Automatizované balení čipů

Dec 12, 2025

Zanechat vzkaz

 

Chip Bonding / Die Bonder

Lepení čipů je nejcitlivějším krokem při výrobě RFID vložek. Pokud se parametry na spojovací stanici byť jen nepatrně posunou, rychlost průchodu při RF testování to okamžitě projeví.

 

Když oplatka dorazí, žetony jsou stále na modré pásce. Zařízení má vyhazovací kolík, který tlačí zespodu, zatímco vakuová hubice sbírá shora a odebírá třísky jednu po druhé. Průměr vyhazovacího kolíku je o něco menší než průměr čipu, kolem zlomku milimetru, a musí zatlačit přímo do středu čipu. Pokud se odtlačí-od středu, tříska se nakloní nahoru a tryska jej nemůže uchopit. Samotná modrá páska má různé stupně přilnavosti. Delší UV vytvrzování znamená slabší přilnavost, což usnadňuje sběr, ale třísky se mohou během přepravy posouvat. Pokaždé, když přecházíme na novou dávku modré pásky, musíme si nechat technika ověřit výšku vyhazovače a rychlost vyhazování. Příliš rychle a tříska odlétá, příliš pomalu a ovlivňuje to dobu cyklu.

 

Čip se uvolňuje lícem nahoru, takže je třeba jej otočit, aby hrbolky směřovaly dolů pro spojení. Naše zařízení používá přístup překlápěcí stanice. Tryska umístí čip na překlápěcí stanici, stanice se otočí o 180 stupňů, poté jej další tryska nabere z druhé strany. Některé továrny používají trysky, které se samy otáčejí, čímž šetří jedno předání, ale to vyžaduje velmi stabilní podtlak. Jakékoli kolísání tlaku a tříska klesá. Na tomto převráceném kroku je ještě jedna věc. Referenční poloha čipu musí být zachována. Po překlopení nesmí být odchylka v X, Y a θ příliš velká, jinak nebude později rozsah kompenzace vidění stačit.
Anténním substrátem je PET role, obvykle 50 nebo 75 mikronů tlustá, s již vyleptanými hliníkovými anténními vzory, několik tisíc metrů na roli. PET se odvíjí od odvíjecí strany, prochází několika napínacími válci a zastaví se ve spojovací stanici. Po umístění každého čipu se pás posune o jedno stoupání, zastaví se a znovu se spojí. Napětí je obvykle řízeno v rámci několika Newtonů. Příliš volné a pás klouže, což způsobuje chyby v polohování, je příliš těsné a PET se natahuje a deformuje rozměry vzoru antény. Měli jsme incident, kdy se snímač napětí na převíjecí straně odchýlil, celá role antény se zdeformovala, testování zcela selhalo a zákazník si myslel, že s našimi čipy není něco v pořádku.

 

K nanášení lepidla dochází před lepením. ACA je zkratka pro Anisotropic Conductive Adhesive. Je to základ z epoxidové pryskyřice s vodivými částicemi uvnitř. Vodivé částice jsou obvykle plastové kuličky potažené niklem a potom zlatem, o průměru přibližně 3 až 5 mikronů, rozptýlené v lepidle. Před vytvrzením jsou částice rozptýleny. Během komprese se dostanou naplocho mezi hrbolky čipu a podložky antény, čímž se vytvoří vodivost. Nestlačené oblasti stále obsahují rozptýlené částice a zůstávají nevodivé. Tyto věci jsou drahé, několik tisíc juanů za kilogram, a dovážené značky jako Hitachi a Sony stojí ještě více. Dávkovaný objem musí být přesně řízen. Používáme dávkování jehlou, pokaždé vložíme zlomek miligramu. Příliš malý a přechodový odpor se zvyšuje a snižuje čtecí rozsah, příliš mnoho a přetéká spojující sousední stopy a způsobuje zkraty. V naší továrně jsme měli nového strojníka, který zvýšil tlak výdejního vzduchu, odešla celá várka a zákazníci si všude stěžovali na šortky, což nás stálo hodně odškodnění. Některé továrny používají šablonový tisk pro lepidlo, rychleji, ale musíte šablony měnit, když měníte produkty, což není ekonomické pro malé série s mnoha SKU.

RFID antenna substrate roll
 
ACA/ACF
Nejkritičtější je krok komprese. Hlava spojky nese čip dolů a přitlačí jej na podložky antény. Horní a spodní kamera již zachytila ​​polohy nárazu čipu a polohy podložky samostatně, software rozpoznává obraz, aby vypočítal odchylku ve směrech XY a úhlu, pak mechanické rameno kompenzuje. Naše zařízení má přesnost opakovaného polohování kolem plus minus 20 až 30 mikronů, což je dostačující pro HF čipy, protože velikost čipu je větší a rozteč nerovností je širší. UHF čipy jsou složité. Některé čipy jsou pouze 0,4 mm čtvercové s pouhými dvěma hrbolky. Minete o kousek a vůbec nedopadnete na podložku.
 

 

 

Po přitlačení lepidlo vytvrdí teplem. Naše zařízení má topný blok ve spojovací hlavě a platforma pod ním se také může zahřívat. Obvykle nastavujeme horní část na přibližně 170 stupňů a spodní na 150 nebo 160 stupňů, takže teplo proudí z obou stran směrem ke středu pro rovnoměrnější vytvrzení. Držte 10 až 20 sekund v závislosti na typu lepidla. Vytvrzování ACA je v podstatě zesíťovací reakce epoxidové pryskyřice. Pokud teplota nebo čas nestačí a zesítění je neúplné, selže při pozdějších testech stárnutí při 85 stupních 85 % vlhkosti. Ale pokud je teplota příliš vysoká, PET substrát to také nezvládne, zvlní a deformuje se. Důležitý je také tlak. Příliš málo a vodivé částice nejsou dostatečně zmáčknuté, kontaktní plocha je nedostatečná a odpor je vysoký. Příliš mnoho a pokovení na povrchu částic praská, což zhoršuje kontakt nebo se lepidlo vymačká a distribuce částic je nerovnoměrná. Všechny tyto tři parametry spolu souvisí. Změňte jednu a musíte upravit ostatní. Zařízení uchovává desítky receptur parametrů pro různé kombinace čipů a lepidel, stačí je načíst při přepínání produktů.

ACA/ACF

 

 

Po vytvrzení jednoho čipu se pás posune a další anténa se připojí, aby pokračovala. Rychlé zařízení dokáže spojit dva nebo tři čipy za sekundu. Dovoz Mühlbauer je ještě rychlejší, ale naše staré zařízení v továrně dělá jen asi jeden za sekundu. Upgrade linky stojí několik milionů a šéf to neschválí. Navíjecí strana má také kontrolu napětí. Žetony se nedají vymáčknout, ale nesmí být příliš volné nebo se role namotává nepořádek.

 

Pro testování to děláme inline. Hned po nalepení prochází RF čtečkou. Jednotky, které nečtou, se označí inkoustovou tiskárnou a poté se při řezání odmítnou. Testování zahrnuje, zda čip reaguje, zda lze EPC normálně číst a zapisovat a zda je dostatečná citlivost. Některé továrny provádějí offline testování, přičemž nejprve dokončí celou roli a poté ji provedou testovacím strojem, což vyžaduje více práce, ale méně investic do vybavení. Abyste dosáhli ziskové marže, musíte dosáhnout úspěšnosti nad 99 %. Pod tím nemůžete pokrýt ani práci a materiál, nemluvě o stížnostech zákazníků a nákladech na přepracování.

 

Odeslat dotaz