Die Herausforderung der nächsten Jahre ist die Produktion von Baugruppen auf immer kleineren Flächen mit immer höherem Durchsatz für intelligentere Autos, dünnere Smartphones, kleinere Hörgeräte und effizientere Herzschrittmacher. Kulicke & Soffa, Eindhoven, Niederlande, entwickelt und baut Maschinen die es ermöglichen, elektronische Bauteile mit höchster Geschwindigkeit und Genauigkeit, mit Leiterkarten und Systemen zu bestücken oder zu verbinden. In den letzten Jahren hat man sich hauptsächlich auf Advanced Packaging Lösungen konzentriert, mit denen integrierte Module (Wire- und Wedge Bonder) produziert werden können. Mit den derzeitigen Technologien könnte zum Beispiel eine 1-Euro-Münze mit cirka 11.000 Bauteilen bestückt werden. Da die Bauteile immer kleiner und kleiner werden, ähnlich dem Trend bei den IC’s, entwickelt das Unternehmen Lösungen, um selbst die aktuell kleinsten verfügbaren Bauteile von 0,25 x 0,125 mm verarbeiten zu können – und das mit bis zu 121.000 cph (Bauteile pro Stunde). Der kontrollierte Bestückprozess ermöglicht Fehlerraten von <1 DPM, welches mit Abstand der höchste First-Pass-Yield ist. Dies wiederum bringt dem Kunden höhere Gewinnmargen zu geringsten Bestückungskosten.

Der kontrollierte Bestückprozess ermöglicht Fehlerraten von <1 DPM, welches mit Abstand der höchste First-Pass-Yield ist.

Der kontrollierte Bestückprozess ermöglicht Fehlerraten von Kulicke & Soffa

Technologie-Know-how

Kulicke & Soffa ist ein globaler Anbieter in der Herstellung und Entwicklung von Geräten zur Halbleiter- und LED-Montage.  Während der letzten Jahre hat das Unternehmen sein Produktangebot durch strategische Übernahmen ausgeweitet und Wedge-Bonding sowie eine breitere Palette von Verschleißwerkzeugen zu den Kugelbondierungsprodukten seines Kerngeschäfts hinzugefügt.

Mit den derzeitigen Technologien könnte man zum Beispiel eine 1-Euro-Münze mit cirka 11.000 Bauteilen bestücken.

Mit den derzeitigen Technologien könnte man zum Beispiel eine 1-Euro-Münze mit cirka 11.000 Bauteilen bestücken. Kulicke & Soffa

Konkurrenzlos flexibel

Die Anwendungsflexibilität des FlipChip/Passive Bauteile-Bestücker Hybrid ermöglicht ein einfaches Anpassen (einschließlich Programmwechsel, Transport und Feeder Setup), um die Fertigung zwischen SIP/MCM/FC-BGA/Modulen, Embedded/RFID/Smartcards, POP, Memory, Fan-Out WLP und auch Standard-SMD schnell umstellen zu können. Damit ist ein Single-Pass Massen-Reflow für den sehr stark wachsenden SIP-Markt (System-in-Package) einfach möglich. Andere Maschinen machen dies nur mit sehr hohem Anpassungsaufwand oder gar nicht möglich.

„Der SIP-Markt wächst sehr schnell, mit allen Haupt- OSAT, EMS, ODM und OEM-Herstellern, die momentan auf eine SIP-Fertigung umstellen,“ erklärt Patrick Huberts, Senior Product Marketing Manager für Advanced Packaging bei Kulicke & Soffa. SIP reduziert die Leiterkarten-Komplexität, Systemkosten und erhöht die Zuverlässigkeit der Elektronikbauteile. Gegenüber der herkömmlichen Fertigung von Modulen mit einem DIE-Bonder und einer SMD-Maschine ermöglicht die Hybrid beide Prozesse in einer Anlage. Dies spart Maschinen-Investment, laufende Kosten und Quadratmeter im Reinraum. Es reduziert ebenfalls die Wartungskosten, Materialmanagement und die Anzahl der Prozessschritte. Außerdem wird weniger Bedienpersonal und dementsprechend weniger Schulung benötigt. Zusätzlich dazu wirkt sich der geringere Energie- und Pressluftverbrauch pro bestücktem Bauteil positiv auf die Gewinnbilanz aus.

Baugruppen müssen auf immer kleineren Flächen mit immer höherem Durchsatz gebracht werden.

Baugruppen müssen auf immer kleineren Flächen mit immer höherem Durchsatz gebracht werden. Kulicke & Soffa

Parallel Bauteilbestücken und Zweifach-Bond-Roboter

Die Hybrid kombiniert die Parallelbestückungstechnik mit FlipChip Bondrobotern. FlipChips können Bump‘s von 30 µm haben und in verschiedenen Lieferformen wie Tape & Reel, Waffle Pack, Tray und direkt vom Wafer kommen. Die passiven Bauteile können so klein sein wie 0201 metrisch (008004 inch). Passive und aktive Bauteile können als Embedded in Substrate bestückt werden, die eine Größe von bis zu 800 x 525 mm haben und bis zu 0,05 mm dünn. Die gleiche Maschine lässt sich ebenfalls für FO-WLP (FanOut-WaferLevelPackaging), Bestücken auf Metallblechen, Glass oder Silizium und für das Wafer Reconstitiution verwenden, bei dem Wafer oder rechteckige Panels mit 100 Prozent Known good DIE’s produziert werden.

Die Anwendungsflexibilität des FlipChip/Passive Bauteile-Bestückers Hybrid ermöglicht ein einfaches Anpassen, einschließlich Programmwechsel, Transport und Feeder Setup.

Die Anwendungsflexibilität des FlipChip/Passive Bauteile-Bestückers Hybrid ermöglicht ein einfaches Anpassen, einschließlich Programmwechsel, Transport und Feeder Setup. Kulicke & Soffa

Passive SMD’s können mit Schablonendruck, FlipChip’s mit Flussmittel dippen oder Schablonendruck verarbeitet werden. Es gibt keinen negativen Einfluss während des kontrollierten Dippen‘s von der speziellen Dip-Station und alle Bump’s haben eine gleichmäßige Flussmittelverteilung. Die Hybrid hat ein programmierbares „Closed-Loop” Bestücksystem und kann Bauteile mit der kleinsten Aufsetzkraft von 0,5 N bestücken. Aufsetzkräfte werden kontrolliert und das mit einer erweiterten Echtzeit-Kollisionskontrolle. Beschleunigungs- und Bremsprofile sind Bauteilspezifisch gespeichert und werden mit einem kontinuierlichen Überwachungssystem kontrolliert. Dies ermöglicht es, sehr dünne DIE’s und zerbrechliche flache passive Bauteile für das Embedding ohne Bruch zu bestücken.

Der FlipChip/Passive Bauteile-Bestücker erfüllt CAM-X- und den SECS-GEM Industrie-Standard. Das MES (Manufacturing Execution System) enthält Linien-Programm-Management, Performance-Überwachung, Bauteilkontrolle und komplette Traceability auf Bauteil- oder Baugruppenebene. Es gibt ein fehlergeprüftes Programm-Setup, Feeder- und MSM-Level-Überwachung.