（高清版）GBT 41213-2021 集成电路用全自动装片机

集成电路用全自动装片机2021-12-31发布2022-07-01实施国家标准化管理委员会I 2规范性引用文件 13术语和定义 4产品结构、分类、型号和基本参数 24.1结构 24.2分类 4.3型号 24.4基本参数 25工作条件 35.1洁净度 35.2相对湿度 5.3环境温度 35.4防静电要求 5.5电源要求 5.6设备电流要求 35.7压缩空气压力及流量要求 35.8真空压力要求 3 46.1外观 6.2搬送机构 46.3焊接机构 46.4图像识别系统 46.5晶圆工作台 46.6顶针机构 46.7点胶机构 46.8下料机构 56.9电气部分 56.10软件部分 6.11安全要求 57试验方法 67.1外观 67.2搬送机构 6Ⅱ7.3焊接机构 7.4图像识别系统 67.5晶圆工作台 7.6顶针机构 7.7点胶机构 7.8下料机构 7.9电气检测 77.10软件检测 77.11产品安全性 78检验规则 8.1检验分类 8.2型式检验 78.3出厂检验 89.1标志 89.2包装 9.3运输 9.4储存 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)提出并归口。本文件起草单位：大连佳峰自动化股份有限公司、中国电子技术标准化研究院。曹可慰。1集成电路用全自动装片机本文件适用于集成电路封装用全自动装片机。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T13306标牌GB50073—2013洁净厂房设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。集成电路制作所用的硅晶片。注1:形状为圆形。划片膜tape晶圆切割完揭去保护膜后所剩下的膜。一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝等)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，进而形成电气回路的关键结构件。注1:包括引线框架、基板和陶瓷板等。注2:起到和外部导线连接的桥梁作用。压力force将芯片从晶圆上拾取起来的拾取压力和将芯片粘贴到载体上的焊接压力。2按粘贴材料分为银浆设备和DAF膜设备。4.2.2按上料机构分类分为吸取上料、料盒上料和复合上料。4.2.3按搬送机构分类分为夹爪搬送机构和钩针搬送机构。4.2.4按装片速度分类每小时装片件数(UPH)达到10000件以上称为高速设备，10000件以下称为低速设备。4.2.5按晶圆尺寸分类按设备可处理的最大晶圆尺寸可分为8”设备和12”设备。集成电路用全自动装片机的型号表示如图1所示。npnnnmnnnpnnnmnn制造商代码改进代号—产品类型代码说明：DB——装片机；产品类型代码——银浆设备代码为7,DAF膜设备代码为8;设计顺序号——用阿拉伯数字表示，第一代产品序号为1,第二代产品序号为2,以此类推；改进代号——用阿拉伯数字表示，无改进为0,第一次改进为1,以此类推；制造商代码——由三位大写英文字母表示，反映产品制造商信息及其内部系列产品信息，由制造商自定。图1型号标记示意图基本参数见表1。3表1基本参数参数最大加工晶圆尺寸12”芯片尺寸/mm0.2×0.2～25×25芯片厚度/μm长50～300;宽20～95;厚≥0.1压力/N0.5～50每小时装片数(UPH)/件高速≥10000;低速<10000装片精度/μm±15~±505工作条件5.1洁净度洁净度应符合GB50073—2013中第3章空气洁净度等级中的部分规定：洁净度等级优于4级(含4级)。5.2相对湿度相对湿度应保持在40%～60%范围内。5.3环境温度环境温度应保持在20℃~27℃范围内。5.4防静电要求防静电要求如下：a)移动部件(搬送机构、点胶机构等)电阻值应小于10Ω;b)固定部件电阻值应小于1Ω;c)静电放电(ESD)消散时间：离子风箱或风扇应在5s内将电压从1000V降到35V以内。5.5电源要求AC电源电压应为220(1±10%)V,频率范围应在50Hz～60Hz。5.6设备电流要求设备额定电流应不大于16A,峰值电流应不大于32A。5.7压缩空气压力及流量要求压缩空气压力应保持在0.4MPa～0.6MPa范围内，流量不超过100L/min,压缩空气应保持干燥。5.8真空压力要求真空压力应保持在一60kPa～—100kPa范围内。46要求设备外观应符合以下要求：a)设备表面无明显的凹凸不平、划伤、锈蚀等缺陷；b)设备表面经过特殊处理，避免产生颗粒、粉尘。6.2搬送机构搬送机构应符合以下要求：a)采用夹爪的搬送机构位置精度±5μm,搬送夹爪不对载体造成损伤，可调节夹爪水平，保证载体和轨道完全贴合；b)采用钩针的搬送机构位置精度±50μm,钩针不对载体造成损伤，可调节钩针位置，保证载体在轨道内顺畅传送；c)具有防卡料、防放反等防呆措施。6.3焊接机构焊接机构应符合以下要求：a)包括焊接移动部和焊头，采用伺服电机或直线电机驱动结构。焊接移动部的定位精度为士5μm,确保焊头运动顺滑。b)焊头配有测高机构(误差≤10μm)、压力控制机构(最小荷重≤0.5N,压力在1N以内误差≤0.1N,压力在1N以上相对误差≤5%)和转角补偿机构(贴片转角精度±1°),并配有判断是否吸上硅芯片的传感器。c)装片位置有自动补偿和校正功能。d)支持带角度芯片贴装。6.4图像识别系统图像识别系统应包括相机、光源和图像识别软件。晶圆位置和载体位置的识别误差应≤5μm。6.5晶圆工作台晶圆工作台应符合以下要求：a)包括X-Y工作台和晶圆扩张器，X-Y工作台的定位误差≤5μm;b)晶圆工作台具有晶圆扫码功能，三点画圆功能。6.6顶针机构顶针机构应符合以下要求：a)芯片从晶圆划片膜上脱离时，应由顶针或其他顶起方式将芯片脱离膜，并保证芯片背面无裂伤；b)顶针顶起高度有参数设定功能。6.7点胶机构点胶机构应符合以下要求：a)调整胶点大小；5b)具备胶点面积、位置和框架沾污的检测功能；c)点胶器参数上位机可控。6.8下料机构下料机构应符合以下要求：a)料盒能自动升降，自动更换；b)无料盒或料盒满载时有报警功能。6.9电气部分电气部分应符合以下要求：a)所有电气设备模块应与设备壳体可靠连接；b)设备壳体接地电阻<10Ω;c)设备电气控制箱应具有过载、漏电、短路的保护功能。6.10软件部分6.10.1软件功能软件应包括以下功能：a)具有晶圆图取片功能，支持SECS/GEM联网协议；b)实时显示工作过程，如每小时装片件数(UPH)、循环时间等，并且具有以下统计功能：——统计开机时间；——统计实际运行时间；——统计实际粘接数量；——统计各种故障时间；——统计错误次数。c)具有配方上传、下载和保存功能。6.10.2权限等级软件应按照不同的用户设定不同的权限，各级权限等级说明见表2。表2软件权限等级说明等级使用对象权限第一等级操作员物料操作第二等级工程师物料操作、工艺调整第三等级管理员物料操作、工艺调整、设备维护保养6.11安全要求一般要求包括：a)设备应符合GB/T5226.1—2019的要求；b)设备应具有紧急开关标识、接地标识、接口标识、管线标识，可移动部件有防夹手标识，具有加6热功能轨道应具有防止烫伤标识。安全防护要求应包括：a)配备过电流保护装置；b)设备有急停保护按钮；c)具有故障报警指示灯；d)设备工作中，如防护盖突然被打开，设备自动变为停机状态；e)各电机轴应设置安全限位，防止设备动作异常时发生危险事故。7试验方法7.1外观目视检测设备外观。7.2搬送机构搬送机构的检测方法包括：a)使用激光测距仪确认搬送机构夹爪位置精度；b)使设备处于卡料状态，以及将框架故意放反，观察设备是否显示故障。7.3焊接机构焊接机构的检测方法包括：a)使用激光测距仪确认焊接移动部X、Y、Z向位置精度；b)使用设备自身测高程序测量轨道固定位置高度10次，加上10mm×10mm×1mm垫块之后再测量10次，确认测高机构误差≤10μm;c)利用测力计确认荷重值；d)通过高倍显微镜测量贴片转角精度；e)目测吸取芯片流量传感器是否配置；f)实际运行设备确认装片位置自动补偿和校正功能。7.4图像识别系统使用光学标定板作为图像识别的检测标准，启动设备软件对光学标定板进行识别，检测设备的识别精度。7.5晶圆工作台晶圆工作台的检测方法包括：a)使用激光测距仪检测X-Y工作台的定位精度；b)实际运行设备确认晶圆扫描和三点画圆功能。7.6顶针机构顶针系统的检测方法包括：a)使用100倍显微镜检测芯片是否有裂伤；b)使用塞尺确认顶起高度。77.7点胶机构通过图像识别系统实现胶点面积、位置和框架是否沾污的检测与实时校正。7.8下料机构下料机构的检测方法包括：a)实际运行设备进行料盒升降、更换检测；b)使设备分别处于无料盒和料盒满载的状态，观察设备是否报警。7.9电气检测电气检测方法包括：a)按照图纸检测是否可靠连接；b)使用接地电阻测量仪测量设备壳体接地电阻；c)使控制箱分别处于过载、漏电、短路状态，检测保护功能是否启动。7.10软件检测软件功能检测方法如下：a)按照6.10.1的要求检测运行设备，验证设备软件是否具备规定的各项功能。b)UPH检测方法：设备正常连续生产1h,统计所生产的芯片数量对应的数值。7.10.2权限等级检测通过软件分别登录三个权限等级的用户账户，检测每个权限等级的登录用户是否只可对应执行如表2所述的权限内容。7.11产品安全性产品安全性检测方法包括：a)检测是否符合GB/T5226.1—2019的要求。b)检测有无6.11.1要求的安全标识。c)使控制箱处于过电流状态，检测保护功能是否启动，信号报警装置是否启动。d)按下急停开关，检测设备是否能立即断电。e)在设备运行过程中，检测防护盖打开情况下设备是否停止运行。f)移动各电机轴，观察是否仅在设定的安全限位内移动。8检验规则8.1检验分类产品检验分为型式检验和出厂检验。8.2型式检验有下列情况之一者，应进行型式检验：a)新产品鉴定时；8b)结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能和质量时；c)停产三年以上恢复生产时；d)国家质量监管机构提出进行型式检验的要求时。检验项目应符合表3的要求，检验台数不得少于1台。型式检验的内容全部合格，判定该产品型式检验为合格，否则判定为不合格。所有产品经设备制造商质量检验部门检验合格后方可出厂。产品出厂时，应附有质量检验部门签发的产品合格证