虽然封装变得更加复杂 , 但焊线机本身必须保持领先地位 。 “对于高产工艺 , 您需要低循环 。 您需要必须在高速(> 25g 的加速度)下均匀形成的小型球形球 , ” JCET首席技术官 Choon Lee 说 。
可靠性是关键 。 铜是键合的主流线型 , 价格便宜且导电率高 。 但是铜会腐蚀 , 导致引线键合封装失效 。 这是由于模塑化合物中存在氯等卤素 。
焊线机供应商已经应对了所有这些挑战 。 使用价格合理的无卤素化合物可以防止上述故障模式 。
尽管如此 , 客户仍需要功能更强大、速度更快的设备 。 近年来 , 引线键合产量每年大约提高 2% 。
吞吐量取决于几个因素 , 例如封装类型和线数 。 在低端 , LED 可能有 2 到 3 根电线 。 四方扁平封装 (QFP) 是一种常见的封装类型 , 每个器件的线数从 50 到 80 不等 。
引线键合机的格局、趋势
同时 , 引线键合已成为一项相当大的业务 。 根据 VLSI Research 的数据 , 在焊线机市场竞争的 14 家公司中 , K&S 的份额超过 60% , 其次是 ASM Pacific , 份额超过 20% 。
这绝不是一个静态的市场 。 多年来 , 引线键合封装主要使用金线 , 因为该材料具有高导电性和可靠性 。
这种情况在 2009 年左右开始发生变化 , 当时全球市场的黄金价格上涨了 300% 。 金价的飙升给引线键合封装的成本带来了麻烦 。
幸运的是 , 业界预见到了这个问题 。 甚至在危机之前 , 公司就开发了使用较便宜的铜线的焊线机 。
随着从金线键合到铜线键合的迁移 , 供应商能够将组装成本降低多达 30% 。 如今 , 金线仍在某些应用中使用 , 但铜线几乎在一夜之间成为了主流技术 。
下一个大拐点发生在过去一两年 , 当时 ASM Pacific、K&S 和其他一些供应商开始制定各自的工业 4.0(第四次工业革命)计划 , 也称为智能制造 。 目标是通过使用新技术和更好的沟通来提高制造效率 。
这在半导体行业并不新鲜 。 多年来 , 芯片制造商转向自动化程度更高的晶圆厂 。 然后 , 晶圆厂设备制造商在他们的系统中加入了更多的传感器 。 反过来 , 这会产生大量数据 , 使芯片制造商能够在制造流程的早期查明问题 。
一些晶圆厂设备还包含机器学习 。 作为人工智能 (AI) 的一个子集 , 机器学习使用系统中的高级算法来识别内联数据中的模式、学习并从信息中做出预测 。
机器学习用于半导体工厂的一些但不是所有部分 。 它在检测设备中大量使用 , 以帮助定位芯片中潜在的致命缺陷 。
其中一些技术正在进入包装领域 。 事实上 , 一些内存制造商开始转向所谓的“无人值守”组装设施 , 其目标是消除操作员干预 , 从而降低成本 。
最近 , 几家拥有封装单元的OSAT和芯片制造商也朝着类似的方向发展 。 通常 , 许多包装厂部署了各种类型的工厂自动化系统 , 包括自动导引车 (AGV)、轨道导引车 (RGV) 和高架运输系统 。
焊线机供应商已开发出与这些系统通信的接口 。 “AVG 包括一个机器人 , 它在引线键合机设备的前面移动 , 提供未键合部件的库 , 然后拾取完全键合部件的库 , ”K&S 的 Foley 解释说 。 “我们还看到了轨道引导车辆 , 其中一排排焊线机是背靠背的 , 有足够的空间让机器人在轨道上自动从机器后部装载材料 。 ”
与此同时 , 在高架传输机制中 , 机器人载体在高架传送带中围绕工厂移动 。 承运人可以拾取和放下未粘合或粘合的零件 。
除了自动化方面 , 高端焊线机还结合了计算机视觉系统和机器学习来控制缺陷 。 使用这些算法 , 键合机可以检测球键是否太大或太小 。 这是众多应用之一 。
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