ASMPT SIPLACE CA2 là một nền tảng lắp đặt tốc độ cao lai, xử lý các linh kiện gắn bề mặt thông thường và các chip bán dẫn trần trong cùng một môi trường sản xuất. Nó có thể lấy các linh kiện SMD từ bộ cấp cuộn băng đồng thời cũng có thể lấy chip trực tiếp từ tấm wafer đã được cắt.
Sự kết hợp này làm cho CA2 phù hợp với sản xuất hệ thống trong gói (System-in-Package), mô-đun đa chip, đóng gói cấp wafer và panel, linh kiện nhúng và một số ứng dụng bán dẫn công suất nhất định. Giá trị mạnh nhất của nó thể hiện khi việc đặt trực tiếp lên wafer là một phần quan trọng của sản phẩm chứ không phải là một thao tác chuyên biệt không thường xuyên.
Không nên lựa chọn máy chỉ dựa trên một thông số về tốc độ hoặc độ chính xác. Quyết định thực sự phụ thuộc vào sự cân bằng giữa số lượng chip được cung cấp từ wafer và số lượng linh kiện được cung cấp từ bộ cấp liệu, số lượng loại chip, định dạng chất nền, lộ trình ghép nối cần thiết và cấu hình CA2 được lắp đặt.
Chức năng chính của SIPLACE CA2
Máy đặt linh kiện SMT thông thường thường nhận các linh kiện đã đóng gói từ băng, khay hoặc các bộ cấp liệu khác. Ngược lại, hệ thống đặt chip phải xác định và lấy các chip riêng lẻ từ tấm wafer, duy trì thông tin nguồn gốc của chúng và chuyển chúng đến chất nền hoặc bao bì.
SIPLACE CA2 tích hợp hai luồng vật liệu này vào một nền tảng duy nhất. Tùy thuộc vào cấu hình, nó có thể hỗ trợ:
Lắp ráp linh kiện SMD từ cuộn băng giấy
Thu gom trực tiếp các chip trần từ các tấm wafer đã được cắt nhỏ.
Đặt khuôn gắn trước khi tiến hành quy trình ghép nối đạt tiêu chuẩn.
Đặt quân bài úp xuống
Sản phẩm hỗn hợp bao gồm nhiều khuôn dập và các linh kiện SMT được lựa chọn.
Việc cấp liệu trực tiếp từ wafer có thể loại bỏ bước dán băng keo trung gian cho chip. Điều này có thể giảm thiểu việc chuẩn bị vật liệu, bổ sung và xử lý liên quan đến việc chuyển các chip nhạy cảm vào băng keo trước khi đặt. Lợi ích sản xuất lớn nhất khi một dòng sản phẩm sử dụng nhiều linh kiện được cung cấp từ wafer hoặc yêu cầu chuyển đổi thường xuyên giữa các loại chip.
Do đó, CA2 không chỉ đơn thuần là một máy SMT có thêm đầu vào wafer. Các đầu đặt linh kiện, trao đổi wafer, đệm chip, hệ thống thị giác, xử lý vật liệu và chức năng truy xuất nguồn gốc được bố trí xoay quanh quy trình lắp ráp bán dẫn và SMT hỗn hợp.
Thông số kỹ thuật SIPLACE CA2 đã được công bố
Các giá trị sau đây mô tả khả năng nền tảng được công bố của ASMPT. Tốc độ và độ chính xác tối đa phụ thuộc vào chế độ hoạt động, vị trí đặt linh kiện, hình dạng hình học của linh kiện, bố trí băng tải và các tùy chọn đã chọn. Bảng thông số kỹ thuật xác định phạm vi quy trình khả thi chứ không phải dự đoán thời gian chu kỳ hoặc tình trạng của từng máy riêng lẻ.
| Khu vực đặc tả | Khả năng CA2 đã được công bố | Ý nghĩa thực tiễn |
|---|---|---|
| Kiến trúc bố trí | Hai đầu định vị SIPLACE CP20 | Hệ thống hai đầu hỗ trợ SMT tốc độ cao và đặt wafer trực tiếp. |
| tiêu chuẩn đặt hàng SMT | Năng suất lên đến 76.000 chiếc/giờ | Giá trị này thể hiện định hướng của nền tảng chứ không phải là sản lượng sản phẩm được đảm bảo. |
| Đặt chip lật từ tấm wafer | Năng suất lên đến 51.000 chiếc/giờ | Tốc độ thực tế cũng phụ thuộc vào việc lấy tấm bán dẫn, hệ thống thị giác, quá trình nhúng và định vị chất nền. |
| Gắn chip từ tấm wafer | Năng suất lên đến 54.000 chiếc/giờ | Điều này phản ánh sự chú trọng của nền tảng vào quy trình xử lý trực tiếp trên tấm wafer với số lượng lớn. |
| các lớp học về độ chính xác khi đặt vị trí | 20 µm, 15 µm hoặc 10 µm ở mức 3 sigma | Lớp có thể được phân loại dựa trên vị trí lắp đặt và hình dạng của linh kiện. |
| Dòng linh kiện cấp băng | 0201 hệ mét sang 8,2 mm × 8,2 mm | Các linh kiện nằm ngoài phạm vi này cần một giải pháp bố trí khác hoặc quy trình dây chuyền phân chia. |
| Phạm vi chip được cung cấp từ wafer | Từ 0,3 mm × 0,3 mm đến 8,2 mm × 8,2 mm | Độ dày chip, bề mặt tiếp xúc, cấu trúc chân tiếp xúc và độ ổn định khi thao tác vẫn cần được đánh giá thêm. |
| Xử lý tấm bán dẫn | Có thể chứa tối đa 50 loại wafer khác nhau; thời gian thay thế khoảng 13 giây. | Kiến trúc này hỗ trợ các sản phẩm yêu cầu thay đổi thường xuyên giữa nhiều nguồn chip khác nhau. |
| Cấu hình vật liệu | Tối đa 80 vị trí cấp phôi 8 mm, hoặc tối đa hai hệ thống đa phôi (Multi Wafer Systems) với 10 rãnh cấp phôi 8 mm. | Trước tiên cần phải xác định sự cân bằng cần thiết giữa công suất sản xuất wafer và số lượng vị trí cấp liệu thông thường. |
| Phạm vi chất nền một làn | Kích thước tối đa 700 mm × 620 mm với các cấp độ chính xác được chọn; tối đa 300 mm × 300 mm với độ phân giải 10 µm. | Việc xử lý các tấm lớn và định vị với độ chính xác cao nhất không sử dụng toàn bộ diện tích làm việc. |
| Kích thước máy | 2,56 m × 2,50 m × 1,85 m | Việc lập kế hoạch dây chuyền sản xuất cũng phải bao gồm không gian để bốc xếp, phục vụ và tiếp cận vật liệu. |
| Giao diện nhà máy | IPC-HERMES-9852, IPC-CFX, IPC-SMEMA-9851 và SECS/GEM | Phiên bản phần mềm được cung cấp và các chức năng được cấp phép sẽ quyết định việc triển khai thực tế. |
| Thông tin tuân thủ | Đạt chứng nhận CE và SEMI S2/S8; đạt tiêu chuẩn phòng sạch ISO 7. | Các yêu cầu của địa điểm đến vẫn cần được xem xét độc lập. |
Ba cấp độ chính xác này cần được đặc biệt chú ý. Cấp độ 10 µm không phải là cài đặt chung cho mọi kích thước chất nền và vị trí đặt. Ví dụ, phạm vi làn đơn được công bố mở rộng đến 700 mm × 620 mm đối với các cấp độ 20 µm và 15 µm, trong khi vùng làm việc đầy đủ của cấp độ 10 µm được liệt kê lên đến 300 mm × 300 mm.
Cách diễn đạt về việc hoán đổi tấm wafer cũng có một chút khác biệt trong tài liệu chính thức: phần tổng quan tính năng mô tả thời gian dưới 13 giây, trong khi bảng thông số kỹ thuật ghi là 13 giây. Để lập kế hoạch sản xuất, chu kỳ hoán đổi nên được coi là khoảng 13 giây và được xác thực với trình tự wafer dự kiến.
Kiến trúc CA2 định hình việc xử lý vật liệu như thế nào?
Máy SIPLACE CA2 sử dụng hai đầu CP20. Mỗi đầu được ghi nhận có hiệu suất lên đến 38.000 linh kiện mỗi giờ, tạo ra hiệu suất chuẩn SMT kết hợp lên đến 76.000 linh kiện mỗi giờ. Đầu máy xử lý các linh kiện từ kích thước 0201 hệ mét đến 8,2 mm × 8,2 mm và chiều cao lên đến 4 mm.
Phạm vi này rất phù hợp với các cấu trúc SiP nhỏ gọn chứa các IC, linh kiện thụ động và chip trần nhỏ, nhưng nó cũng xác định một ranh giới rõ ràng. Các sản phẩm chứa các thiết bị có kích thước trên 8,2 mm, các chip hoặc linh kiện dày bất thường yêu cầu phương pháp lấy linh kiện khác có thể cần một máy thứ hai hoặc một nền tảng khác.
Camera độ phân giải cao SST49 tùy chọn ảnh hưởng đến kích thước bi và bước ren nhỏ nhất được công bố. Do đó, các ứng dụng liên quan đến bước ren hoặc đường kính bi rất nhỏ nên được lựa chọn phù hợp với gói phần mềm thị giác đã lắp đặt chứ không chỉ dựa vào tên model.
Hệ thống đa wafer (Multi Wafer System) thay đổi cách thức cung cấp linh kiện cho máy. Một máy CA2 được cấu hình chủ yếu cho SMT có thể cung cấp tới 80 vị trí cho bộ cấp băng 8 mm. Cấu hình hướng đến wafer có thể sử dụng tối đa hai hệ thống đa wafer trong khi vẫn giữ lại 10 vị trí cho bộ cấp băng 8 mm.
Mâm cặp wafer, bộ phận nhúng tuyến tính và các rãnh cấp liệu có thể hoạt động trong cùng một hệ thống vật liệu. Điều này cho phép sản phẩm kết hợp nhiều chip được cung cấp từ wafer với một số lượng SMD được cấp liệu bằng băng tải được kiểm soát. Tuy nhiên, nó không cung cấp dung lượng cấp liệu không giới hạn, vì vậy bảng kê vật liệu phải được chia nhỏ theo khối lượng lắp đặt thực tế.
Hệ thống chứa tấm wafer này có thể chứa tới 50 tấm wafer khác nhau. Giá trị của nó không chỉ nằm ở khả năng lưu trữ; nó cho phép quy trình sản xuất chuyển đổi giữa nhiều nguồn chip khác nhau mà không cần coi mỗi chip như một linh kiện được dán riêng lẻ. Điều này đặc biệt hữu ích cho các gói đa chip, trong đó bộ nhớ, logic, cảm biến, thiết bị RF hoặc các linh kiện nguồn được sản xuất từ các tấm wafer khác nhau.
Các ứng dụng phù hợp với nền tảng CA2
SIPLACE CA2 có thể được đánh giá trong nhiều lĩnh vực đóng gói tiên tiến, nhưng các dự án phù hợp nhất thường đáp ứng ba điều kiện: sản phẩm chứa nhiều linh kiện nhỏ, việc đặt trực tiếp lên đế wafer chiếm một phần đáng kể trong chu trình sản xuất, và khối lượng sản xuất đủ lớn để cần đến việc trao đổi wafer tự động và đệm chip.
Mô-đun tích hợp trong gói và mô-đun đa chip
Các sản phẩm SiP thường kết hợp nhiều chip bán dẫn với điện trở, tụ điện, bộ lọc hoặc các linh kiện SMT khác. Máy CA2 có thể đặt chip trực tiếp từ tấm wafer trong khi xử lý các linh kiện được cấp từ băng tải trong cùng một dây chuyền sản xuất.
Điều này có thể giảm bớt nhu cầu vận hành việc đặt chip và đặt linh kiện SMT như những dây chuyền sản xuất hoàn toàn riêng biệt. Lợi thế này càng rõ rệt hơn khi việc theo dõi vật liệu, công thức và kiểm soát dây chuyền được lập kế hoạch dựa trên quy trình kết hợp.
Đóng gói ở cấp độ wafer và panel
Hệ thống băng tải một làn hỗ trợ các định dạng chất nền và tấm lớn với các cấp độ chính xác được lựa chọn. Điều này cho phép nền tảng này được xem xét cho các cấu trúc liên quan đến wafer, sản xuất PCB nhúng và các ứng dụng cấp độ tấm.
Diện tích làm việc lớn không loại bỏ được nhu cầu xem xét lại chất nền. Độ dày tấm, thiết kế giá đỡ, độ phẳng, độ cong vênh và độ chính xác cục bộ cần thiết đều ảnh hưởng đến tính khả thi của định dạng dự định.
Sản phẩm bán dẫn nhúng và công suất
Các cụm bán dẫn nhúng và bán dẫn công suất có thể kết hợp các chip trần, linh kiện thụ động và các đế lớn hơn. CA2 có thể phù hợp với các ứng dụng này khi các chip và SMD vẫn nằm trong phạm vi xử lý của CP20 và quy trình ghép nối tương thích với việc đặt linh kiện, tiếp theo là bước xử lý cần thiết ở các bước tiếp theo.
Độc giả muốn đánh giá toàn diện hơn về quy trình này có thể tiếp tục đọc phần sau. các giải pháp thiết bị đóng gói và lật chip tiên tiến trang. Các ứng dụng yêu cầu nguyên tắc liên kết khác cũng nên được so sánh với thiết bị hàn chip lật loại.
Luồng vật liệu quyết định liệu CA2 có phù hợp với dây chuyền sản xuất hay không.
Cách hữu ích nhất để đánh giá SIPLACE CA2 là liên hệ từng linh kiện với nguồn gốc, phương pháp xử lý và trình tự đặt linh kiện của nó. Điều này cho thấy liệu CA2 có thể đảm nhận khối lượng sản xuất chính hay cần hoạt động song song với một máy đặt linh kiện khác.
| Câu hỏi dự án | Điều nó tiết lộ | Điểm quyết định CA2 |
|---|---|---|
| Có bao nhiêu vị trí tuyển dụng xuất phát trực tiếp từ các tấm bán dẫn? | Việc tăng tỷ lệ sử dụng wafer cấp liệu sẽ tạo ra nhiều giá trị hơn từ việc lưu trữ chip và xử lý nhiều wafer cùng lúc. | Hãy ước tính tỷ lệ lắp đặt wafer trong toàn bộ chu trình thay vì chỉ dựa vào số lượng linh kiện. |
| Có bao nhiêu loại khuôn dập khác nhau được sử dụng? | Các sản phẩm đa khuôn làm tăng yêu cầu về thời gian chuyển đổi, công thức và khả năng truy xuất nguồn gốc. | Xác định số lượng tấm bán dẫn đang hoạt động và trình tự trao đổi cần thiết. |
| Còn lại bao nhiêu linh kiện SMD dạng băng từ? | Cấu hình CA2 định hướng theo dạng tấm bán dẫn chỉ giữ lại một số vị trí cấp liệu hạn chế. | Kiểm tra xem 10 rãnh dẫn linh kiện có đủ hay không, hoặc liệu có cần một máy SMT riêng để đảm nhiệm việc dẫn linh kiện nặng nề này hay không. |
| Thành phần nào có kích thước lớn nhất và nhỏ nhất? | Hình dạng hình học của các linh kiện có thể loại trừ cửa sổ CP20 trước khi tốc độ trở nên quan trọng. | Xác nhận chiều rộng, chiều cao, độ dày, bề mặt tiếp xúc, hình dạng gờ và độ nhạy khi cầm nắm. |
| Loại chất nền và vùng độ chính xác nào là cần thiết? | Loại băng tải và cấp độ chính xác được chọn sẽ thay đổi diện tích làm việc khả dụng. | Hãy đảm bảo kích thước chất nền, độ cong vênh và các vùng đặt vật liệu quan trọng phù hợp với cấu hình dự định. |
| Quy trình gia nhập công ty sau khi được phân công như thế nào? | Việc gắn chip và định hướng lật chip không xác định một lộ trình liên kết chung duy nhất. | Xác định quy trình nhúng, chất trợ hàn, chất kết dính, hàn thiếc, nung chảy lại hoặc các quy trình tiếp theo đủ điều kiện khác. |
| Dữ liệu nào phải được ghi kèm với mỗi con xúc xắc? | Một số sản phẩm yêu cầu thông tin về nguồn gốc vị trí của wafer so với vị trí trên chất nền. | Xác định các yêu cầu về sơ đồ wafer, công thức, khả năng truy xuất nguồn gốc ở cấp độ chip và giao diện nhà máy. |
Một quy trình SiP sử dụng nhiều wafer có thể sử dụng CA2 làm nền tảng đặt chip chính. Đối với sản phẩm sử dụng nhiều bộ cấp chip và chỉ có một vài chip được cung cấp từ wafer, việc phân chia công việc giữa CA2 và một máy đặt chip tốc độ cao thông thường sẽ hiệu quả hơn.
Máy CA2 cũng có thể hoạt động song song với một máy đặt linh kiện SMT tốc độ cao riêng biệt khi khối lượng công việc đòi hỏi nhiều bộ cấp liệu có thể làm mất cân bằng nền tảng lai. Việc phân chia chính xác vẫn phụ thuộc vào số lượng bộ cấp liệu, chủng loại linh kiện, khả năng tương thích của băng tải và thời gian chu kỳ mục tiêu.
Ước tính cuối cùng cần tuân theo toàn bộ quy trình. Việc đẩy khuôn, kiểm tra bằng mắt thường, nhúng chip, thay wafer, định vị chất nền và ghép nối các bước tiếp theo có thể quyết định thời gian chu kỳ sản xuất ngay cả khi yêu cầu đặt chip cao.
Việc đặt chip lật và TCB là những yêu cầu khác nhau.
CA2 có thể đặt một chip có gờ nổi úp xuống cấu trúc tiếp nhận. Điều đó xác định hướng và vị trí của chip lật, nhưng không chứng minh rằng máy thực hiện mọi quy trình ghép nối có thể.
Quy trình hàn chảy hàng loạt có thể bao gồm nhúng hoặc kiểm soát chất trợ hàn, đặt chip và hàn chảy tiếp theo. Hàn nhiệt nén thường yêu cầu nhiệt độ, lực, thời gian giữ, môi trường và độ song song được xác định rõ. Các dự án yêu cầu những điều kiện đó nên được thiết kế phù hợp với quy trình hàn chứ không nên coi bất kỳ máy đặt chip lật nào như một hệ thống hàn nhiệt nén.
CA2 thực hiện kiểm tra cấu hình cho một máy đã được xác định.
Khi đánh giá một CA2 mới hoặc đã qua sử dụng cụ thể, hãy xác minh các chi tiết cấu hình có thể ảnh hưởng trực tiếp đến việc máy có phù hợp với quy trình dự định hay không:
| Khu vực xác minh | Những điều cần xác nhận | Tại sao điều đó lại quan trọng |
|---|---|---|
| Nhận dạng máy | Tên gọi model, số sê-ri, hồ sơ sản xuất và trạng thái hoạt động | Nó xác định máy móc và cấu hình nào đang được xem xét. |
| Đầu óc và tầm nhìn | Cả hai đầu CP20, camera, tùy chọn SST49, cảm biến và bằng chứng hiệu chuẩn. | Phạm vi linh kiện và khả năng nhận diện chi tiết phụ thuộc vào phần cứng được cài đặt. |
| Thiết lập vật liệu | Hệ thống nhiều tấm wafer, phần cứng trao đổi wafer, mâm cặp, hệ thống đẩy, LDU, bộ cấp liệu và các tùy chọn khay. | Cấu hình vật liệu được cung cấp sẽ quyết định liệu quy trình dự định có khả thi hay không. |
| Giá đỡ băng tải và chất nền | Các tùy chọn băng tải một hoặc hai làn, phạm vi ván, giá đỡ và xử lý cong vênh | Kích thước và độ chính xác của chất nền phải phù hợp với hệ thống vận chuyển đã lắp đặt. |
| Phần mềm và dữ liệu | Phát hành phần mềm, giấy phép, hỗ trợ bản đồ wafer, giao diện, khả năng truy xuất nguồn gốc và sao lưu. | Gói phần mềm đang hoạt động sẽ xác định các chức năng kết nối và dữ liệu đã được công bố nào khả dụng. |
| Trình diễn ứng dụng | Nạp, lấy, kiểm tra bằng camera, nhúng, đặt và vận chuyển tấm wafer bằng vật liệu tiêu biểu. | Chu trình sấy khô khi bật nguồn không xác nhận toàn bộ quy trình đặt chip đã hoàn tất. |
Lịch sử bảo dưỡng, hồ sơ kiểm tra, tình trạng hiệu chuẩn, các công cụ đi kèm và phạm vi giao hàng cũng cần được xem xét trước khi phê duyệt một máy móc cụ thể. Những chi tiết cụ thể của từng máy sẽ quyết định liệu khả năng của nền tảng được công bố có khả dụng trên máy đang được chào bán hay không.
Câu hỏi thường gặp về ASPPT SIPLACE CA2
SIPLACE CA2 là máy SMT hay máy hàn chip?
Đây là một nền tảng đặt chip lai. Nó kết hợp việc đặt chip SMT bằng băng từ với việc lấy và đặt chip trực tiếp từ các tấm wafer đã được cắt nhỏ, tùy thuộc vào vật liệu và các mô-đun quy trình được cài đặt.
Liệu mọi thiết bị CA2 đều đạt độ chính xác định vị 10 µm?
Không. ASMPT liệt kê các cấp độ chính xác 20 µm, 15 µm và 10 µm ở mức 3 sigma. Cấp độ áp dụng phụ thuộc vào vị trí đặt linh kiện, hình dạng linh kiện, bố trí băng tải, khu vực làm việc và cấu hình máy.
Hệ thống đa wafer mang lại giá trị cao nhất trong những trường hợp nào?
Phương pháp này hữu ích nhất khi sản phẩm sử dụng nhiều loại chip được cung cấp từ wafer hoặc khi việc đặt chip trực tiếp lên wafer chiếm phần lớn trong chu trình sản xuất. Sản phẩm cần nhiều bộ phận cấp liệu có thể cần phân chia công việc khác.
Cần những thông tin gì để đánh giá một dự án CA2?
Cung cấp thông tin chi tiết về chip và wafer, danh sách SMD, nhu cầu bộ cấp liệu, định dạng chất nền, trình tự ghép nối, yêu cầu độ chính xác, nhu cầu truy xuất nguồn gốc và thời gian chu kỳ mục tiêu. Đối với một máy cụ thể, hãy bao gồm đầu máy, hệ thống wafer, băng tải, hệ thống thị giác và cấu hình phần mềm của máy đó.
Để lựa chọn giữa hệ thống bốn giàn cũ hơn và CA2, hãy tiếp tục đến phần sau. So sánh ASPPT SIPLACE CA4 và CA2Để thảo luận về yêu cầu máy móc hoặc quy trình, vui lòng gửi thông tin sản phẩm và cấu hình hiện có thông qua... yêu cầu báo giá thiết bị bán dẫn trang.
Phần kết luận: ASMPT SIPLACE CA2 được thiết kế cho sản xuất mà việc đặt chip trực tiếp lên wafer và SMT thông thường phải hoạt động trong một quy trình vật liệu liền mạch. Đầu CP20, khả năng xử lý nhiều wafer, các cấp độ chính xác có thể lựa chọn và khả năng truy xuất nguồn gốc ở cấp độ chip làm cho nó đặc biệt phù hợp với các sản phẩm SiP và đa chip sử dụng nhiều wafer. Quyết định cuối cùng về dây chuyền sản xuất nên dựa trên sự kết hợp linh kiện thực tế, định dạng chất nền, tuyến đường ghép nối và cấu hình CA2 đã được lắp đặt.