Industria: Semiconductores
País: Japón
A medida que los procesos de fabricación de semiconductores continúan evolucionando, la demanda de tecnologías avanzadas en el ensamblaje de chips—un proceso crítico en la etapa de empaquetado posterior—está aumentando rápidamente. El ensamblaje de chips requiere colocar los chips sobre sustratos de empaquetado con una precisión extremadamente alta, un proceso que afecta directamente el rendimiento y la fiabilidad de los dispositivos semiconductores. Como resultado, las máquinas de ensamblaje de chips se han convertido en una de las piezas de equipo más críticas en el proceso de empaquetado de semiconductores.
Las máquinas de ensamblaje de chips son responsables de recoger chips de obleas cortadas y colocarlos con precisión sobre el sustrato. Utilizando epoxi para el ensamblaje, estas máquinas deben lograr una colocación de alta velocidad y alta precisión, completando tareas clave como alineación, posicionamiento, montaje flip-chip y ensamblaje secuencial. Con el aumento de los estándares de precisión en el ensamblaje de chips, los sistemas de inspección automatizada óptica tradicionales ya no pueden cumplir con los requisitos de precisión y estabilidad a nivel micrón. La adopción de máquinas de ensamblaje de chips automatizadas de precisión es ahora esencial, mejorando significativamente el rendimiento del producto y la eficiencia de producción, al tiempo que reduce el error humano y proporciona un soporte fiable para la fabricación de semiconductores.
En este proyecto, la máquina de ensamblaje de chips del cliente integra un sistema de movimiento y un sistema de visión para lograr una inspección y posicionamiento de obleas ultra-rápidos y precisos. El sistema de visión proporciona detección en tiempo real de la posición y el ángulo del chip, utilizando algoritmos de procesamiento de imágenes para calcular las posiciones relativas entre el chip y el sustrato. Estos datos se utilizan para generar valores de compensación. El sistema de movimiento se ajusta dinámicamente utilizando los datos de compensación, asegurando una alineación y colocación precisas del chip durante las operaciones de recogida y colocación a alta velocidad.
Al repetir estas operaciones con una precisión extrema, el sistema evita errores acumulativos que podrían llevar a desalineaciones. Típicamente, las desviaciones se controlan dentro de niveles de micrones (μm). Una precisión insuficiente podría resultar en problemas de conectividad eléctrica o reducción de la conductividad térmica, impactando el rendimiento del producto y el éxito general de la línea de producción de semiconductores. Por lo tanto, la colaboración sin fisuras entre los sistemas de visión y movimiento es crucial para construir máquinas de ensamblaje de chips de alta precisión.
El sistema personalizado 4U ACNB-8178 de Portwell combinado con la placa base WADE-8017 cuenta con procesadores Intel® Core™ i3/i5/i7 de 6ª y 7ª generación y memoria DDR4. Esta solución soporta capacidades de imagen de alta resolución para la detección precisa de la posición y orientación de la oblea, permitiendo que los brazos robóticos realicen rápidamente operaciones de recogida y colocación.
Los procesos de computación de alto rendimiento del sistema procesan marcas de referencia en el sustrato para una detección rápida, proporcionando datos de compensación al sistema de movimiento para asegurar una colocación precisa del chip. Esto mejora significativamente la precisión de alineación y la eficiencia de producción, satisfaciendo las demandas del cliente para máquinas de ensamblaje de chips con precisión.
La placa base WADE-8017 está equipada con puertos Ethernet Intel® I219LM y I211AT para asegurar una transmisión estable de datos e imágenes. Soporta configuraciones PCIe x16 Gen3 y seis SATA III RAID, permitiendo una recuperación y almacenamiento de datos eficientes para la recogida, posicionamiento y medición de chips.
Las tarjetas de expansión personalizadas de Portwell soportan captura de imágenes de alto rendimiento y tarjetas de visión, permitiendo una integración sin fisuras con cámaras industriales. Esto asegura datos de alineación y corrección de ángulo en tiempo real para sistemas de control de movimiento, logrando la colocación de alta velocidad y alta precisión requerida para ensamblar docenas de chips por segundo.
El sistema incluye amplias interfaces de E/S, como seis puertos COM y múltiples puertos USB 3.0 y 2.0, proporcionando conectividad flexible para dispositivos periféricos. Un BIOS personalizado mejora la integración y fiabilidad del sistema. Además, el sistema soporta un disco duro de 2.5 pulgadas de 500GB operativo 24/7, asegurando estabilidad bajo condiciones de alta carga y en tiempo real. Diseños térmicos optimizados y una arquitectura robusta garantizan operaciones de alta eficiencia a largo plazo.
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