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芯片|技術進步，引線鍵合機出現短缺( 四 )

半導體機器學習自動化芯片


“目前的重點是實現實時過程監控和故障檢測 。 鍵合機上的關鍵子系統提供了大量數據 ， 我們正在添加額外的傳感器以實現更高級的檢測 。 我們正在實時監控數據并使用先進的機器學習算法 ， ”Foley 說 。
最初 ， 汽車客戶推動了這些發展 。 汽車制造商希望在包括引線鍵合在內的工藝中實現零缺陷 。 現在 ， 所有客戶都想要這些功能 。
市場展望
一段時間以來 ， 業界對半導體芯片和封裝的需求前所未有 ， 這推動了對更多組裝工具的需求 。
ASE首席運營官 Tien Wu在最近的一次電話會議上表示：“我們看到所有行業都出現了廣泛的增長 ， 勢頭至少會持續到 2022 年 。” “2021 年 ， 我們看到先進封裝收入同比增長 23% 。 我們確實預計 2022 年的增長率會好于這個數字 。 2021 年的引線鍵合收入增長了 36% 。 我們繼續看到引線鍵合滿載 。 我們確實預計 2022 年的引線鍵合收入將實現兩位數的增長 。 ”
這就是好消息 。 壞消息是 ， 對于大多數客戶而言 ， K&S 焊線機的交貨時間為 6 到 7 個月 。 作為回應 ， K&S 正在擴大其制造能力 。 其他焊線機供應商也看到了類似的需求 。

K&S 引線鍵合機 。 資料來源：K&S
“從 2021 年起 ， 全球對 5G、聯網設備、汽車和內存的持續需求將持續 ， ”K&S 的 Foley 表示 。 “預計 2022 年封裝半導體的增長將比 2021 年連續下降 ， 盡管這仍然是歷史行業平均水平的近 2 倍 。 ”
早期 ， 引線鍵合用于組裝簡單的封裝 。 隨著時間的推移 ， 引線鍵合封裝變得更加復雜 。 例如 ， 在 2000 年代 ， 出現了 QFN 。
QFN 屬于引線框架封裝系列 。 引線框架是帶有延長引線的合金框架 。 在 QFN 中 ， 芯片連接到框架上 。 然后 ， 使用焊線機 ， 細線將芯片連接到每條引線 。 最后 ， 封裝封裝 。
QFN 在今天被廣泛使用 ， 但它們更復雜 。 “我們看到了具有三到四層的多層QFN ， 以容納更多的 I/O 。 我們看到更大的 QFN (<12mm) ， ”JCET 的 Lee 說 。
內存是引線鍵合的另一個重要驅動力 。 2016 年 ， Apple 推出了 iPhone 7 。 這款手機堆疊了 16 個 NAND 閃存芯片 ， 可實現 128GB 的存儲空間 。 每個芯片都以金字塔狀堆疊 ， 并使用微小的引線鍵合線連接 。
如今 ， 內存供應商正在一個封裝中堆疊 8 或 16 個 NAND 閃存芯片 。 在研發方面 ， 該行業正在開發 24 芯片堆疊封裝 。
這一趨勢提出了一些挑戰 。 “內存芯片將非常大而且非常薄 。 因此 ， 處理這些易碎的芯片需要使用專門的無針拾取工具 ， 以最大限度地減少壓力并降低這些過程中開裂的風險 ， ” Amkor的高級工程師 Knowlton Olmstead在一段視頻中說 。 “這些薄裸片也會在裸片堆棧中有突出部分 。 這需要選擇合適的芯片貼裝薄膜和模塑復合材料 ， 以最大限度地減少封裝中的翹曲和應力 ， 防止最終組裝的封裝出現故障 。 ”
這不是唯一的問題 。 “增加封裝中堆疊管芯的數量 ， 同時保持較低的封裝高度會在多個領域帶來挑戰 。 在降低基板'Z'高度以允許更高的堆疊方面不斷進行改進 ， ”Olmstead 說 。 “沿著管芯級聯的引線鍵合也需要以可控的方式進行 ， 因此它可以最大限度地減少整個懸垂區域的壓力 。 此外 ， 我們希望保持較低的引線鍵合環高度 ， 這使我們能夠擁有非常低的模具到模具蓋間隙高度 。 ”
【芯片|技術進步，引線鍵合機出現短缺】顯然 ， 焊線機是半導體生態系統的重要組成部分 。 盡管先進封裝得到了增長和關注 ， 引線鍵合仍將繼續用于許多封裝類型 。 采購足夠的焊線機是目前的一大挑戰 。 但在某些時候 ， 引線鍵合能力會過剩 ， 這是一種較舊但關鍵的技術的周期性 。

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