto ad alta intensità di alimentatori con solo pochi die forniti da wafer può essere gestito meglio suddividendo il lavoro tra la CA2 e una macchina di posizionamento ad alta velocità convenzionale.
Una CA2 può anche operare a fianco di una macchina di posizionamento SMT ad alta velocità separata quando il carico di lavoro intensivo degli alimentatori sbilancerebbe altrimenti la piattaforma ibrida. La corretta suddivisione dipende comunque dal numero di alimentatori, dal mix di componenti, dalla compatibilità dei nastri trasportatori e dal takt time target.
La stima finale dovrebbe seguire l'intero processo. L'espulsione del chip, la visione, l'immersione, lo scambio dei wafer, l'indicizzazione del substrato e l'unione a valle possono influenzare il takt time anche quando il benchmark di posizionamento è elevato.
Il posizionamento del flip-chip e il TCB sono requisiti diversi
La CA2 è in grado di posizionare un chip con bump a faccia in giù su una struttura ricevente. Ciò determina l'orientamento e il posizionamento del flip-chip, ma non dimostra che la macchina esegua ogni possibile processo di giunzione.
Un processo di rifusione di massa può prevedere l'immersione o il controllo del flusso, il posizionamento del chip e la rifusione a valle. La saldatura a termocompressione richiede normalmente calore, forza, tempo di permanenza, atmosfera e parallelismo ben definiti. I progetti che richiedono tali condizioni dovrebbero essere adattati al processo di saldatura stesso, piuttosto che considerare qualsiasi macchina di posizionamento in grado di effettuare il flip-chip come un sistema TCB.
Controlli di configurazione CA2 per una macchina identificata
Quando si valuta una specifica macchina CA2, nuova o usata, è necessario verificare i dettagli di configurazione che possono influire direttamente sulla sua idoneità al processo previsto:
| Area di verifica | Cosa confermare | Perché è importante |
|---|---|---|
| Identità della macchina | Designazione del modello, numero di serie, dati di produzione e stato di funzionamento | Stabilisce quale macchina e quale configurazione sono effettivamente oggetto di revisione. |
| Testa e visione | Entrambe le teste CP20, le telecamere, l'opzione SST49, i sensori e le prove di calibrazione | La gamma di componenti e il riconoscimento dei dettagli dipendono dall'hardware installato. |
| Impostazione dei materiali | Sistemi multi-wafer, hardware per lo scambio di wafer, mandrino, sistema di espulsione, LDU, alimentatori e opzioni di vassoi | La configurazione del materiale fornito determina se il processo previsto è realizzabile. |
| Supporto per nastro trasportatore e substrato | Trasportatore a corsia singola o doppia, gamma di pannelli, carrelli e opzioni per la gestione della deformazione | Le dimensioni e i requisiti di precisione del substrato devono essere compatibili con il sistema di trasporto installato. |
| Software e dati | Rilascio del software, licenze, supporto per la mappatura dei wafer, interfacce, tracciabilità e backup | Il pacchetto software attivo determina quali funzioni di connettività e dati pubblicate sono disponibili. |
| Dimostrazione dell'applicazione | Caricamento, prelievo, visione, immersione, posizionamento e trasporto dei wafer utilizzando materiale rappresentativo | Un ciclo di asciugatura a motore acceso non convalida l'intero processo di posizionamento del chip. |
Prima di approvare una singola macchina, è necessario esaminare anche la cronologia degli interventi di manutenzione, i registri delle ispezioni, lo stato di calibrazione, gli utensili inclusi e la dotazione di fornitura. Questi dettagli specifici dell'unità determinano se le funzionalità della piattaforma pubblicate sono effettivamente disponibili sulla macchina offerta.
FAQ ASMPT SIPLACE CA2
La SIPLACE CA2 è una macchina SMT o una die bonder?
Si tratta di una piattaforma di posizionamento ibrida. Combina il posizionamento SMT con alimentazione a nastro con il prelievo e il posizionamento diretto dei chip da wafer tagliati, a seconda del materiale installato e dei moduli di processo.
Ogni CA2 raggiunge una precisione di posizionamento di 10 µm?
No. ASMPT elenca classi di precisione di 20 µm, 15 µm e 10 µm a 3 sigma. La classe applicabile dipende dalla posizione di posizionamento, dalla forma del componente, dalla disposizione del nastro trasportatore, dall'area di lavoro e dalla configurazione della macchina.
Quando un sistema multi-wafer offre il massimo valore?
È particolarmente utile quando il prodotto utilizza diversi tipi di chip forniti da wafer o quando il posizionamento diretto dei wafer rappresenta una parte sostanziale del ciclo di produzione. Un prodotto che fa ampio uso di alimentatori potrebbe richiedere un'ulteriore suddivisione del lavoro.
Quali informazioni sono necessarie per valutare un progetto CA2?
Fornire i dettagli relativi al die e al wafer, l'elenco SMD, i requisiti dell'alimentatore, il formato del substrato, la sequenza di giunzione, i requisiti di precisione, le esigenze di tracciabilità e il tempo di ciclo target. Per una macchina specifica, includere la configurazione della testa, del sistema wafer, del nastro trasportatore, del sistema di visione e del software.
Per una selezione a livello di modello tra la vecchia piattaforma a quattro portali e la CA2, continuare a Confronto ASMPT SIPLACE CA4 vs CA2Per discutere un requisito relativo a una macchina o a un processo, inviare le informazioni disponibili sul prodotto e sulla configurazione tramite richiesta di informazioni sulle apparecchiature per semiconduttori pagina.
Conclusione: ASMPT SIPLACE CA2 è progettato per la produzione in cui il posizionamento diretto dei chip sui wafer e il montaggio SMT convenzionale devono operare all'interno di un unico flusso di materiali connesso. Le sue teste CP20, la gestione di più wafer, le classi di precisione selezionabili e la tracciabilità a livello di chip lo rendono particolarmente adatto per prodotti SiP ad alta intensità di wafer e prodotti multi-die. La decisione finale sulla linea di produzione deve basarsi sulla reale composizione dei componenti, sul formato del substrato, sul percorso di giunzione e sulla configurazione CA2 installata.