艾科瑞思推出適用200mm晶圓的高精度高速固晶機

常熟艾科瑞思封裝自動化設備有限公司（以下簡稱艾科瑞思）位于江蘇常熟經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)科創(chuàng)園，是長三角唯一一家自主研發(fā)生產高精度IC/LED固晶機的高科技企業(yè)，是江蘇省半導體照明產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成員和中國半導體行業(yè)協(xié)會會員單位。公司于2012年通過瑞士通標的ISO9001質量管理體系認證，長期目標是打破國外公司在中國中高端固晶機市場的壟斷地位，為客戶提供性價比更好的設備。

艾科瑞思在直驅系統(tǒng)、機構解耦、機器視覺、運動控制、固晶工藝及計算機仿真等方面擁有雄厚科研實力，并配有激光干涉儀等先進儀器和設備。公司首個自主研發(fā)產品——高精度銀漿固晶機DA115各項技術指標達到國際先進水平（見圖1），被評為2010年度常熟市領軍型創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新人才A類項目，獲得300萬元無償扶持資金。該產品的拓展型號DA115-08可以適用200mm晶圓，支持COB、RFID、QFN、LED等，今年4月將在一客戶的超高頻RFID芯片封裝生產線上調試使用。

圖1 艾科瑞思開發(fā)的DA115型高精度銀漿固晶機

公司正在籌建的精密運動實驗室二期，將配備如高速攝像機、振動測量儀、高精度傳感器等先進儀器設備，為開發(fā)更高端的裝備產品做好準備。艾科瑞思剛剛設計完成的高精度覆晶焊接機，支持的覆晶焊接（Flip Chip）工藝是目前最先進的半導體固晶工藝之一，該工藝對固晶精度要求極高，而且工藝復雜，尚無國產廠商能夠提供工業(yè)化設備。目前該機的設計研發(fā)工作已經(jīng)完成，設計固晶精度達到±15μm，填補國內空白，接近國際先進水平，擁有廣闊的市場前景。

1 關鍵技術

1）使用直驅系統(tǒng)提升固晶焊頭的效率和定位精度。直驅系統(tǒng)是一種將電能轉換成直線或旋轉運動機械能，不需任何中間轉換機構的傳動裝置。其優(yōu)點是：①消除了傳統(tǒng)傳動中存在的反向間隙和摩擦力，系統(tǒng)響應更快，重復定位精度更高；②結構簡單，使用壽命長且基本免維護，客戶整體使用成本更低；③可以達到大于10g的加速度，是傳統(tǒng)電機的5到10倍，因此更適合需要快速啟動和制動的場合。

2）通過機構解耦設計減輕運動負載，進一步提高直驅系統(tǒng)精度與效率。

3）采用創(chuàng)新的視覺系統(tǒng)設計對誤差進行實時補償，精度可達到十分之一像素。

4）在芯片的封裝過程中運用先進的熱超聲焊接工藝，工藝簡單、效率高、無鉛環(huán)保。

5）自主研發(fā)基于PC的多線程上位機軟件支持晶圓圖（wafer map）的讀取，可以實時進行固晶精度的檢測。出現(xiàn)異常情況時，可自動及時提醒操作員。見圖2、3。

6）通過嚴謹?shù)臋C械設計和計算機仿真技術保證系統(tǒng)剛性。見圖4。

2 產品性能優(yōu)勢

1）高固晶精度。艾科瑞思是Accuracy的中文音譯，精準是我們的技術特長，也是我們的產品定位，其中銀漿固晶機DA115固晶精度為±30μm@3σ，比目前業(yè)內的±38μm@3σ 提高 20%；覆晶焊接機的固晶精度可達±15μm@3σ。

圖2 軟件操作界面圖

圖3 晶圓圖

圖4 系統(tǒng)剛性分析

2）高固晶效率。固晶效率越高，客戶的投資回報率越高。艾科瑞思研發(fā)的銀漿固晶機量產固晶周期小于250ms；覆晶焊接機的設計固晶周期小于1s。

3）可靠的制程能力。制程能力越高設備性能越可靠，產品不良率越低，性能一致性越好。通常來說，制程能力大于1.33（意味著每百萬個操作有66個失誤操作）是進入中端市場的必要條件。經(jīng)過內部測試，我們的高精度銀漿固晶機DA115整機定位精度誤差的標準方差在6μm以內，Cpk=1.70（意味著每百萬個操作僅有不到1個失誤操作），屬于A+級。

圖5 位置偏差分布圖（1000個樣本）

4）支持200mm晶圓且固晶周期不高于300ms，適合COB、RFID、QFN、LED等芯片的固晶要求，應用范圍更廣。(http://www.akrs-equip.com)