Thiết bị ghép chip lật cho bao bì bán dẫn tiên tiến

Thiết bị hàn chip lật

MỘT máy hàn chip lậtMáy này chọn và định hướng khuôn chip có các điểm tiếp xúc (bumper) úp xuống, căn chỉnh các điểm tiếp xúc hoặc trụ đồng của nó với các miếng đệm tương ứng, và đặt hoặc liên kết khuôn chip với chất nền, tấm wafer hoặc chip khác. Khám phá các thiết bị dùng cho liên kết nén nhiệt, đặt hàng bằng phương pháp nung chảy hàng loạt, kết nối chip với chất nền, chip với tấm wafer, quang tử silicon và các ứng dụng kết nối mật độ cao khác.

Từ chip đến chất nền Từ chip đến tấm wafer Từ chip này sang chip khác Liên kết nhiệt nén Kết nối bước nhỏ
Thiết bị này điều khiển những gì?

Cách máy hàn chip lật tạo ra kết nối úp mặt xuống

Khác với phương pháp gắn chip úp mặt thông thường, phương pháp lắp ráp chip lật đặt mặt hoạt động của chip hướng về phía các chân tiếp nhận. Máy hàn phải kiểm soát hướng, sự căn chỉnh hai mặt, độ phẳng, lực hàn và các điều kiện ghép nối đã chọn mà không làm hỏng chip, các điểm tiếp xúc hoặc chất nền.

Trình tự chính xác sẽ thay đổi tùy thuộc vào phương pháp nung chảy khối lượng lớn, ép nhiệt, siêu âm nhiệt, dán keo hoặc liên kết trực tiếp, nhưng bốn chức năng máy sau đây vẫn là yếu tố cốt lõi trong việc lựa chọn thiết bị.

Việc tạo gờ, mạ kim loại dưới gờ và các lớp phân bố lại thường được hoàn thành ở giai đoạn trước đó. Máy ghép chip lật (flip chip bonder) căn chỉnh và nối các bề mặt kết nối đã được chuẩn bị; nó không thay thế thiết bị tạo gờ trên wafer.
01

Chọn, định hướng và đặt khuôn lên

Máy sẽ lấy một chip riêng lẻ từ băng wafer, khay, hộp waffle hoặc vật chứa khác, điều khiển hướng của chip và đưa bề mặt có gờ hướng về phía mục tiêu.

02

Căn chỉnh các gờ, cột và tấm đệm

Hệ thống quang học nhìn lên và nhìn xuống, nhận dạng mẫu và hiệu chỉnh vị trí giúp căn chỉnh các đặc điểm của chip với chất nền, tấm trung gian, tấm wafer hoặc các mục tiêu chip thứ hai.

03

Kiểm soát tính song song và điều kiện liên kết

Nền tảng này quản lý độ nghiêng, chiều cao đặt, lực, nhiệt độ, môi trường, thời gian giữ và các chức năng siêu âm hoặc làm cứng tùy chọn theo quy trình đã được chứng nhận.

04

Thả ra, Đo lường và Ghi lại

Sau khi nối hoặc đặt đinh ghim, dụng cụ sẽ giải phóng thiết bị và có thể thực hiện đo lường sau khi liên kết, kiểm tra, ghi nhật ký công thức và truy xuất nguồn gốc trước chu kỳ tiếp theo.

So sánh kết nối

So sánh liên kết chip lật và liên kết dây dẫn

Cả hai quy trình đều tạo ra các kết nối điện từ chip bán dẫn đến bao bì, nhưng hình dạng kết nối và thiết bị cần thiết là khác nhau. Trang này tập trung cụ thể vào kết nối trực tiếp úp mặt xuống thông qua các gờ, trụ hoặc bề mặt liên kết đã được chuẩn bị sẵn.

Điểm quyết định
Kết nối mảng khu vực úp xuống Liên kết chip lật
Kết nối dây dẫn nhỏ ngoại vi Nối dây
Đường dẫn kết nối
Các gờ, trụ hoặc bề mặt liên kết trực tiếp bên dưới chip sẽ khớp với các đặc điểm tiếp nhận tương ứng.
Các vòng dây mảnh kết nối các điểm tiếp xúc của chip với khung dẫn, chất nền hoặc đầu nối của gói chip.
Thiết kế bao bì
Hỗ trợ I/O mảng diện tích, đường dẫn điện ngắn, kiến ​​trúc đóng gói nhỏ gọn và tích hợp mật độ cao.
Hỗ trợ bố trí chân ngoại vi, định tuyến vòng lặp linh hoạt và nhiều định dạng đóng gói thông dụng.
Điều khiển thiết bị
Lật khuôn, tầm nhìn hai mặt, độ chính xác sau khi liên kết, tính song song, lực, nhiệt độ và môi trường.
Cấp dây, dụng cụ mao dẫn hoặc hình nêm, hàn siêu âm, tạo vòng lặp và chuyển động đầu hàn.
Sử dụng thông thường
Các chiplet, chất nền mật độ cao, cảm biến hình ảnh, MEMS, quang tử silicon, quang điện tử và tích hợp 2.5D hoặc 3D.
Các mạch tích hợp thông dụng, linh kiện rời rạc, đèn LED, bộ nguồn và các sản phẩm được thiết kế dựa trên các kết nối dây dẫn ngoại vi.
Dữ liệu lựa chọn
Bước răng và cấu tạo kim loại, định dạng khuôn và mục tiêu, phương pháp ghép nối, độ chính xác, lực, phạm vi nhiệt và tự động hóa.
Vật liệu và đường kính dây dẫn, hình dạng bao bì, phương pháp liên kết, cấu hình vòng lặp, thiết kế chân kết nối và thông lượng.
Thiết bị sẵn có

Máy hàn chip lật và hệ thống TCB

Xem xét các máy ghép chip lật, bệ đặt chip chính xác và hệ thống ghép nhiệt nén hiện có. Gửi thông tin về chip, đường kết nối, chất nền đích, quy trình ghép nối và yêu cầu sản xuất để so sánh cấu hình máy thực tế.

Thông số kỹ thuật chung của dòng sản phẩm không xác nhận cấu hình của từng máy riêng lẻ. Vui lòng kiểm tra đầu hàn, hệ thống quang học, phạm vi lực, hệ thống gia nhiệt, môi trường khí quyển, các mô-đun xử lý, phần mềm, dụng cụ và phụ kiện đã lắp đặt trước khi mua.
Chọn theo giai đoạn sản xuất

Máy hàn chip lật tự động, dây chuyền thí điểm hay dành cho nghiên cứu và phát triển?

Nền tảng tốt nhất phụ thuộc vào việc dự án đang phát triển một hệ thống kết nối mới, chuyển giao một quy trình ổn định sang sản xuất thử nghiệm hay vận hành một dây chuyền sản xuất hàng loạt với khối lượng lớn.

Không nên chỉ lựa chọn dựa trên độ chính xác được quảng cáo. Khả năng truy cập của người vận hành, cách trình bày vật liệu, phát triển công thức, dữ liệu quy trình, thời gian chu kỳ, khả năng truy xuất nguồn gốc và tích hợp nhà máy cũng quan trọng không kém.

Thảo luận về giai đoạn sản xuất của bạn
01

Nghiên cứu và phát triển quy trình

Các hệ thống điều khiển bằng tay hoặc có hỗ trợ ưu tiên khả năng truy cập quang học, công cụ linh hoạt, các thí nghiệm được kiểm soát và khả năng đánh giá các khuôn mẫu, mục tiêu, lực, nhiệt độ và phương pháp ghép nối khác nhau.

02

Dây chuyền thí điểm và chứng nhận

Các nền tảng bán tự động hoặc đa năng bổ sung khả năng lập trình chuyển động, độ lặp lại quy trình, đo lường và ghi dữ liệu, đồng thời vẫn duy trì tính linh hoạt cho các thay đổi kỹ thuật và sản xuất hạn chế.

03

Sản xuất hàng loạt tự động

Các hệ thống sản xuất chú trọng vào tự động hóa wafer, khay hoặc giá đỡ, thời gian chu kỳ ngắn, thực thi công thức ổn định, kiểm tra, giao tiếp với máy chủ, khả năng truy xuất nguồn gốc và sử dụng thiết bị có thể dự đoán được.

Quy trình gia nhập

Chọn máy hàn chip lật phù hợp với quy trình kết nối.

Thuật ngữ “chip lật” mô tả hướng lắp ráp, chứ không phải một công thức liên kết chung duy nhất. Vật liệu cấu tạo nên đường dẫn liên kết và hình dạng mối nối cần thiết sẽ quyết định đầu liên kết, hệ thống nhiệt, môi trường, kiểm soát lực và các tùy chọn xử lý.

01 Liên kết nén nhiệt (TCB) Nhiệt và lực được kiểm soát tạo ra các kết nối có bước pitch nhỏ trong khi chip vẫn được căn chỉnh đúng với mục tiêu.

Xác nhận phạm vi lực liên kết, gia nhiệt trên và dưới, độ đồng đều nhiệt độ, thời gian giữ nhiệt, độ nghiêng và độ lệch chủ động, môi trường, làm mát, độ cong vênh của chip và phương pháp được sử dụng để kiểm tra độ chính xác sau khi liên kết. Khả năng của TCB phụ thuộc vào phần cứng được cài đặt, không chỉ tên nền tảng.

02 Hàn chảy hàng loạt và đặt mối hàn Máy hàn sẽ căn chỉnh và đặt các linh kiện có gờ trước khi bước hàn nóng chảy tích hợp hoặc tiếp theo hoàn tất mối hàn.

Xem xét lại quy trình bôi chất trợ hàn, vị trí gắn chip, gia nhiệt từng giai đoạn, độ ổn định của chip, giá đỡ đế, dòng chảy hàn nóng chảy, làm mát và xử lý sau khi đặt chip. Hệ thống đặt chip hàn nóng chảy hàng loạt và hệ thống TCB chuyên dụng không thể tự động thay thế cho nhau.

03 Các phương pháp gia nhiệt siêu âm, hỗn hợp eutectic và kết dính Một số cụm lắp ráp được lựa chọn kết hợp nhiệt, lực, năng lượng siêu âm, chất hàn, chất kết dính dẫn điện hoặc vật liệu đóng rắn bằng tia cực tím.

Kiểm tra mô-đun siêu âm, phương pháp gia nhiệt, phân phối hoặc dập khuôn, kiểm soát đường liên kết, khả năng truy cập tia UV, giao diện công cụ và giám sát quy trình tương thích. Các tùy chọn này phụ thuộc vào cấu hình cụ thể.

04 Liên kết trực tiếp và liên kết lai Các bề mặt điện môi và kim loại đã được chuẩn bị đòi hỏi thao tác cực kỳ sạch sẽ, căn chỉnh chính xác và tiếp xúc được kiểm soát.

Liên kết trực tiếp hoặc liên kết lai thường yêu cầu kiểm soát môi trường chuyên dụng, chuẩn bị bề mặt, quản lý hạt, độ song song, tiếp xúc lực thấp và xử lý nhiệt sau liên kết. Không nên cho rằng máy hàn điểm tiêu chuẩn có thể thực hiện quy trình này.

Ngân sách và báo giá

Điều gì quyết định giá thành của máy hàn chip lật?

Máy hàn định vị trong phòng thí nghiệm, nền tảng phát triển quy trình lực cao và hệ thống sản xuất ép nhiệt hoàn toàn tự động thuộc các loại thiết bị khác nhau. Một mức giá chung chung sẽ không mô tả chính xác chúng.

Báo giá tương đương phải nêu rõ gói quy trình đã lắp đặt thực tế, các mô-đun xử lý, điều kiện hiệu chuẩn, công cụ và phạm vi hỗ trợ—không chỉ là kiểu máy được in trên máy.

Yêu cầu báo giá dựa trên cấu hình

Vui lòng cung cấp thông tin về kiểu máy hoặc ứng dụng ưu tiên, định dạng khuôn và mục tiêu, quy trình kết nối, độ chính xác, mức độ tự động hóa, tình trạng và điểm đến.

Yêu cầu thông tin về tình trạng sẵn có hiện tại
Vì sao hai máy cùng một kiểu máy lại có thể khác nhau?

Giá trị thực tế đạt được phụ thuộc vào những gì đã được cài đặt, kiểm chứng và bao gồm.

  1. 01
    Độ chính xác và phần cứng quy trình

    Các yếu tố như quang học, đầu hàn, phạm vi lực, độ song song, gia nhiệt, môi trường và các tùy chọn kiểm tra sẽ quyết định các quy trình mà máy thực sự có thể hỗ trợ.

  2. 02
    Thiết bị và dụng cụ vận chuyển vật liệu

    Các thiết bị như bàn đỡ wafer, bộ đẩy, khay, dụng cụ lật, mâm cặp, kẹp, đồ gá đế và các mô-đun tự động hóa có thể làm thay đổi đáng kể phạm vi báo giá.

  3. 03
    Phần mềm, hiệu chuẩn và bằng chứng

    Giấy phép, chức năng công thức, hiệu chuẩn camera, xác minh lực và nhiệt, đo lường sau khi liên kết và bằng chứng trình diễn đều ảnh hưởng đến sự sẵn sàng.

  4. 04
    Tình trạng, tân trang và hỗ trợ

    Năm sản xuất, lịch sử vận ​​hành, các bộ phận thay thế, tài liệu, đóng gói, lắp đặt, đào tạo và phạm vi dịch vụ hậu mãi đều ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.

Để so sánh hữu ích, hãy bao gồm: Kích thước khuôn và mục tiêu, loại và khoảng cách giữa các chân tiếp xúc, quy trình ghép nối, độ chính xác sau khi ghép nối cần thiết, phạm vi lực và nhiệt độ, tự động hóa, điều kiện ưu tiên và điểm đến.
Đánh giá thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật của máy hàn chip lật cần được giải thích thêm.

Các giá trị tiêu đề chỉ hữu ích khi biết điều kiện thử nghiệm và cấu hình đã cài đặt. Hãy so sánh các nhóm thông số kỹ thuật này với gói sản phẩm và quy trình thực tế thay vì chỉ chọn từ một con số được quảng cáo duy nhất.

Sự chính xác

Độ chính xác khi đặt so với độ chính xác sau khi gắn kết

Xác nhận xem độ chính xác được đo trước khi tiếp xúc hay sau toàn bộ chu trình gia nhiệt và ép, mức sigma được sử dụng, kích thước khuôn, vị trí trường, nhiệt độ và phương pháp đo.

Cơ học

Lực liên kết, khoảng cách và tính song song

Xem xét lực tối thiểu và tối đa, độ phân giải điều khiển, độ nghiêng và độ dốc chủ động, độ phẳng, phép đo khe hở cuối cùng và khả năng bảo vệ các bộ phận dễ vỡ hoặc bị cong vênh.

Nhiệt

Sưởi ấm trên và dưới

So sánh nhiệt độ tối đa, tốc độ tăng nhiệt, độ đồng đều, gia nhiệt theo xung hoặc theo giai đoạn, làm mát, bù giãn nở nhiệt và khả năng tương thích với phạm vi quy trình yêu cầu.

Xử lý

Định dạng chip, wafer và chất nền

Xác nhận kích thước tối thiểu và tối đa của chip, độ dày, đường kính wafer, khung băng keo, khay hoặc dạng tấm waffle, kích thước chất nền, loại giá đỡ và các tùy chọn tải tự động.

Môi trường

Bảo vệ khí quyển và bề mặt

Xác định các yêu cầu về khí trơ, chân không, xử lý bằng axit formic hoặc không dùng chất trợ dung, kiểm soát hạt, môi trường sạch và liệu buồng kín có phù hợp với hệ thống vật liệu dự định sử dụng hay không.

Sản xuất

Thời gian chu kỳ, kiểm tra và truy xuất nguồn gốc

Đánh giá thời gian chu kỳ bằng cách sử dụng quy trình thực tế, thay đổi vật liệu, quản lý công thức, kiểm tra sau khi liên kết, thu thập dữ liệu, giao tiếp với máy chủ và quyền truy cập bảo trì.

Hãy yêu cầu bảng cấu hình chi tiết, ảnh máy móc, danh sách tùy chọn và bằng chứng vận hành có sẵn. Chỉ riêng tài liệu giới thiệu dòng sản phẩm không thể đảm bảo rằng một hệ thống đã qua sử dụng hoặc được tân trang lại đáp ứng được yêu cầu của dự án.
Xác minh thiết bị đã qua sử dụng

Cần kiểm tra những gì trên máy hàn chip lật đã qua sử dụng?

Thiết bị đã qua sử dụng có thể rút ngắn thời gian giao hàng và giảm chi phí đầu tư, nhưng tên model không tiết lộ độ chính xác hiện tại, các mô-đun quy trình được cài đặt hoặc các công cụ đi kèm.

Quá trình xem xét cần liên kết thông tin nhận dạng và tình trạng của máy móc với gói sản phẩm mục tiêu, các tiêu chí kết nối và chấp nhận.

01 / Nhận dạng

Mã hiệu, hậu tố, năm sản xuất và số sê-ri

Vui lòng xác nhận đầy đủ thông tin về tên gọi, năm sản xuất, số sê-ri, vị trí máy, lịch sử sở hữu và tình trạng hoạt động hiện tại.

02 / Căn chỉnh

Quang học, hiệu chuẩn và bằng chứng về độ chính xác

Xem xét lại các yếu tố như camera, chiếu sáng, nhận dạng mẫu, hiệu chuẩn bàn xoay, phương pháp đo sau khi liên kết, kết quả độ lặp lại và xác minh tính song song.

03 / Phần cứng liên kết

Đầu liên kết, Lực và Hệ thống nhiệt

Xác định phạm vi lực, giao diện dụng cụ, hệ thống gia nhiệt trên và dưới, hệ thống làm mát, bộ điều khiển nhiệt độ, phần cứng điều chỉnh độ nghiêng và các mô-đun chuyên dụng cho quy trình.

04 / Xử lý vật liệu

Phạm vi của Wafer, Die, Target và Toolfer

Liệt kê bàn ​​đỡ wafer, bộ đẩy, bộ phận nạp khuôn, khay, mâm cặp, kẹp giữ, dụng cụ lật, đồ gá đế, giá đỡ và các bộ phận thay thế đi kèm.

05 / Các tùy chọn quy trình

Khí, chân không, chất trợ hàn, siêu âm và đóng rắn

Xác nhận buồng kín khí, hệ thống điều khiển khí, chân không, phương pháp hàn có hoặc không có chất trợ hàn, thiết bị siêu âm, hệ thống phân phối, dập khuôn và khả năng xử lý tia cực tím nếu cần.

06 / Phần mềm & Hỗ trợ

Giấy phép, tài liệu và trình diễn

Kiểm tra máy tính, phiên bản phần mềm, giấy phép, sách hướng dẫn, hồ sơ bảo trì, công việc tân trang, phụ tùng thay thế, mẫu thử nghiệm và các bản trình diễn trực tiếp hoặc đã ghi lại có sẵn.

Câu hỏi thường gặp khi lựa chọn thiết bị

Câu hỏi thường gặp về máy hàn chip lật

Những câu trả lời này làm rõ phạm vi thiết bị, khả năng tương thích quy trình, so sánh thông số kỹ thuật, kiểm tra máy móc đã qua sử dụng và thông tin cần thiết để lập báo giá hữu ích.

Máy ghép chip lật là gì?

Máy ghép chip lật là thiết bị lắp ráp bán dẫn có chức năng gắp và định hướng mặt chip có các điểm tiếp xúc (bumpers) úp xuống, căn chỉnh các điểm tiếp xúc hoặc trụ của nó với các miếng đệm tương ứng, và đặt hoặc ghép nó vào chất nền, tấm wafer hoặc một chip khác dưới sự kiểm soát về lực, nhiệt độ, môi trường và độ song song.

Sự khác biệt giữa máy hàn chip lật và máy hàn chip thông thường là gì?

Máy hàn chip thông thường thường đặt chip lên chất kết dính, chất hàn hoặc vật liệu kết nối khác với mặt hoạt động hướng lên trên. Máy hàn chip lật (flip chip bonder) căn chỉnh bề mặt hoạt động có gờ hướng xuống dưới để kết nối trực tiếp với các điểm tiếp xúc tương ứng. Một số nền tảng mô-đun hỗ trợ cả hai, nhưng cần phải kiểm tra lại hệ thống quang học, đầu hàn, hệ thống gia nhiệt và quy trình vận hành.

Máy hàn chip lật có thể hỗ trợ những quy trình liên kết nào?

Tùy thuộc vào cấu hình, một nền tảng có thể hỗ trợ việc đặt linh kiện bằng phương pháp nung chảy hàng loạt, liên kết bằng phương pháp nén nhiệt, liên kết bằng sóng siêu âm nhiệt, liên kết hợp kim eutectic hoặc hàn, liên kết bằng chất kết dính, xử lý bằng tia cực tím và một số quy trình liên kết trực tiếp hoặc kết hợp.

Nên so sánh độ chính xác nào trên máy hàn chip lật?

So sánh độ chính xác khi đặt linh kiện hoặc sau khi liên kết với phương pháp đo, mức độ sai số chuẩn, kích thước chip, nhiệt độ, vị trí trường và liệu giá trị được đo trước hay sau khi chu kỳ liên kết hoàn tất.

Liệu một máy ghép chip lật (flip chip bonder) có thể xử lý cả ứng dụng ghép chip lên đế (chip-to-substrate) và ghép chip lên wafer (chip-to-wafer) hay không?

Một số nền tảng có thể hỗ trợ cả C2S và C2W, nhưng các bộ phận như bàn làm việc với wafer, xử lý chất nền, đầu vào chip, quang học, dụng cụ, phần mềm và mô-đun quy trình lại khác nhau. Khả năng tương thích phải được xác nhận từ cấu hình thực tế đã được cài đặt.

Máy hàn chip lật có giá bao nhiêu?

Giá cả phụ thuộc vào loại thiết bị, độ chính xác, lực ép, hệ thống gia nhiệt, môi trường khí quyển, khả năng xử lý wafer và chất nền, tự động hóa, phần mềm, dụng cụ, năm sản xuất, tình trạng và phạm vi hỗ trợ. Báo giá hữu ích cần có thông tin về quy trình mục tiêu và cấu hình được cung cấp.

Cần kiểm tra những gì trước khi mua máy hàn chip lật đã qua sử dụng?

Xác minh đầy đủ kiểu máy và hậu tố, số sê-ri, năm sản xuất, hệ thống căn chỉnh, hiệu chuẩn, đầu hàn, lực hàn, gia nhiệt, độ song song, mô-đun xử lý, tùy chọn môi trường, phần mềm, dụng cụ, lịch sử bảo dưỡng và bằng chứng trình diễn có sẵn.

Cần những thông tin gì để nhận báo giá máy hàn chip lật?

Cung cấp thông tin chi tiết về chip, chân tiếp xúc và chất nền, định dạng C2S hoặc C2W, quy trình ghép nối, độ chính xác sau khi ghép, phạm vi lực và nhiệt độ, môi trường, mức độ tự động hóa, điều kiện ưu tiên, điểm đến và tiến độ dự án.

Chọn máy hàn chip lật phù hợp với quy trình kết nối thực tế.

Hãy gửi thông tin về chip, gờ hoặc trụ, định dạng chất nền hoặc wafer, độ chính xác sau khi liên kết yêu cầu, phương pháp ghép nối, lực và phạm vi nhiệt độ, giai đoạn sản xuất, điều kiện máy móc ưu tiên và điểm đến.

Yêu cầu báo giá máy hàn chip lật