Ikatan acuan sering digambarkan sebagai operasi pilih dan letakkan yang mudah: acuan dikeluarkan dari wafer dan dilekatkan pada rangka plumbum, substrat atau pembawa. Walau bagaimanapun, dalam pengeluaran, penempatan yang tepat hanyalah sebahagian daripada hasilnya.
Proses ikatan acuan juga mesti mengawal cara acuan diambil, cara bahan ikatan digunakan, cara acuan dan substrat diselaraskan, cara daya dan ketinggian diuruskan, dan cara pemasangan bertindak semasa pengawetan, pematerian atau langkah ikatan hiliran yang lain.
Inilah sebabnya mengapa dua mesin ikatan acuan dengan spesifikasi penempatan yang serupa mungkin menghasilkan hasil yang sangat berbeza pada pakej yang sama. Sistem penglihatan, ejektor, kepala ikatan, dispenser, pemanas, perkakas dan konfigurasi pengendalian bahan mereka mungkin tidak setara.
Apa yang Sebenarnya Dikawal oleh Mesin Ikatan Dadu
Pengikat acuan menghubungkan beberapa operasi individu ke dalam satu urutan pemasangan yang boleh diulang. Urutan yang tepat berbeza mengikut produk dan bahan pengikat, tetapi kebanyakan proses pengikatan acuan merangkumi lima peringkat berfungsi:
Mempersembahkan dan mengenal pasti acuan
Memilih dadu tanpa merosakkan atau mencemarkannya
Menyediakan bahan pengikat dan substrat
Menjajarkan dan meletakkan acuan di bawah keadaan terkawal
Memeriksa keputusan dan memindahkan pemasangan ke hilir
Mesin ini tidak menjamin sambungan lekat acuan yang boleh dipercayai secara bebas. Ia mencipta dan mengawal keadaan yang diperlukan oleh bahan dan reka bentuk pakej yang dipilih.
Untuk pelekat acuan epoksi, sambungan akhir mungkin tidak terbentuk sehingga pelekat mengeras. Untuk ikatan eutektik atau pateri, hasilnya juga bergantung pada suhu, atmosfera, keadaan permukaan dan pembasahan. Dalam pensinteran perak, pengikat acuan boleh melakukan aplikasi bahan, penempatan dan pelekatan manakala pemadatan akhir berlaku dalam proses lain.
Proses Ikatan Dadu dari Wafer ke Substrat
1. Pembentangan Acuan dan Pemetaan Wafer
Proses ini bermula dengan sumber acuan yang diketahui. Acuan boleh dibekalkan pada bingkai wafer yang dipotong dadu, dalam pek wafel, Gel-Pak, dulang, pengumpan atau pembawa lain.
Apabila acuan dipilih terus daripada wafer, mesin mungkin perlu menyelaras:
Pengenalpastian dan orientasi wafer
Peta wafer atau maklumat acuan yang diketahui baik
Kedudukan acuan dan pengecaman jalan
Pergerakan bingkai dan keadaan pengembangan
Kedudukan ejektor dan masa pengambilan
Pengendalian acuan yang rosak atau ditolak
Mesin yang menyokong diameter wafer yang betul mungkin masih tidak sesuai apabila jenis bingkai, susunan ejektor, format peta wafer atau kaedah acuan pilihnya tidak sepadan dengan produk.
2. Pelontaran dan Pengambilan Acuan
Acuan mesti diasingkan daripada pita dan dipindahkan ke kepala ikatan tanpa retak, sumbing, berputar atau mencemarkannya.
Peringkat ini menjadi lebih sukar apabila proses tersebut menggunakan:
Acuan yang sangat kecil
Acuan nipis atau melengkung
Bahan sebatian-semikonduktor rapuh
Acuan besar dengan luas permukaan yang ketara
Mati dengan struktur bahagian atas yang sensitif
Salutan bahagian belakang atau penglogaman yang boleh tercalar
Jarum ejektor, geometri sokongan, keadaan pita, alat pengutip, aras vakum dan profil gerakan berfungsi bersama. Meningkatkan pergerakan ejektor atau vakum tanpa memahami mekanisme kegagalan boleh memindahkan masalah daripada pengutip yang tidak lengkap kepada keretakan acuan atau kerosakan permukaan.
3. Penyediaan Bahan Ikatan
Mesin mungkin perlu mengeluarkan, mengecap, mencelup atau membentangkan bahan pelekat acuan sebelum penempatan.
| Laluan Bahan | Fungsi Mesin Lazim | Kebimbangan Proses Utama |
|---|---|---|
| Epoksi konduktif atau tidak konduktif | Pendispensan, penjeratan, pengecapan atau pencelupan | Isipadu deposit, corak, pendarahan, masa buka dan tingkah laku penyembuhan |
| Aloi atau prabentuk eutektik | Pengendalian pra-bentuk, pemanasan, kawalan atmosfera dan gosokan pilihan | Pembasahan, pengoksidaan, keseragaman suhu dan pergerakan acuan |
| Pateri lembut | Penyediaan pateri, zon proses yang dipanaskan dan pengangkutan terkawal | Ketebalan garisan ikatan, pembasahan, pembuangan dan kebolehulangan pengeluaran |
| Bahan pensinteran perak | Pendispensan pes, pengendalian filem, penempatan dan pelekatan | Keseragaman bahan, kawalan garisan ikatan dan pemindahan ke pensinteran akhir |
| Pelekat yang boleh dirawat UV | Pendispensan, penjajaran, penempatan dan pendedahan UV | Masa kerja, kawasan bayang-bayang, dos pengawetan dan kestabilan komponen |
Nama bahan sahaja tidak mencukupi untuk menentukan peralatan tersebut. Kelikatan, kandungan pengisi, saiz mendapan, jangka hayat bekas, keadaan penyimpanan dan corak yang diperlukan boleh mengubah teknologi pendispensan yang sesuai.
4. Penjajaran Penglihatan
Sistem penglihatan mengenal pasti ciri rujukan pada acuan dan permukaan destinasi. Mesin kemudiannya mengira pembetulan X, Y dan putaran yang diperlukan sebelum penempatan.
Penjajaran yang andal bergantung kepada lebih daripada sekadar resolusi kamera. Sistem ini juga mesti mengurus:
Permukaan yang memantulkan cahaya, lutsinar atau berkontras rendah
Menukar orientasi acuan
Fiducial substrat dan rujukan pakej
Pusat alat dan penentukuran kamera
Perbezaan ketinggian antara produk
Pengembangan haba semasa ikatan yang dipanaskan
Pergerakan pasca-ikatan yang disebabkan oleh bahan
Sistem penglihatan mungkin menempatkan acuan dengan tepat sebelum penempatan sementara kedudukan akhir masih beralih semasa pemampatan, pengawetan atau pengaliran semula pateri. Oleh itu, penjajaran pra-ikatan dan ketepatan pasca-ikatan akhir harus dianggap sebagai ukuran yang berkaitan tetapi berbeza.
5. Penempatan dan Ikatan Terkawal
Semasa penempatan, kepala ikatan menggerakkan acuan ke arah substrat dan menetapkan kedudukan, ketinggian dan daya yang diperlukan.
Bergantung pada prosesnya, mesin mungkin mengawal:
Kelajuan pendekatan
Pengesanan sentuhan
Ketinggian ikatan atau kedudukan Z akhir
Daya penempatan
Masa tinggal
Suhu kepala ikatan dan peringkat
Gosok atau pergerakan acuan yang diprogramkan
Atmosfera lengai atau pengurangan
Penyejukan sebelum dilepaskan
Kawalan ini tidak boleh dianggap bebas. Daya boleh mengubah ketebalan garis ikatan. Suhu boleh mengubah kelikatan dan pembasahan bahan. Gosokan boleh mempengaruhi lompang dan penjajaran akhir. Kesejajaran alat boleh menyebabkan satu sisi acuan bersentuhan sebelum yang lain.
6. Pemeriksaan dan Pemindahan Pasca Bon
Selepas penempatan, mesin mungkin memeriksa kehadiran acuan, kedudukan, putaran, keadaan permukaan atau penyebaran pelekat. Sistem yang lebih canggih juga mungkin mengukur ketinggian, paralelisme atau ofset pasca-ikatan.
Pemeriksaan mesti sepadan dengan kecacatan yang perlu dikawal. Kamera pandangan atas mungkin mengesan acuan yang hilang atau berputar, tetapi ia tidak dapat membuktikan secara langsung tahap lompang dalaman, liputan pelekat lengkap atau kebolehpercayaan sambungan akhir.
Pemasangan kemudiannya boleh diteruskan ke proses pengawetan, pengaliran semula, pensinteran, pengikatan dawai, pengacuan atau operasi khusus pakej yang lain.
Ketepatan Penempatan Bukan Satu Nombor Universal
Ketepatan penempatan adalah salah satu spesifikasi mesin ikatan acuan yang paling ketara, tetapi ia juga merupakan salah satu yang paling mudah untuk dibandingkan secara salah.
Nilai ketepatan yang diterbitkan mungkin bergantung pada:
Takrifan statistik, seperti satu sigma atau tiga sigma
Dimensi acuan dan ciri permukaan
Kelajuan mesin yang digunakan semasa ujian
Kamera dan medan pandangan yang dipilih
Kepala ikatan dan alat pengutip
Saiz substrat dan kawasan kerja
Sama ada pengukuran dibuat sebelum atau selepas pengikatan
Suhu proses dan kelakuan bahan
Atas sebab ini, spesifikasi berangka yang lebih rendah tidak secara automatik bermaksud prestasi pengeluaran yang lebih baik. Spesifikasi mesti dibaca bersama-sama dengan toleransi pakej dan keadaan proses sebenar.
| Keperluan Ketepatan | Keutamaan Proses Lazim | Arah Peralatan |
|---|---|---|
| Penempatan pakej standard | Lekat acuan isipadu tinggi yang stabil dan aliran bahan yang boleh diramal | Pengikat acuan epoksi automatik yang berfokus pada pengeluaran |
| Sensor ketepatan atau penempatan optoelektronik | Penjajaran yang lebih ketat, daya terkawal dan kedudukan pasca-ikatan yang stabil | Platform ikatan acuan berketepatan tinggi |
| Sambungan menghadap ke bawah dengan nada halus | Penjajaran antara sambungan acuan dan pad substrat | Sistem berkemampuan cip flip atau termomampatan |
| Perhimpunan optik atau fotonik | Hubungan antara penempatan elektrik dan penjajaran optik | Pengikat acuan ultra-ketepatan dengan penglihatan dan metrologi khusus |
Yang ASMPT AD280 Plus, sebagai contoh, mewakili arah peralatan berorientasikan ketepatan, manakala ASM AD830 Plus mewakili platform pengeluaran automatik. Kesesuaiannya harus dinilai berdasarkan aplikasi dan konfigurasi yang dipasang dan bukannya berdasarkan satu nombor tajuk utama.
Ketebalan Garisan Ikatan Menghubungkan Mesin ke Sambungan Akhir
Ketebalan garis ikatan ialah jarak antara bahagian belakang acuan dan permukaan ikatan selepas peletakan dan pemampatan bahan.
Ia boleh menjejaskan:
Rintangan haba
Tingkah laku elektrik
Tekanan mekanikal
Kecondongan itu
Pendarahan pelekat
Pembentukan lompang
Ketinggian pakej
Kebolehpercayaan jangka panjang
Pengikat acuan mempengaruhi ketebalan garisan ikatan melalui isipadu deposit, ketinggian ikatan, daya, keselarian alat dan kebolehulangan penempatan. Nilai akhir juga boleh berubah semasa pengawetan, pengaliran semula atau pensinteran.
Ini bermakna kawalan garisan ikatan tidak boleh dikurangkan kepada satu tetapan daya sahaja. Proses ini memerlukan hubungan yang stabil antara:
Isipadu bahan
Reologi bahan atau tingkah laku lebur
Kerataan acuan dan substrat
Paralelisme alat
Ketinggian dan daya yang diprogramkan
Profil haba atau pengawetan
Apabila garis ikatan tidak konsisten, perubahan daya mesin mungkin menyembunyikan simptom tanpa membetulkan mendapan yang tidak stabil, substrat yang melengkung atau perkakas yang tidak sesuai.
Daya Ikatan Mesti Padan dengan Dadu dan Bahan
Daya ikatan membantu mewujudkan sentuhan, menyebarkan bahan, menopang prabentuk atau menyokong proses berbantukan tekanan. Daya yang lebih banyak tidak secara automatiknya lebih baik.
Daya yang berlebihan atau tidak terkawal dengan baik boleh menyumbang kepada:
Retakan mati
Kerosakan substrat
Pelekat yang terhimpit terlalu banyak
Pengurangan garisan ikatan yang tidak terkawal
Pergerakan acuan
Kerosakan pada benjolan atau struktur halus
Daya yang tidak mencukupi boleh mengakibatkan sentuhan yang tidak lengkap, pelekatan yang tidak stabil, ketebalan garis ikatan yang berlebihan atau penyebaran bahan yang lemah.
Spesifikasi yang berkaitan bukan sahaja daya maksimum mesin. Proses ini juga mungkin bergantung pada resolusi daya rendah, kawalan gelung tertutup, pengesanan sentuhan, kestabilan daya dan pematuhan alat.
Suhu dan Atmosfera Mengubah Maksud Penempatan
Dalam penempatan epoksi suhu bilik, acuan mungkin kekal bergerak sehingga bahan mula mengeras. Dalam proses eutektik dan pateri, acuan mungkin diletakkan semasa lapisan ikatan dipanaskan atau dicairkan. Dalam pensinteran, penempatan dan penyambungan boleh diikuti dengan langkah suhu tinggi dan tekanan yang berasingan.
Perubahan pemanasan:
Kelikatan bahan
Tingkah laku pembasahan
Risiko pengoksidaan
Dimensi acuan dan substrat
Pengembangan alat
Masa kerja pelekat
Pembentukan garisan ikatan akhir
Oleh itu, mesin ikatan acuan yang sesuai mungkin memerlukan alat yang dipanaskan, pentas yang dipanaskan, pemanasan setempat, kawalan atmosfera, pemantauan suhu atau penyejukan terkawal.
Yang ASMPT AD211 Plus pengikat mati eutektik menggambarkan arah ikatan haba khusus. Ia tidak sepatutnya dinilai dengan cara yang sama seperti mesin peletakan epoksi suhu bilik standard.
Daya pemprosesan mesti merangkumi proses yang lengkap
Unit sejam boleh membantu menganggarkan kapasiti pengeluaran, tetapi kelajuan penempatan maksimum jarang sekali mewakili kitaran kilang yang lengkap.
Output sebenar mungkin termasuk masa untuk:
Pemuatan wafer dan substrat
Pengecaman mati buruk
Perubahan alat atau ejektor
Pengedaran atau pengecapan bahan
Penjajaran penglihatan
Pemanasan dan penyejukan
Daya ikatan kekal
Pemeriksaan pasca-bon
Perubahan majalah
Pertukaran resipi
Mesin dengan UPH nominal yang tinggi mungkin menghasilkan output yang kurang boleh digunakan apabila aplikasi memerlukan penjajaran yang panjang, pelbagai bahan, pertukaran alat yang kerap atau pemeriksaan yang meluas.
Sebaliknya, platform ketepatan yang lebih perlahan mungkin merupakan pilihan pengeluaran yang lebih baik apabila ralat penempatan akan menjadikan pemasangan optik atau semikonduktor yang telah siap tidak dapat digunakan.
Bagaimana Masalah Ikatan Die Biasa Berkaitan dengan Proses
Kecacatan harus dianggap sebagai bukti yang mempersempitkan siasatan, bukan sebagai bukti satu punca utama.
| Keputusan yang Diperhatikan | Kawasan Proses untuk Disiasat |
|---|---|
| Mati dialihkan atau diputar | Rujukan visi, orientasi pengambilan, pelepasan alat, pergerakan bahan, gosokan, aliran semula atau kestabilan lekapan |
| Kecondongan acuan atau ketinggian yang tidak sekata | Keseragaman mendapan, paralelisme alat, kerataan substrat, pencemaran, kawalan ketinggian ikatan atau pengagihan daya |
| Pendarahan epoksi yang berlebihan | Isipadu deposit, kelikatan, suhu, daya, ketinggian peletakan, saiz acuan atau kelewatan pengawetan |
| Perlindungan pelekat yang tidak lengkap | Corak mendapan, keadaan bahan, tenaga permukaan, daya peletakan, garis ikatan atau pencemaran yang terperangkap |
| Retak atau cip acuan | Persediaan ejektor, alat pengutip, pelepasan pita, daya, sokongan, profil gerakan atau ketebalan acuan |
| Tahap lompang yang tinggi | Penyediaan bahan, corak pengagihan, keadaan permukaan, atmosfera, gosokan, aliran semula, pengawetan atau proses vakum hiliran |
| Ketepatan penempatan yang tidak stabil | Penentukuran, kontras penglihatan, pemusatan alat, keadaan pentas, hanyutan haba, getaran atau persembahan produk |
Soalan diagnostik pertama haruslah di mana variasi memasuki jujukan. Bandingkan kitaran yang diketahui baik dengan kitaran yang gagal dan asingkan pengendalian wafer, pengambilan, aplikasi bahan, penjajaran, penempatan dan ikatan hiliran satu peringkat pada satu masa.
Cara Membaca Spesifikasi Mesin Ikatan Die
Sebelum membandingkan model mesin, terjemahkan setiap spesifikasi kepada keperluan produk.
| Spesifikasi Mesin | Soalan Yang Patut Dijawab |
|---|---|
| Ketepatan X/Y dan theta | Bolehkah mesin meletakkan acuan dalam toleransi pakej di bawah keadaan proses yang dimaksudkan? |
| Julat saiz dan ketebalan acuan | Bolehkah pengutip, ejektor dan perkakas mengendalikan acuan sebenar tanpa kerosakan? |
| Sokongan wafer dan dulang | Bolehkah mesin menerima format bahan pengeluaran dan kaedah pemetaan? |
| Julat daya ikatan | Adakah mesin tersebut memberikan daya yang diperlukan dengan resolusi dan kawalan yang sesuai? |
| Keupayaan pemanasan | Bolehkah kepala ikatan, peringkat dan atmosfera menyokong bahan ikatan dan profil terma? |
| Pilihan pendispensan | Bolehkah sistem yang dipasang mengendalikan bahan, kelikatan, corak mendapan dan isipadu yang diperlukan? |
| UPH atau masa kitaran | Apakah output yang tinggal selepas aplikasi bahan, penjajaran, pemanasan dan pemeriksaan dimasukkan? |
| Pemeriksaan pasca-bon | Kecacatan penempatan atau proses yang manakah boleh dikesan oleh mesin sebelum produk bergerak ke hilir? |
Helaian spesifikasi mesin mentakrifkan sampul operasi yang mungkin. Ujian bahan perwakilan masih diperlukan untuk menentukan sama ada laluan acuan, substrat, pelekat, pateri atau pensinteran yang tepat boleh berjalan dengan andal.
Kajian Praktikal Proses-ke-Mesin
Mesin ikatan acuan perlu disemak dalam susunan yang sama seperti proses pemasangan sebenar.
Tentukan sambungan akhir. Rekodkan keperluan mekanikal, terma, elektrik dan kebolehpercayaannya.
Sahkan acuan itu. Dokumen dimensi, ketebalan, bahan, keadaan bahagian belakang dan format input.
Sahkan substrat. Rekod dimensi, kemasan, kerataan, fiducial dan kaedah pengendalian.
Tentukan bahan pengikat. Termasuk kaedah aplikasi, penyimpanan, suhu dan pengawetan atau pengaliran semula hiliran.
Tetapkan toleransi penempatan. Asingkan penjajaran pra-ikatan daripada kedudukan pasca-ikatan akhir.
Tentukan ketinggian dan daya. Sambungkannya kepada keperluan talian ikatan dan pakej.
Semak keperluan terma. Kenal pasti keperluan pemanasan alat, pemanasan pentas, atmosfera dan penyejukan.
Kira output yang realistik. Termasuk semua langkah pengendalian, penjajaran, pengikatan dan pemeriksaan.
Semak konfigurasi yang telah dipasang. Sahkan kepala, kamera, pemuat, dispenser, pemanas, perisian dan perkakas.
Bahan perwakilan ujian. Nilaikan keseluruhan proses dan bukannya kitaran mesin kering sahaja.
Urutan ini menghalang kesilapan biasa: memilih pengikat acuan kerana ketepatan atau daya pemprosesan maksimumnya kelihatan sesuai, kemudian mendapati bahawa modul pengendalian bahan atau pengikatan yang dipasang tidak dapat menghasilkan semula proses yang diperlukan.
Soalan Lazim Proses Ikatan Die
Adakah ikatan die sama dengan pelekat die?
Istilah-istilah ini sering digunakan untuk proses meletakkan dan melekatkan acuan semikonduktor pada rangka plumbum, substrat, pembawa atau komponen lain. Mekanisme ikatan yang tepat mungkin menggunakan epoksi, pateri, aloi eutektik, bahan pensinteran atau proses lain.
Adakah mesin pengikat acuan melengkapkan sambungan akhir?
Bukan dalam setiap proses. Sesetengah mesin melengkapkan pemanasan atau ikatan eutektik di tempatnya. Dalam aplikasi lain, pengikat acuan melakukan aplikasi bahan, penempatan atau penyambungan sebelum pemasangan bergerak ke peralatan pengawetan, pengaliran semula atau pensinteran.
Apakah spesifikasi pengikat acuan yang paling penting?
Tiada satu nombor yang paling penting. Ketepatan peletakan, pengendalian acuan, aplikasi bahan, daya ikatan, pemanasan, penglihatan, daya pemprosesan dan pemeriksaan semuanya mesti sepadan dengan produk dan proses ikatan.
Mengapakah acuan boleh bergerak selepas penjajaran penglihatan yang tepat?
Acuan mungkin beralih semasa pelepasan alat, pemampatan bahan, penyentalan, pengawetan, peleburan pateri atau pergerakan haba. Inilah sebabnya kedudukan pasca-ikatan boleh berbeza daripada hasil penjajaran yang diukur sebelum penempatan.
Bagaimanakah mesin ikatan acuan harus diuji sebelum pemilihan?
Gunakan acuan, substrat, bahan dan perkakas yang representatif apabila praktikal. Sahkan pengambilan, aplikasi bahan, penjajaran, penempatan, kelakuan garisan ikatan, pemeriksaan dan keserasian proses hiliran di bawah syarat yang dipersetujui.
Perspektif Akhir
Kualiti ikatan acuan dicipta oleh urutan terkawal, bukan sahaja oleh ketepatan peletakan. Persembahan wafer, pengambilan acuan, aplikasi bahan, penjajaran, ketinggian ikatan, daya, suhu dan pemeriksaan semuanya menyumbang kepada hasil akhir.
Mesin yang betul ialah mesin yang konfigurasinya dipasang boleh menghasilkan semula urutan lengkap itu dengan kestabilan dan output yang boleh diterima.
Ulasan tersedia mesin ikatan acuan dan sistem pelekat acuan, kemudian sediakan acuan, substrat, bahan ikatan, sasaran ketepatan, daya pemprosesan dan modul proses yang diperlukan melalui Halaman pertanyaan peralatan semikonduktor GEEKVALUE untuk semakan berasaskan konfigurasi.