Globaler Halbleiterbericht
Neue Trends, die sich auf die Elektronikmontage auswirken
Nicht nur, dass die allgegenwärtigen „kleineren, billigeren, schnelleren“ Treiber die Elektronik für immer verändern, sondern die Nachfrage nach Multifunktionalität und Mobilität treibt auch die Konvergenz der Computer-, Telekommunikations- und Verbrauchermärkte voran . Computerspiele können mittlerweile mit dem Internet verknüpft werden. Mobiltelefone können zum Kauf von Erfrischungsgetränken und zum Versenden von E-Mails verwendet werden. Die Bluetooth-Technologie ermöglicht die drahtlose Datenübertragung für Computer und Verbraucherprodukte. Angesichts all dieser Änderungen an den Produkten selbst können wir davon ausgehen, dass sich auch ihre Herstellungsanforderungen ändern werden.
Die zunehmende Verfeinerung elektronischer Produkte führt zu Fortschritten in einer Reihe von Aspekten der Elektronikmontage, von Komponenten und Substraten bis hin zu den in der Produktion verwendeten Materialien und Prozessen. Wir können beginnen, neue Trends auf Komponentenebene zu erkennen. Die explosionsartige Entwicklung des Mobilfunkmarktes und die steigende Nachfrage nach erweiterter Funktionalität bei Mobiltelefonen haben zu einem stetigen Anstieg der Anzahl der Komponenten pro Telefon auf demselben kleinen Raum geführt. Aufgrund der Durchsatz- und Ertragsbeschränkungen, die diese Anforderungen den Mobiltelefonherstellern auferlegen, erleben wir ein Wiederaufleben von Multi-Chip-Modulen.
Da Multi-Chip-Module vormontiert und getestet werden können, werden Leistungsprobleme, die sich auf die Ausbeute auswirken, in der Regel vor der Produktion des Endprodukts gelöst. Sollte bei einem Multi-Chip-Modul außerdem ein Leistungsproblem auftreten, kann das Modul aus dem Schaltkreis entfernt und ersetzt werden, ohne dass die anderen Komponenten auf der Leiterplatte beeinträchtigt werden.
Die wachsenden Mengen an Multi-Chip-Modulen wiederum erhöhen den Bedarf an viel kleineren (weniger als 1 mm) und dünneren (weniger als 0,1 mm) Chips sowie kleineren Kondensatoren (0201). Am anderen Ende des Spektrums drängen Mikroprozessoren und High-End-Asics auf Chipgrößen über 400 Quadratmillimeter und Pinzahlen auf über 2000 I/Os . Die Wafergrößen sollen auf 300 mm umgestellt werden, was erhebliche Auswirkungen auf alle Halbleitergeräte haben wird.
Auf der Substratseite der Verpackung ergeben sich neue Herausforderungen, da die Nachfrage nach fortschrittlichen Verpackungen und hochdichten starren und flexiblen Substraten steigt. Herausforderungen im Zusammenhang mit der Handhabung und Abbildung dieser neuartigen Träger und der Sicherstellung einer genauen Platzierung von Fine-Pitch-Komponenten, die durch die Registrierung der Lötstoppmaske beeinträchtigt werden können, führen zu Veränderungen in der Gerätehandhabung, Beleuchtung (siehe Abbildung 1) und Bildverarbeitungssystemen.
Im Hinblick auf den Prozess bestehen beim Flip-Chip- und Wafer-Level-Packaging Anforderungen an neue Flussmittel, neue Unterfüllungen sowie Flussmittel- und Unterfüllungskombinationen mit einem gewissen Anteil an Partikelfüllstoffen und neuen leitfähigen Klebstoffen. Dies führt zu Herausforderungen bei der Ausgabe, Sicht und Platzierung der Montageausrüstung. Darüber hinaus wird der regulatorische Vorstoß in Asien und Europa zur Eliminierung von Blei den Einsatz bleifreier Lote erzwingen, deren höhere Reflow-Temperaturen einen größeren Druck auf Substratmaterialien und Komponentenzuverlässigkeit ausüben. Das Bestreben, Blei zu eliminieren, wird auch den Einsatz leitfähiger Klebstoffe erhöhen, die beim Auftragen einen höheren Druck und eine höhere Temperatur erfordern, was sich stark auf den Maschinendurchsatz auswirkt.
Was ist angesichts dieser Herausforderungen das ultimative Paket? Leider gibt es kein ultimatives Paket oder Allheilmittel. Jeder hat „du jour“ einen Lieblings-BGA, CSP und WLCSP von verschiedenen Anbietern. Heutige Anwendungen erfordern unterschiedliche Permutationen von Materialien und Prozessen, was zu einer Vielzahl von Gehäusen und Formfaktoren führt. Die traditionellen Grenzen zwischen Komponente (erste Verpackungsebene) und Kartenmontage (zweite Verpackungsebene) sind so gut wie verschwunden.
Um eine Vielzahl unterschiedlicher Substrate und neuer Prozessmaterialien verarbeiten zu können, werden Bestückungsgeräte mit neuen Anforderungen hinsichtlich erhöhter Flexibilität und anspruchsvolleren Bildverarbeitungssystemen und Beleuchtungssystemen konfrontiert. Um mit der Volatilität des Marktes Schritt zu halten, suchen Elektronikhersteller nach einer Partnerschaft mit Lieferanten, die sowohl Bestückungsausrüstung als auch Prozesslösungen für hochmoderne Baugruppen, globale Lieferfähigkeiten und erstklassige Betriebskosten bieten.
Biografie :
Richard Boulanger ist Vizepräsident der Advanced Semiconductor Assembly Division der Universal Instruments Corporation. Dieser Geschäftsbereich konzentriert sich auf Bare-Die- und Flip-Chip-Anwendungen wie Ball Grid Arrays aus Kunststoff und Keramik, Flip-Chip auf flexiblen Schaltkreisen und Hybridbaugruppen.
[BILDUNTERSCHRIFT für Abbildung 1, beigefügt „BlueLight.jpg“]: Neue Beleuchtungsansätze verbessern die Sehschärfe und erhöhen die Platzierungsgenauigkeit auf fortschrittlichen Substraten wie flexiblen Schaltkreisen.