ASMPT SIPLACE CA2：仕様、アーキテクチャ、およびライン適合

ASMPT SIPLACE CA2は、従来の表面実装部品とベア半導体ダイを同一の生産環境で処理できるハイブリッド高速実装プラットフォームです。テープアンドリールフィーダーからSMD部品をピックアップできるだけでなく、ダイシングされたウェハから直接ダイを取り込むことも可能です。

この組み合わせにより、CA2はシステム・イン・パッケージ製造、マルチダイモジュール、ウェハーレベルおよびパネルレベルのパッケージング、組み込み部品、および一部のパワー半導体アプリケーションに適しています。その最大の価値は、ウェハーへの直接実装が製品の重要な部分を占める場合に発揮され、特殊な作業として時折行われる場合には、その真価が発揮されません。

装置の選定は、速度や精度といった数値だけで判断すべきではありません。実際の選定基準は、ウェハ供給ダイとフィーダー供給コンポーネントのバランス、ダイの種類数、基板フォーマット、必要な接合経路、そして搭載されているCA2の構成など、様々な要素を考慮する必要があります。

SIPLACE CA2の設計目的

従来のSMT実装装置は通常、テープ、トレイ、またはその他のフィーダーからパッケージ化された部品を受け取ります。一方、ダイ実装システムは、ウェハから個々のダイを識別して取り出し、そのソース情報を保持し、基板またはパッケージに転送する必要があります。

SIPLACE CA2は、これら2つのマテリアルフローを1つのプラットフォームに統合します。構成によっては、以下の機能をサポートできます。

• テープアンドリールフィーダーからのSMD実装

• ダイシングされたウェハーからベアダイを直接ピックアップする

• 適格接合プロセスの前に金型を取り付けてください。

• チップを裏向きに置く

• 複数のダイと選択されたSMT部品を含む混合製品

ウェハーへの直接供給により、中間工程であるダイのテープ貼り工程を省略できます。これにより、デリケートなダイをテープに転写してから配置する際に発生する材料準備、補充、および取り扱い作業を削減できます。この生産上のメリットは、製品ファミリーで複数のウェハー供給部品を使用する場合や、ダイタイプの頻繁な切り替えが必要な場合に最も大きくなります。

したがって、CA2は単にウェハ入力部を追加しただけのSMT装置ではありません。その配置ヘッド、ウェハ交換、ダイバッファリング、画像処理、マテリアルハンドリング、トレーサビリティ機能は、半導体とSMTアセンブリの混合実装を中心に構成されています。

SIPLACE CA2の仕様書が公開されました

以下の数値は、ASMPTが公表しているプラ​​ットフォームの性能を表しています。最大速度と精度は、動作モード、配置位置、部品形状、コンベア配置、および選択されたオプションによって異なります。仕様表は、個々の機械のサイクルタイムや状態を予測するのではなく、可能な処理範囲を示しています。

精度クラスは3種類あり、特に注意が必要です。10 µmクラスは、すべての基板サイズと配置位置で共通の設定ではありません。例えば、20 µmクラスと15 µmクラスでは、シングルレーンの対応範囲は700 mm × 620 mmまでと公表されていますが、10 µmクラスの対応範囲は最大300 mm × 300 mmとなっています。

公式資料内でも、ウェハー交換に関する記述に若干の相違が見られます。機能概要では13秒未満と記載されているのに対し、仕様表では13秒と記載されています。生産計画においては、交換サイクルは約13秒として扱い、予定しているウェハーシーケンスで検証する必要があります。

CA2アーキテクチャがマテリアルハンドリングをどのように形作るか

SIPLACE CA2は2つのCP20ヘッドを使用しています。各ヘッドは最大38,000個の部品を毎時実装でき、合計で最大76,000個の部品を毎時実装できます。このヘッドは、0201メートルサイズから8.2mm×8.2mm、高さ4mmまでの部品に対応しています。

この範囲は、小型IC、受動部品、ベアダイを含むコンパクトなSiP構造に最適ですが、明確な境界線も存在します。8.2mmを超えるデバイス、非常に厚いダイ、または別のピックアップ方法を必要とする部品を含む製品には、2台目の装置または別のプラットフォームが必要になる場合があります。

オプションの高解像度カメラSST49は、公表されている最小のリード線寸法およびボール寸法に影響を与えます。したがって、非常に小さなピッチやボール径を必要とする用途では、モデル名だけでなく、搭載されている画像処理パッケージとの適合性を確認する必要があります。

マルチウェーハシステムは、装置への部品供給方法を変更します。主にSMT用に構成されたCA2は、8mmテープフィーダー用に最大80個のポジションを提供できます。ウェーハ指向構成では、8mmテープフィーダー用の10個のポジションを維持しながら、最大2つのマルチウェーハシステムを使用できます。

ウェハチャック、リニアディッピングユニット、フィーダートラックは、同一の材料コンセプト内で動作可能です。これにより、ウェハ供給型の複数のダイと、テープ供給型のSMD部品を制御された数だけ組み合わせた製品を作成できます。ただし、フィーダー容量は無制限ではないため、部品表は実際の実装負荷に応じて分割する必要があります。

このウェハシステムは最大50種類のウェハを収容できます。その価値は単なる保管容量にとどまりません。複数のダイソース間で生産工程を切り替えることができ、各ダイをテープ部品として扱う必要がありません。これは、メモリ、ロジック、センサー、RFデバイス、電源部品などが異なるウェハから供給されるマルチダイパッケージにおいて特に有効です。

CA2プラットフォームに適合するアプリケーション

SIPLACE CA2は、複数の先進的なパッケージング分野で評価可能ですが、最も適したプロジェクトは通常、次の3つの条件を満たしています。製品に複数の小型部品が含まれていること、ウェハーへの直接配置が製造工程の大部分を占めること、そして生産量から見て自動ウェハー交換とダイバッファリングが正当化されること。

システムインパッケージおよびマルチダイモジュール

SiP製品は、多くの場合、複数の半導体ダイと抵抗器、コンデンサ、フィルタ、その他のSMT部品を組み合わせたものです。CA2は、選択したテープ供給部品を同一ライン環境で処理しながら、ウェハから直接ダイを配置することができます。

これにより、ダイ実装とSMT実装を完全に別々の生産工程として運用する必要性を低減できます。材料追跡、レシピ、ライン制御を統合プロセスに基づいて計画することで、その利点はさらに高まります。

ウェハーレベルおよびパネルレベルのパッケージング

シングルレーンコンベアは、選択された精度クラスで大型基板およびパネルフォーマットに対応します。これにより、本プラットフォームは、ウェハ関連構造、組み込みPCB製造、およびパネルレベルのアプリケーションへの適用が検討されます。

広い作業領域があっても、基板支持構造の見直しは不要ではありません。パネルの厚さ、支持構造の設計、平面度、反り、そして必要な局所的な精度など、すべてが意図したフォーマットが実用的かどうかに影響します。

組み込み半導体およびパワー半導体製品

組み込み半導体およびパワー半導体アセンブリでは、ベアダイ、受動部品、および大型キャリアを組み合わせる場合があります。CA2は、ダイとSMDがCP20の取り扱い範囲内に収まり、接合プロセスが配置とその後の必要な下流工程と互換性がある場合に、これらの用途に対応できます。

より広範なプロセスを評価する読者は、 高度なパッケージングおよびフリップチップ装置ソリューション ページ。別の接着原理を必要とするアプリケーションも比較する必要があります。 フリップチップボンダー装置 カテゴリ。

材料の流れによって、CA2がラインに適合するかどうかが決まります

SIPLACE CA2を評価する最も有効な方法は、各コンポーネントをその供給元、処理方法、および配置順序にマッピングすることです。これにより、CA2が主要な生産負荷を担えるかどうか、あるいは別の配置機と併用する必要があるかどうかが明らかになります。

ウェハを多用するSiPの場合、CA2を主要な実装プラットフォームとして使用することができます。一方、ウェハから供給されるダイの数が少ないフィーダーを多用する製品の場合は、CA2と従来の高速実装装置を併用して作業を分担する方が適している場合があります。

CA2は、フィーダー負荷の高い作業負荷によってハイブリッドプラットフォームのバランスが崩れる場合、別の高速SMT実装機と並行して稼働させることもできます。適切な分割方法は、フィーダー数、部品構成、コンベアの互換性、および目標タクトタイムによって異なります。

最終的な見積もりは、全工程に基づいて行う必要があります。ダイ排出、画像確認、ディッピング、ウェーハ交換、基板インデックス付け、および下流工程での接合は、配置基準が高い場合でもタクトタイムを左右する可能性があります。

フリップチップ配置とTCBは異なる要件です

CA2は、バンプ付きダイを表面を下にして受け構造上に配置することができる。これにより、フリップチップの向きと配置が確立されるが、この装置があらゆる接合プロセスを実行できることを証明するものではない。

大量リフロー方式では、浸漬またはフラックス制御、ダイ配置、および下流リフローが含まれる場合があります。熱圧着ボンディングでは通常、規定された熱量、圧力、保持時間、雰囲気、および平行度が必要です。これらの条件を必要とするプロジェクトは、フリップチップ対応の配置装置をTCBシステムとして扱うのではなく、ボンディングプロセス自体に合わせて調整する必要があります。

識別されたマシンに対するCA2構成チェック

特定の新品または中古のCA2を評価する際には、その機械が意図したプロセスに適合するかどうかに直接影響を与える可能性のある構成の詳細を確認してください。

個々の機械が承認される前に、整備履歴、点検記録、校正状況、付属工具、および納品範囲も確認する必要があります。これらのユニット固有の詳細情報によって、提供される機械で公開されているプラ​​ットフォーム機能が利用可能かどうかが決まります。

ASMPT SIPLACE CA2 FAQ

SIPLACE CA2はSMTマシンですか、それともダイボンダーですか？

これはハイブリッド実装プラットフォームです。テープ供給式SMT実装と、ダイシングされたウェハからのダイの直接ピックアップおよび実装を組み合わせたもので、搭載された材料およびプロセスモジュールに応じて動作します。

すべてのCA2は10µmの配置精度を達成していますか？

いいえ。ASMPTでは、3シグマの精度クラスとして20µm、15µm、10µmが規定されています。適用可能なクラスは、配置位置、部品形状、コンベア配置、作業領域、および機械構成によって異なります。

マルチウェハーシステムはどのような場合に最も価値を発揮するのでしょうか？

この方法は、製品が複数のウェハ供給型ダイタイプを使用する場合、または直接ウェハ配置が生産サイクルの大部分を占める場合に最も有効です。フィーダーを多用する製品の場合は、別の作業分担が必要になる場合があります。

CA2プロジェクトを評価するために必要な情報は何ですか？

ダイとウェーハの詳細、SMDリスト、フィーダー要求量、基板フォーマット、接合順序、精度要件、トレーサビリティ要件、および目標サイクルタイムを提供してください。特定の装置については、そのヘッド、ウェーハシステム、コンベア、ビジョン、およびソフトウェア構成を含めてください。

旧型の4ガントリープラットフォームとCA2のモデルレベルの選択については、 ASMPT SIPLACE CA4とCA2の比較機械またはプロセスの要件について話し合うには、以下の方法で利用可能な製品および構成情報を提出してください。 半導体製造装置に関するお問い合わせ ページ。

結論： ASMPT SIPLACE CA2は、ウェハーへの直接ダイ配置と従来型SMTを単一の接続された材料フロー内で実施する必要がある生産向けに設計されています。CP20ヘッド、マルチウェハーハンドリング、選択可能な精度クラス、ダイレベルのトレーサビリティといった特長により、ウェハーを多用するSiPやマルチダイ製品に特に適しています。最終的なライン選定は、実際の部品構成、基板フォーマット、接合方法、および設置済みのCA2構成に基づいて行う必要があります。