Unser Know-How. Die Prozesse.
Vom Flipchip über das Dispensen zum Probing.
Eine kurze Tour durch die Prozesse der AMADYNE-Systeme.
Herz und Hirn der Maschine.
Ein professioneller vollautomatischer Bestückungsprozess sieht, wenn er korrekt abläuft, sehr einfach und mühelos aus. Die Lebenserfahrung jedoch lehrt uns, dass gerade das, was einfach und mühelos aussieht, meist das Ergebnis harter Arbeit ist. Irgendwie bestücken ist einfach. Richtig bestücken hingegen ist eine hochkomplexe Angelegenheit und es bedarf für die technische Umsetzung hoher Ingenieurskunst.
In einem guten Bestücksystem steht die Beherrschung der technologischen Prozesse natürlich an erster Stelle, denn sie sind quasi zugleich Herz und Hirn des Systems. Erst mit der perfekten Unterstützung dieser Prozesse wird die Bestückung hochgenau, zuverlässig und kosteneffizient.
Im folgenden erhalten Sie einen Überblick, welche Prozesse die AMADYNE-Systeme jetzt schon beherrschen und hier erkennen Sie auch den hohen Nutzen für Ihr Unternehmen. Vergessen Sie dabei nicht, dass der für AMADYNE interessanteste Prozess immer jener ist, den wir noch nicht beherrschen.
Die Organisation.
Single Chip. Flipchip. Multi Chip.
Wie ist das Produkt aufgebaut?
EIGENTLICH IST ALLES DAS GLEICHE…
Im Prinzip macht so ein Bestückautomat immer genau das selbe. Er nimmt Bauteil „X“ von Position „A“ und legt es auf Position „B“ ab. Wiederhole das sinngemäß ad nauseam. Das klingt recht simpel.
…UNEIGENTLICH IST ABER ALLES UNTERSCHIEDLICH.
Der Teufel steckt – wie immer – im Detail. Unterschiedliche Besückaufgaben haben durchaus unterschiedliche Anforderungen und wollen dementsprechend unterschiedlich behandelt werden. Und nur, weil die Struktur eines Produkts einfach aussieht, heißt das nicht, dass es auch einfach zu verarbeiten ist. Trotzdem ist es sinnvoll, Produkte grob nach ihrem Aufbau zu klassifizieren, um die individuellen Anforderungen an die Maschine zu spezifizieren. Und das werden wir im Folgenden tun.
Single Chip Module.
Einfach und klassisch. Häufig gefragt.
EIN CHIP AUF EIN SUBSTRAT. EINFACH, ODER?
Ein Single Chip Produkt liegt dann vor, wenn immer wieder genau ein einzelner Chip auf ein genau einzelnes Substrat geklebt werden soll. Klassische Beispiele für Single Chip Produkte sind kleine LEDs, Drucksensoren oder klassische ICs.
WENN ES NUR EIN WENIG KOMPLEXER WIRD, GEHEN EINFACHE SYSTEME IN DIE KNIE.
Für eine SC-Anwendung wird nur ein Satz an Werkzeugen und Materialzuführung benötigt. Das macht die dazu geeignete Maschine relativ günstig und die Bedienung überschaubar. Niemand wird eine AMADYNE-Maschine kaufen, um damit Standard-ICs aufzubauen. Unsere Maschinen werden für SC Produkte eigentlich erst interessant, wenn mindestens eine technologische Herausforderung (ein spezieller Prozess, spezieller Kleber, Dokumentation, Inspektion und dergleichen) dazu kommt. So wie in der Sensortechnik oder der Optoelektronik.
Drahtbonding wird weniger. Flipchip wird mehr.
Wir stellen Ihre Bauteile auf den Kopf.
BUMPS STATT DRÄHTE. DAS IST TECHNIK VON HEUTE.
Bis heute werden die meisten (kleineren) Chips auf Substrate geklebt und anschließend durch Bonddrähte mit der Außenwelt verbunden. In einigen Fällen (beispielsweise bei besonders hohen Frequenzen oder Kontaktzahlen) verspricht das Eliminieren dieser Drahtverbindungen allerdings so große Vorteile, dass es sich lohnt, dafür aufwändigere Montageprozesse durchzuführen. Die Flipchip-Technik versieht hierbei die aktive Seite des Chips mit kleinen Kontaktpunkten (Bumps), dreht den Chip mit der Kontaktseite nach unten und verbindet ihn über die Bumps direkt mit dem Substrat.
DIE AMADYNE FLIPSTATION. DAMIT BEGINNT ES.
Wir sind nicht der Flip Chip King und wollen es auch nicht werden. Aber wir bieten das grundlegende Rüstzeug zur Verarbeitung von einfacheren Flipchips. Mit unserer universellen Flipstation können Bauteile zwischen 200µm und 30mm Kantenlänge unabhängig von der Anlieferform (Wafer, Wafflepack, Tape etc.) geflippt werden. Mittels der Dipping Einheit können die Bumps hochpräzise mit Lot oder Flux benetzt, anschließend über die ULC vermessen oder inspiziert und schlussendlich bestückt werden. Unsere Maschinen sind ideal, um kleinere Serien mit einfachen Flipchips aufzubauen, oder um erste Schritte in der Technologie zu machen.
Multichip Module. Einmal Alles mit Scharf.
Kraut und Rüben in einem Arbeitsgang ist für AMADYNE-Systeme ein Leichtes.
MEHRERE VERSCHIEDENE BAUTEILE AUF EINEM MCM.
Hier wird es richtig interessant. Auf einem einzelnen MCM können sich mehrere, viele oder auch sehr viele verschiedene Bauteile befinden, die möglichst in einem Arbeitsgang von einer Maschine bestückt werden sollen. Das schraubt die Anforderungen an eine MCM-Maschine deutlich nach oben. Verschiedene Bauteile verlangen nicht nur nach verschiedenen Werkzeugen sondern oft auch nach grundlegend verschiedenen Materialzuführsystemen. Ein MCM kann gerne Chips vom Wafer, Chips aus dem Wafflepack, SMDs aus dem JEDEC-Tray und auch welche von der Rolle beinhalten und dann ist eine breite Vielfalt an gleichzeitig konfigurierbaren Zuführsystemen gefragt.
BREITESTE UNTERSTÜTZUNG DURCH DIE AMADYNE-SYSTEME.
Die AMADYNE-Systeme unterstützen einen automatischen Wechsel von bis zu 20 Pickup-Tools, die Zuführung über bis zu 36 x 8mm SMD Gurte, Wafer, Wafflepacks, Gel Paks, JEDEC-Trays und dergleichen mehr – und das auch gleichzeitig in einer Maschine. Der gesamte Arbeitsbereich kann für die Bereitstellung von Bauteilen genutzt werden (z.B. 40 Wafflepacks in der Maschine), darüber hinaus stellt der optionale Magazinlift bis zu 250 x 2 Zoll Wafflepacks oder 25 Wafer (auch gemischt) zur Verfügung. Damit – und mit den leistungsfähigen Softwareoptionen lassen sich auch anspruchsvollste MCM-Projekte schnell und effizient umsetzen.
Verbindungstechnik.
Platziert. Geklebt. Hält.
Die Verbindungstechnik: bei uns hochausgereift.
VERBINDUNG KENNT VIELE SEITEN…
Unter Verbindungstechnik subsummieren wir die Funktionen Kleben und Löten. Der zum Kleben nötige Kleber (und ggf. auch Lotpaste) kann dispenst oder gestempelt werden. Beim Dispensen wird das Medium direkt aus einem Reservoir auf die Klebestelle gefördert, während es beim Stempeln über ein Werkzeug vom Reservoir zum Substrat übertragen wird.
…WELCHE BERÜCKSICHTIGT WERDEN MÜSSEN.
Beim UV-Curing wird dafür gesorgt, dass unmittelbar nach der Bestückung mit Hilfe von energiereichem UV-Licht schnell ausgehärtet wird. Wichtig, wenn sich die Bauteile beim weiteren Handling auf keinen Fall mehr bewegen dürfen. Beim Löten werden Komponenten mit dem Substrat thermisch verbunden.
Der Klebeauftrag. Dispensen.
Präzises Verbinden von Chip und Substrat.
WIE WIRD FIXIERT? SO, WIE SIE ES WOLLEN UND BRAUCHEN.
Wenn größere Bauteile geklebt werden sollen, lohnt es sich, den Dispenser zu verwenden, weil er schnell größere Mengen Kleber auf das Substrat bringt. Darüber hinaus ist der Dispenser mit der Fähigkeit, auch komplexe Linienmuster zu schreiben, die perfekte Lösung, um Dichtungen und Barrieren (sowie Globtop) herzustellen.
WELCHE MÖGLICHKEITEN HABEN SIE? DREI WÜNSCHE STEHEN IHNEN FREI.
Abhängig von der Viskosität des Klebers, der erforderlichen Menge, Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit, stehen verschiedene Typen zur Verfügung:
Kleberauftrag: Stempeln.
Bei kleinsten Komponenten kommt der Stempel ins Spiel.
WAS DER JOB DER STEMPELEINHEIT IST.
Für besonders kleine Komponenten ist ein Dosieren konstanter und kleiner Klebstoffmengen immer etwas problematisch. Wo der Auftrag des Mediums mittels Dispensnadeln an seine Grenzen stößt, kann Stempeln helfen. Der Kleberauftrag erfolgt dann über einen Pin-Transfer. In einem rotierenden Reservoir wird die Kleberschichthöhe über eine verstellbare Rakel definiert. Mit einem Stempeltool nimmt die Maschine den Klebstoff auf und überträgt ihn auf das Substrat. Das Design des Tools und die Kleberschichtdicke im Reservoir bestimmen die übertragene Menge. Mit dieser Methode können kleinste Klebermengen sehr reproduzierbar aufgetragen werden.
WAS MAN DAMIT GEWINNT – UND WAS NICHT.
Das Stempeln ist – vor allem im Vergleich zum Dispensen – ein schon beinahe idiotensicherer Prozess. Mit der motorischen Höhenverstellung und der Toolreinigungsanlage können so mit vergleichsweise geringem Operatoraufwand sehr kleine Punkte sehr reproduzierbar erzeugt werden. Mithilfe der Toolbox kann eine ansehnliche Anzahl verschiedener Stempeltools vorgehalten und automatisch verwende werden. Erhältlich ist die Stempeleinheit in unterschiedlichen Ausführungen: mit einem oder zwei Reservoirs. mit manueller bzw. mit motorischer Schichtdickenverstellung, temperiert (gekühlt) und/oder gasgeflutet (z.B. mit N2).
Professionelles Umgehen mit frisch bestückten Substraten.
Genauigkeit darf nicht verschenkt werden.
WER GROSSEN AUFWAND IN HOCHGENAUE BESTÜCKUNG INVESTIERT…
Die üblicherweise verwendeten Kleber härten relativ langsam und oft nur unter Temperatureinfluss aus. Frisch bestückte Substrate sind deshalb, abhängig vom verwendeten Kleber, durchaus empfindlich gegen Erschütterungen bei Handling und Transport. In manchen Fällen aber muss die mühsam herbeigemessene exakte Position eines Bauteils sofort stabil gehalten werden können. Dann bietet sich ein UV-Curing in der Maschine an.
…WILL SEINE BAUTEILE NICHT DAVON SCHWIMMEN SEHEN.
Direkt bei der Bestückung, während das Bauteil noch von Tool gehalten wird, bestrahlen leistungsfähige UV-LEDs den UV-härtenden Kleber, der in wenigen Sekunden so weit vernetzt, dass sich das Bauteil nicht mehr bewegen kann. Damit ist sichergestellt, dass die vorgegebene Position sich nicht mehr verändert. Alternativ kann die UV-Aushärtung auch parallel zum Bestückungsprozess in einer eigenen Montagestation erfolgen.
Löten vollautomatisch.
Elegant, benutzerfreundlich, flexibel.
DIE AMADYNE-LÖTSTATION IST WIRKLICH VIELSEITIG.
Beim Löten werden Komponenten über ein thermisches Verfahren metallurgisch (eutektisch) mit dem Substrat verbunden. Die Verbindung hat meist sowohl elektrische als auch eine thermische Funktion. Abhängig von den Handlingsmöglichkeiten können ein oder mehrere Substrate automatisch in die Lötstation platziert werden. In der Station können beliebig viele Bauteile bestückt und einzeln oder zum Schluss kumulativ verlötet werden.
ELEGANTE BEDIENUNG. VIELSEITIGE PROFILE PROGRAMMIERBAR.
Als Zwischenschritt kann auch ein Auftrag des Lotes in Form von Dispensen, Stempeln, Dippen oder als Preform erfolgen. Die Software erlaubt es dem Anwender, falls nötig sogar für jedes einzelne Bauteil, ein Temperaturprofil zu definieren. Zusätzlich kann der Prozessbereich geschlossen und mit Inert- oder Prozessgas geflutet werden. Es ist dabei auch möglich, die Komponente mit einem beheizten Tool in Position zu halten. Nach dem thermischen Prozess wird die fertig montierte Baugruppe automatisch aus der Station entfernt und die Station wird neu befüllt.
Die Spezialprozesse.
Prozesse müssen durchdacht sein.
In technischer und wirtschaftlicher Sicht.
SPEZIAL HEISST OFT: MEHR MÖGLICHKEITEN.
Was immer Sie an Anforderungen an uns haben: Unsere Systeme erfüllen sie. Die Spezialprozesse sind Ausdruck dieser Bereitschaft, immer an alles zu denken und die Maschinen so zu rüsten, dass höchste Flexibilität herrscht. Denn wir wissen, dass viele Anwender nach Lösungen suchen, welche einen gewissen Grad auch an Multifunktionalität in sich vereinen. Und Multifunktionalität hat immer den verführerischen Charme, Zeit und Kosten zu sparen. Unser Beitrag zu wirklich wirtschaftlichen Lösungen.
WARUM ALSO SCHMALSPUR FAHREN, WENN ES AUCH BREITBANDMÄSSIG GEHT?
So haben wir die Spezialprozesse in unsere Systeme integriert: Probing, Probing und Sorting sowie die Inspektion. Wenn Bauteile auf einem System verarbeitet werden – also Pick & Place, Bonding, gegebenenfalls UV-Curing, Glob Top (um nur einige Aktionen zu nennen) – warum sollte man nicht auch auf derselben Maschine die Möglichkeit haben, Bauteile zu prüfen? Und zwar (immer wieder) unter dem Gesichtspunkt der Automation. Genau das haben wir gemacht. Spezialprozesse von AMADYNE eben. By Professionals in Automation.
Der Globtop-Prozess.
Schutz von sensiblen Teilen durch spezielle Vergussmasse.
GLOB TOP IST IN VIELEN FÄLLEN GÜNSTIGER…
Beim Glob Top-Prozess werden die mechanisch sensiblen Teile (Chips, Wirebonds) einer vorher meist als COB aufgebauten Schaltung durch Bedecken mit einer speziellen Vergussmasse geschützt. Dies ist in manchen Fällen robuster, platzsparender oder einfach nur kostengünstiger als die vollständige Kapselung der gesamten Schaltung.
…ALS EINE KAPSELUNG.
Unsere Maschinen unterstützen diesen Prozess in Verbindung mit den Standard Dispensern durch spezielle Software, die das komfortable Aufbauen von Dämmen und das automatische Füllen größerer Volumina ermöglicht. Auch der Globtop-Vorgang kann unmittelbar in den Produktionsprozess eingebaut werden. Diese von AMADYNE zur Verfügung gestellte Möglichkeit des Produktschutzes zeigt weiteres Mal, wie sich durch eine Investition in AMADYNE-Produkte mehrfach Kosten sparen lassen.
Elektrische Vermessung nach Maß.
Wenn scharf hin sehen nicht reicht.
DIE ELEKTRISCHE VERMESSUNG IST EINE ALTERNATIVE.
So wie durch qualifizierende Bildverarbeitung mögliche Schäden an Bauteilen noch vor der Verarbeitung visuell erkannt werden, kann in manchen Fällen eine elektrische Vermessung die einfachere oder technisch sinnvollere Alternative darstellen. Damit wird es beispielsweise möglich, eine LED im Zuge des Bestückzyklus zu testen und – unter voller Dokumentation – nach Kriterien wie Spannung, Helligkeit, Wellenlänge usw. zu sortieren – auch nach Klassen in verschiedene Ziele.
SIE HABEN DIE WÜNSCHE. WIR DIE LÖSUNG.
Probing ist ein klassisches Beispiel für die Integration externer Module. Wir integrieren in solchen Fällen eine vom Kunden gestellte, empfohlene oder in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden gewählte Messtechnik (z.B. Network Analyzer, Source Measurement Unit, Power Meter, Spektrometer usw.) sowie eine vom Kunden gestellte oder von uns entwickelte Probing-Station (wie die im Bild weiter oben gezeigte), implementieren die datentechnische Interaktion mit der Messtechnik und die Dokumentation der Messergebnisse.