ID 
EN 
ES 
FR 
AR 
PT 
RU 
DE 
IT 
TR 
PL 
NL 
CS 
RO 
SK 
ZH 
JA 
KO 
Perkembangan industri semikonduktor saat ini dan tren aplikasi termasuk perangkat seluler pintar, data besar, kecerdasan buatan, jaringan komunikasi 5G, komputer berkinerja tinggi, Internet of Things, mobil pintar, Industri 4.0, komputasi awan, dll. Aplikasi-aplikasi ini telah memunculkan perkembangan perangkat elektronik yang pesat. Chip membutuhkan kecepatan komputasi yang lebih tinggi, ukuran yang lebih kecil, dan bandwidth yang lebih besar. Mereka juga membutuhkan konsumsi daya yang rendah, panas yang rendah, dan kapasitas penyimpanan yang besar. Hal ini membutuhkan pembuatan dan pengemasan chip untuk memenuhi persyaratan kinerja tinggi. Di era yang dikenal sebagai Hukum Moore pasca-Moore, pengemasan chip semakin mendapat perhatian, dan mesin penempatan merupakan peralatan penting dalam proses pengemasan chip. Mesin mounter dapat dibagi menjadi mesin mounter SMT dan mesin mounter pengemasan canggih sesuai dengan jenis aplikasi. Yang terakhir ini terutama digunakan dalam proses pengikatan kawat dan proses flip chip yang telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Di antara teknologi interkoneksi untuk chip IC, pengemasan tiga tingkat tradisional: terutama pengemasan tingkat chip, pengemasan tingkat substrat, dan pengemasan master. Metode pengemasan ini secara bertahap telah digantikan oleh pengemasan tingkat sistem SIP. Tidak peduli bagaimana metode pengemasan berevolusi, proses penting tidak dapat dipisahkan dari proses pengemasan chip, yaitu proses pemasangan. Proses pemasangan telah melalui proses in-line, pemasangan permukaan SMT, hingga proses pengemasan canggih saat ini seperti pengikatan kawat dan pengikatan flip chip. Pemasangan juga disertai dengan perkembangan teknologi, yang menegaskan perubahan generasi teknologi dan peralatan. Saat ini, untuk mencapai pemasangan yang disempurnakan dan memenuhi karakteristik produksi produk elektronik berskala besar dan berbiaya rendah, indikator kinerja presisi tinggi dan hasil tinggi telah diusulkan untuk pemasangan. Dalam artikel ini, kami ingin membahas lebih lanjut mengenai peralatan dan teknologi chip.
Pertama, biarkan‘akan membahas mesin mounter SMT, yang juga disebut mesin pick and place. Mounter adalah peralatan utama dalam proses back-end semikonduktor. Kita bisa membaginya menjadi dua kategori menurut jenis pemasangannya: Yang pertama adalah SMT mounter: Itu milik peralatan utama dari lini produksi proses pemasangan permukaan. Ini terutama digunakan untuk memasang chip yang dikemas, komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, dll. Pada papan PCB. Dudukan ditandai dengan kecepatan pemasangan yang cepat, yang dapat mencapai 20000 CPH, dan terkadang bahkan dapat mencapai 150000 CPH. Akurasi pemasangan tidak tinggi, umumnya antara 20 dan 40μm; yang kedua adalah pengemasan dan pemasangan lanjutan: Ini terutama digunakan untuk pemasangan chip kosong atau komponen mikroelektronik. Ini memasang chip ke rangka utama, heat sink, substrat atau langsung ke papan PCB. Secara umum dapat dibagi menjadi ikatan kawat dan chip chip flip. Saat ini merupakan arus utama pengemasan semikonduktor. teknologi koneksi. Pengikatan kawat pertama-tama menyelesaikan pengemasan chip yang ditumpuk melalui mesin penempatan, dan kemudian menghubungkan titik-titik bantalan di sisi depan chip ke bingkai atau bantalan media melalui mesin pengikat kawat. Proses saat ini relatif matang. Pemasangan flip-chip adalah metode menempatkan solder pada bantalan solder pada permukaan chip dan langsung menyoldernya ke bola solder yang sesuai pada substrat setelah membalik. Dibandingkan dengan pengikatan kawat, ini dapat mencapai kepadatan paket yang lebih tinggi, interkoneksi saluran yang lebih pendek, mengurangi gangguan, mengurangi impedansi kapasitif, dan koneksi yang lebih stabil dan andal.
Poin lainnya adalah bahwa pengemasan canggih dan peralatan chip terutama digunakan dalam perakitan mikro perangkat logika, memori, MEMS, LED, Optoelektronik, RF, LD, dan perangkat lainnya. Proses perakitan meliputi paket C2C, C2W dan W2W dan 2.5D / 3D. Di antara mereka, kemasan 3D dengan kepadatan tinggi adalah tren pengembangan di masa depan. Melalui teknologi through-silicon, interkoneksi chip bertumpuk diwujudkan. Fitur yang paling jelas dari kemasan 3D kepadatan tinggi adalah dapat mengurangi ukuran dan kualitas produk hingga 1/5 ~ 1/10 dari aslinya. Teknologi pemasangan utama yang digunakan meliputi penyolderan reflow, ikatan pengepresan panas, ikatan eutektik, proses perekat, ikatan ultrasonik, pengawetan ultraviolet, proses perekat konduktif, dll.
Kedua, kami ingin fokus pada teknologi utama mesin pick and place SMT. Pengembangan peralatan mesin pengemasan dan pemasangan yang canggih melibatkan rekayasa sistem multidisiplin. Indikator kinerja utama peralatan adalah akurasi pemasangan dan hasil pemasangan. Saat ini, sebagian besar mesin pemasangan memenuhi pemasangan presisi tinggi atau pemasangan hasil tinggi. Memenuhi kedua indikator tersebut adalah tantangan saat ini. Indikator kinerja utama pemasangan dipengaruhi oleh teknologi utama berikut ini, seperti sistem penyelarasan visual yang akurat, tata letak struktural yang wajar, kontrol gerakan yang tepat, dan perangkat lunak sistem yang lengkap.
Teknologi utama pertama yang ingin kami bahas adalah sistem penyejajaran visual. Sistem penyelarasan tatakan telah melalui proses dari penyelarasan mekanis yang paling awal, penyelarasan laser hingga penyelarasan visual, dan akurasi penyelarasan secara bertahap meningkat. Sistem penyelarasan visual umumnya mencakup sumber pencahayaan, lensa pencitraan, kamera konversi fotolistrik, kartu akuisisi, dan perangkat lunak pemrosesan untuk transmisi dan pemrosesan data. Saat ini, penyelarasan posisi chip dan tambalan target terutama dilakukan melalui penyelarasan visual.
Pada peralatan tambalan manual dan semi-otomatis, penyelarasan dilakukan secara langsung melalui tumpang-tindih gambar. Peralatan tambalan sepenuhnya otomatis terutama menggunakan deteksi gambar visual multi-dimensi. Penyelarasan tidak langsung, yang mencakup setidaknya dua sistem pencitraan independen. Kamera mengumpulkan gambar, mengekstrak tepi gambar, dan mengidentifikasi posisi tengah gambar melalui algoritme gambar. Umumnya, kamera bidang pandang atas dan bawah diatur untuk masing-masing mendapatkan titik fitur pada chip atau bentuk chip, dan titik fitur yang terkait dengan posisi tambalan target, sehingga menetapkan hubungan koordinat antara chip dan titik posisi target. Dalam proses penetapan posisi koordinat, metode penyelarasan yang digunakan untuk posisi tambalan target (substrat atau wafer) dibagi menjadi penyelarasan global dan penyelarasan lokal sesuai dengan akurasi tambalan yang berbeda. Efisiensi penyelarasan global tinggi. Prasyarat untuk memposisikan koordinat bit target dalam satu penyelarasan adalah bahwa akurasi luas permukaan substrat atau wafer tinggi. Penjajaran lokal dapat beradaptasi dengan deviasi posisi array yang berbeda. Setiap posisi tambalan diidentifikasi dan diposisikan secara individual. Ini cocok untuk tambalan presisi tinggi, tetapi karena seringnya penyelarasan, hasilnya relatif rendah. Sebagian besar proses pengenalan gambar dalam keadaan statis. Pengenalan dinamis yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir terutama untuk meningkatkan produktivitas dan mengurangi waktu tunggu gerakan. Ini disebut visi penerbangan. Visi penerbangan berarti fotografi dinamis. Sistem penglihatan penerbangan dari dudukan perlu menyelesaikan pemasangan. Ketika kepala pemasangan bergerak di atas kamera penglihatan pada kecepatan tertentu, ia mengumpulkan gambar komponen yang akan dipasang oleh nosel hisap, dan pada saat yang sama, teknologi pemrosesan penglihatan berkecepatan tinggi digunakan untuk menyelesaikan tugas komputasi penglihatan.
Teknologi flight vision sangat penting untuk meningkatkan efisiensi kerja seluruh alat berat. Fotografi terbang memerlukan akuisisi gambar berkecepatan tinggi, dan akurasi pemosisian dipengaruhi oleh waktu pencahayaan kamera, waktu komunikasi, dll. Pemasangan yang menggunakan metode ini untuk mengambil gambar terutama digunakan pada peralatan pemasangan permukaan dengan presisi rendah, seperti akurasi pemasangan antara 20 dan 50μm. Keakuratan sistem secara langsung terkait dengan resolusi kamera dan lensa, serta algoritme pengenalan gambar. Memperbaiki NA lensa bisa secara efektif memperbaiki resolusi lensa, sekaligus mengurangi bidang pandang lensa, sehingga memerlukan pemilihan yang seimbang. Selain itu, untuk kamera, meningkatkan resolusi kamera, juga meningkatkan kemampuan pengenalan gambar. Dampak negatifnya yaitu, meningkatkan jumlah pemrosesan data dari satu gambar, meningkatkan waktu akuisisi dan pemrosesan gambar, dan menyebabkan dampak hasil. Algoritme pengenalan gambar sangat dipengaruhi oleh prosesnya. Menggunakan algoritme yang berbeda untuk mengekstrak fitur tepi tanda dapat meningkatkan kemampuan adaptasi sistem penglihatan, sehingga menghasilkan kesalahan yang lebih rendah dan meningkatkan akurasi penyelarasan.
Teknologi utama kedua yang ingin kami bahas adalah desain struktural mesin pick and place SMT. Selain sistem penyelarasan visual yang akurat, dudukan juga harus memastikan tata letak struktural yang masuk akal, mekanisme gerakan yang akurat, dan desain gerakan paralel untuk meningkatkan produktivitas. Pada saat yang sama, ia harus memastikan stabilitas sistem dan kesalahan gangguan lingkungan yang kecil. Melihat proses evolusi dudukan, secara kasar dapat dibagi menjadi empat jenis sesuai dengan metode kerja dudukan: tipe boom, tipe meja putar, tipe komposit, dan sistem paralel besar.
Yang pertama adalah tipe lengan yang bergerak. Dudukan struktural semacam ini memiliki fleksibilitas tinggi dan akurasi pemasangan yang tinggi. Umumnya disusun di atas gantry marmer atau cor, dan dilengkapi dengan lengan pemasangan yang bergerak maju mundur. Ini adalah struktur utama dari sebagian besar dudukan. Namun, dibandingkan dengan beberapa struktur lainnya, hasil tambalan relatif rendah, dan pelanggan Nectec kami umumnya menggunakan dua lengan untuk meningkatkan hasil. Yang kedua adalah tipe meja putar, yang memasang kepala chip pada spindel yang berputar. Sementara kepala chip tunggal menyerap chip, kepala chip di stasiun lain dapat melakukan tindakan seperti penyelarasan dan pemasangan, yang sangat meningkatkan produktivitas. Karena sambungan transmisi yang panjang dan struktur yang rumit, akurasi pemasangan yang dihasilkan oleh struktur ini lebih rendah daripada tipe lengan yang dapat digerakkan. Ini terutama digunakan pada dudukan SMT, dan pengemasan serta dudukan tingkat lanjut masih menggunakan struktur tipe lengan yang dapat digerakkan sebagai bagian utama. Jenis ketiga adalah struktur komposit, yang dapat mentransfer sejumlah besar chip sekaligus dan berkonsentrasi pada penyedotan dan penempelan. Ini menggabungkan keunggulan tipe lengan yang dapat digerakkan dan tipe meja putar, tetapi strukturnya relatif kompleks, biaya pengembangan tinggi, dan kurang fleksibel. Jenis keempat adalah bahwa sistem paralel skala besar mengadopsi desain modular, dan beberapa set transfer chip atau komponen pemasangan diatur sesuai dengan stasiun kemacetan spesifik dari jalur produksi untuk memenuhi kebutuhan pengemasan batch dari jalur produksi skala besar.
Mempertimbangkan stabilitas struktur dan pengaruh suhu lingkungan, dalam desain rangka struktural dudukan, cobalah untuk memilih bahan dengan kekakuan spesifik yang lebih baik, yaitu rasio modulus elastisitas terhadap kepadatan bahan. Bahan-bahan ini memiliki kekakuan yang baik dan ringan, seperti rangka marmer dan rangka besi tuang. Peralatan pemasangan presisi tinggi menambahkan sistem peredam getaran pasif atau aktif ke bagian bawah rangka untuk mengurangi gangguan getaran pondasi. Dari perspektif analisis rantai ukuran kesalahan, koefisien muai panas material juga harus diperhitungkan. Semakin kecil koefisiennya, semakin sedikit sistem pengukuran yang akan terpengaruh oleh suhu lingkungan. Berkat kematangan teknologi simulasi komputer modern, dampak faktor lingkungan pada desain struktural di atas dapat dioptimalkan melalui analisis simulasi elemen hingga yang dikombinasikan dengan data uji aktual, seperti simulasi statis, simulasi modal, simulasi dinamis, simulasi termodinamika, dll. Dalam hal peningkatan produktivitas, desain struktural mencoba meminimalkan hubungan antara pasokan material dan lokasi tambalan target, memperpendek jalur, dan mengurangi waktu pemindahan material, karena sekitar 70% dari waktu siklus tambalan tunggal digunakan untuk penanganan material. Dalam desain struktural, kepala chip adalah komponen kunci dalam desain struktural. Untuk beradaptasi dengan proses penempatan chip, selain memenuhi adsorpsi tekanan negatif dasar chip, juga perlu memenuhi leveling multi-kebebasan untuk memastikan kesesuaian yang ketat dan seragam antara chip dan substrat selama proses penempatan chip. Beberapa proses juga membutuhkan tekanan dan pemanasan untuk memenuhi proses penempatan chip eutektik.
Teknologi utama ketiga yang ingin kami bahas adalah kontrol gerak presisi. Karena ada dua jenis sistem gerak, kami akan menjelaskannya satu per satu. Sistem gerak pertama adalah sistem meja olahraga. Dalam penerapan mesin pengemasan dan penempatan yang canggih, untuk mengoordinasikan pemindahan dan penempatan chip, platform pemindahan multi-sumbu diletakkan di dalam peralatan. Platform gerak ini mencakup pergerakan sumbu X, Y, Z, dan Rz dari pembawa chip, serta pergerakan multi-dimensi kepala chip. Dalam beberapa tahun terakhir, mekanisme transmisi secara bertahap ditingkatkan dari struktur sekrup bola yang digerakkan oleh servo dan motor loncatan menjadi struktur motor penggerak langsung. Untuk meja bantalan dengan beban berat, rel pemandu pelampung udara atau rel pemandu maglev digunakan sebagai pengganti rel pemandu bergulir transmisi, yang mengurangi transmisi mekanis. Kenakan, kurangi kesalahan gerakan, dan pada saat yang sama tingkatkan kecepatan, akselerasi platform yang bergerak, sehingga meningkatkan produktivitas sistem. Sambil meningkatkan kecepatan gerakan kepala chip, seluruh sistem sering kali menimbulkan benturan. Dalam desain mekanisme, beberapa produsen menggunakan metode seperti meningkatkan kekakuan rangka atau menambah bobot dan menarik gravitasi untuk menyangga gaya reaksi gerakan dan mencapai keseimbangan dinamis sistem. Sistem loop semi-tertutup tradisional, seperti akurasi posisi umpan balik encoder, secara bertahap digantikan oleh sistem pengukuran penggaris kisi umpan balik servo loop tertutup penuh, yang secara langsung membawa akurasi chip dari puluhan mikron ke mikron atau bahkan akurasi pemasangan sub-mikron.
Selama proses penggerak meja gerak, metode penggerak bertumpuk sumbu X dan Y umumnya digunakan. Karena beban berat pada sumbu Y di lapisan bawah, rel pemandu ganda dan teknologi penggerak balok ganda dapat meningkatkan kecepatan gerakan sumbu Y dan mengurangi guncangan kiri dan kanan. Pada saat ini, poros penggerak kiri dan kanan memerlukan sinkronisasi yang ketat dan memerlukan kontrol gerak sinkron. Kemudian, sistem gerak kedua adalah sistem kontrol. Sistem kontrol dibagi menjadi perangkat keras kontrol dan perangkat lunak kontrol. Arsitektur perangkat keras tergantung pada modul kontrol utama. Umumnya ada beberapa jenis berikut: sistem komputer mikro chip tunggal, sistem PLC olahraga profesional, dan PC plus kartu kontrol olahraga profesional. Di antara mereka, komputer mikro chip tunggal dan PLC terutama digunakan dalam peralatan dengan struktur gerakan sederhana dan lintasan gerakan tetap, sementara PC plus kartu olahraga profesional dapat mewujudkan gerakan kurva yang kompleks dan algoritma gerakan yang kompleks. Untuk sistem kontrol kompleks yang sepenuhnya otomatis, PC plus kartu olahraga profesional juga dapat diganti dengan server plus pengontrol olahraga profesional. Perangkat lunak sistem dibagi menjadi program kontrol utama komputer bagian atas, perangkat lunak antarmuka interaktif manusia-komputer dan kontrol gerak multi-sumbu komputer yang lebih rendah, akuisisi dan analisis gambar, kontrol I / O, akuisisi kuantitas analog, dan perangkat lunak kalibrasi akurasi sistem. Bagian dari peningkatan akurasi dudukan ditingkatkan melalui kompensasi penyelarasan sistem penglihatan. Komputer bagian atas biasanya merupakan komputer industri atau server, yang melengkapi interaksi manusia-komputer, tampilan gambar, manajemen pembagian tugas, dan fungsi komunikasi.
Komputer yang lebih rendah biasanya merupakan modul kontrol gerak independen, mikroprosesor, PLC, dll., Yang membutuhkan kinerja waktu nyata yang tinggi dan mengoordinasikan berbagai sumbu gerak, sensor, akuisisi gambar, kontrol I / O, dan tindakan lainnya. Untuk tautan dengan persyaratan tinggi untuk tindakan waktu nyata, metode pemicu keras umumnya digunakan untuk mengurangi waktu eksekusi kode dan meningkatkan produktivitas.
Sebagai kesimpulan, karena chip IC berkembang menuju kepadatan tinggi, keandalan tinggi, dan biaya rendah dalam industri sirkuit terpadu, persyaratan yang lebih tinggi diajukan untuk pemasangan peralatan utama di bidang pengemasan, dan akurasi pemasangan serta hasil pemasangan meningkat dari tahun ke tahun. Dengan investasi berkelanjutan dalam industri sirkuit terpadu dalam beberapa tahun terakhir, pemasok peralatan juga akan menghadapi peluang dan tantangan baru. Kami merasa bahwa di masa depan, peralatan pengemasan dan chip yang canggih perlu memiliki karakteristik multi-fungsi, modular, fleksibel, dan cerdas. Hanya dengan terus berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan teknologi utama, kami dapat menjadi unik dalam persaingan pasar.