Automatiseret chippakning

Dec 12, 2025

Læg en besked

Chipbinding er det mest følsomme trin i RFID-indlægsproduktion. Hvis parametrene ved bindingsstationen afviger lidt, vil beståelsesraten ved RF-test afspejle det med det samme.

Når waferen ankommer, er chipsene stadig på blå tape. Udstyret har en ejektorstift, der skubber nedefra, mens en vakuumdyse plukker ovenfra og fjerner spåner én efter én. Ejektorstiftens diameter er en smule mindre end chippen, omkring en brøkdel af en millimeter, og skal skubbes lige i midten af chippen. Hvis den skubber af-midten, vipper chippen op, og dysen kan ikke gribe den. Blå tape i sig selv har forskellige vedhæftningsgrader. Længere UV-hærdning betyder svagere vedhæftning, hvilket gør plukning lettere, men spåner kan flytte sig under transport. Hver gang vi skifter til et nyt parti blå tape, skal vi have en tekniker til at verificere ejektorhøjden og udkastningshastigheden. For hurtigt og chippen flyver af, for langsomt og det påvirker cyklustiden.

Chippen falder af med forsiden opad, så den skal vendes for at få bumpene nedad til limning. Vores udstyr bruger en flip station tilgang. Dysen placerer chippen på flipstationen, stationen roterer 180 grader, så samler en anden dyse den op fra den anden side. Nogle fabrikker bruger dyser, der roterer sig selv, hvilket sparer én håndoff, men det kræver et meget stabilt vakuumtryk. Enhver trykudsving og chippen falder. Der er en anden ting ved dette vendetrin. Chippens positioneringsreference skal bibeholdes. Efter vending kan afvigelsen i X, Y og θ ikke være for stor, ellers vil synskompensationsområdet ikke være nok senere.

Antennesubstratet er PET-rullemateriale, normalt 50 eller 75 mikron tykt, med aluminiumsantennemønstre allerede ætset på det, flere tusinde meter pr. rulle. PET'en kommer fra afrulningssiden, passerer gennem flere spændingsvalser og stopper ved limningsstationen. Efter hver chip er placeret, går nettet en pitch frem, stopper og binder igen. Spændingen styres normalt inden for nogle få Newtons. For løst, og banen glider, hvilket forårsager positioneringsfejl, for stram, og PET strækker sig, hvilket deformerer antennemønsterets dimensioner. Vi havde en hændelse, hvor spændingssensoren på tilbagespolingssiden drev, hele antennerullen blev deformeret, testning mislykkedes fuldstændig, og kunden troede, at der var noget galt med vores chips.

Klæbemiddeldispensering sker før limning. ACA står for Anisotropic Conductive Adhesive. Det er en epoxyharpiksbase med ledende partikler indeni. De ledende partikler er sædvanligvis plastikkugler belagt med nikkel og derefter guld, omkring 3 til 5 mikrometer i diameter, spredt i klæbemidlet. Før hærdning bliver partiklerne spredt. Under kompression bliver de klemt fladt mellem chipbumpene og antennepuderne, hvilket skaber ledningsevne. Områder, der ikke er komprimeret, har stadig spredte partikler og forbliver ikke-ledende. Disse ting er dyre, flere tusinde yuan per kilogram, og importerede mærker som Hitachi og Sony koster endnu mere. Dispenseringsvolumen skal kontrolleres præcist. Vi bruger nåledispensering og afsætter en brøkdel af et milligram hver gang. For lidt og kontaktmodstand stiger, hvilket reducerer læserækkevidden, for meget, og det flyder over ved at forbinde tilstødende spor, hvilket forårsager kortslutninger. Vi havde en ny maskinoperatør på vores fabrik, som skruede op for dispenseringslufttrykket, en hel batch gik ud og kunder klagede over shorts overalt, det kostede os meget i kompensation. Nogle fabrikker bruger stenciludskrivning til klæbemidlet, hurtigere, men du skal skifte stencil, når du skifter produkter, ikke økonomisk for små partier med mange SKU'er.

Kompressionstrinnet er mest kritisk. Bindehovedet bærer chippen ned og presser den på antennepuderne. De øvre og nedre kameraer har allerede fanget chipbump-positionerne og pudepositionerne separat, softwaren laver billedgenkendelse for at beregne afvigelse i XY-retninger og -vinkel, derefter kompenserer den mekaniske arm. Vores udstyr har gentagelsespositioneringsnøjagtighed omkring plus eller minus 20 til 30 mikron, godt nok til HF-chips, da chipstørrelsen er større og bump-pitch er bredere. UHF-chips er vanskelige. Nogle chips er kun 0,4 mm kvadratiske med kun to bump. Savner lidt og du lander slet ikke på puden.

Efter nedtrykning varmehærder limen. Vores udstyr har en varmeblok i bindingshovedet, og platformen nedenfor kan også varme. Normalt sætter vi toppen til omkring 170 grader og bunden til 150 eller 160 grader, så varme strømmer fra begge sider mod midten for mere jævn hærdning. Hold i 10 til 20 sekunder afhængigt af klæbemiddeltypen. ACA-hærdning er i det væsentlige en tværbindingsreaktion af epoxyharpiks. Hvis temperaturen eller tiden ikke er nok, og tværbindingen er ufuldstændig, vil den mislykkes, når der udføres ældningstest på 85 grader og 85 % fugtighed senere. Men hvis temperaturen er for høj, kan PET-substratet heller ikke klare det, det rynker og deformeres. Presset betyder også noget. For lidt og de ledende partikler bliver ikke klemt flade nok, kontaktarealet er utilstrækkeligt og modstanden høj. For meget og pletteringen på partikeloverfladen revner, hvilket gør kontakten værre, eller klæbemidlet bliver presset ud og partikelfordelingen bliver ujævn. Disse tre parametre hænger alle sammen. Skift en og du skal justere de andre. Udstyret gemmer dusinvis af parameteropskrifter for forskellige chip- og klæbemiddelkombinationer, bare indlæs dem, når du skifter produkter.

Efter en chip er hærdet, går nettet frem, og den næste antenne kommer ind for at fortsætte. Hurtigt udstyr kan binde to eller tre chips pr. sekund. Mühlbauer-importen er endnu hurtigere, men vores gamle udstyr på fabrikken klarer kun cirka én i sekundet. At opgradere en linje koster flere millioner, og chefen vil ikke godkende det. Tilbagespolingssiden har også spændingskontrol. Kan ikke presse chipsene ud, men må ikke være for løs, eller rullen ender rodet.

Til test gør vi det inline. Lige efter limning passerer den gennem en RF-læser. Enheder, der ikke læser, bliver inkjet-mærket og afvist under opskæring. Test omfatter om chippen reagerer, om EPC kan læses og skrives normalt, og om følsomheden er tilstrækkelig. Nogle fabrikker udfører offline-testning, hvor man først færdiggør hele rullen og derefter kører den gennem en testmaskine, kræver mere arbejdskraft, men mindre udstyrsinvestering. Du skal ramme over 99% beståelsesprocent for at have overskudsgrad. Herunder kan du ikke engang dække arbejdskraft og materialer, for slet ikke at tale om kundeklager og omarbejdningsomkostninger.

Et par af:Hvad er antenneteknologierne, der bruges til radiofrekvensidentifikation (RFID)?

Næste: Hvad er præstationsindikatorer for RFID-systemer?

Send forespørgsel