X 射線芯片計(jì)數(shù)器是通過照射 X 射線獲取透射圖像并解析,對(duì)卷軸所載載帶中半導(dǎo)體芯片等電子元件進(jìn)行數(shù)量計(jì)數(shù)的裝置。
智能手機(jī)、電腦等幾乎所有電子設(shè)備,都搭載了集成 IC、二極管、電容器等各類電子元件的印刷電路板。這些電子元件統(tǒng)稱為 “芯片”,其種類繁多,不少尺寸僅為數(shù)毫米,體積十分小巧。
X 射線芯片計(jì)數(shù)器主要用于半導(dǎo)體制造商、電子元件制造商確認(rèn)卷軸收納的芯片數(shù)量及卷軸狀態(tài),同時(shí)也是組裝廠商進(jìn)行芯片入庫檢驗(yàn)和庫存管理的核心設(shè)備。
組裝廠商在印刷電路板上裝配電子元件時(shí),卷軸裝載的芯片會(huì)直接安裝到貼片機(jī)上。貼片機(jī)從卷軸中拉出載帶,逐一取出芯片并精準(zhǔn)裝配到電路板上。
電路板裝配過程中,芯片會(huì)從卷軸中逐個(gè)取用,剩余芯片則隨卷軸一同作為庫存管理。由于不同電路板需搭配多種芯片,工廠內(nèi)的芯片庫存管理顯得尤為重要。
X 射線是波長約 0.1 納米~10 納米的電磁波,廣義上屬于光的范疇。其能量約為可見光的 1000 倍,穿透能力強(qiáng),類似 X 光檢查的應(yīng)用邏輯 —— 照射物體時(shí),不同物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)不同的 X 射線透射率。
芯片經(jīng)編帶工藝封裝在載帶中,再卷繞到卷軸上。X 射線芯片計(jì)數(shù)器可直接將卷軸放入檢測腔室,向卷軸照射 X 射線后,通過 X 射線相機(jī)或掃描儀捕捉透射圖像并完成成像。
卷繞載帶的卷軸由塑料制成,與半導(dǎo)體、電容器等電子元件構(gòu)成的芯片相比,二者的 X 射線透射率差異顯著。在卷軸的透射圖像中,芯片會(huì)以螺旋排列的黑色小塊形式呈現(xiàn),設(shè)備通過圖像處理軟件即可完成芯片數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。
此外,還有一類芯片計(jì)數(shù)器類似影音設(shè)備的開放式卷軸磁帶錄音機(jī),需從卷軸中拉出載帶,逐一枚數(shù)芯片后再卷回另一側(cè)卷軸。
相比這類傳統(tǒng)設(shè)備,X 射線芯片計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度優(yōu)勢顯著,且無需額外的載帶拉扯、卷繞操作,減少了人工干預(yù)和故障風(fēng)險(xiǎn)。不過目前仍存在少量計(jì)數(shù)誤差、設(shè)備價(jià)格較高等問題。
卷軸中芯片的尺寸、形狀各不相同。由于 X 射線芯片計(jì)數(shù)器通過解析 X 射線透射圖像實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù),實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)計(jì)數(shù)誤差。各制造商通過優(yōu)化 X 射線照射方式、改進(jìn)圖像解析算法提升計(jì)數(shù)精度,選購時(shí)需重點(diǎn)確認(rèn)設(shè)備對(duì)自身所處理芯片形狀的計(jì)數(shù)精度是否達(dá)標(biāo)。
考慮到 X 射線芯片計(jì)數(shù)器直接關(guān)聯(lián)生產(chǎn)線運(yùn)行和庫存管理,選購時(shí)還應(yīng)關(guān)注設(shè)備的自動(dòng)化適配能力,以及庫存管理相關(guān)功能的完善程度。
半導(dǎo)體制造商、電子元件制造商向電子設(shè)備組裝廠商(或電路板芯片裝配廠商)交付芯片時(shí),主要采用以下幾種包裝方式:
載帶封裝后卷繞到卷軸
托盤排列裝載
條形管收納
散裝袋裝
為保障芯片在制造商與組裝廠商間的順暢供應(yīng),這些包裝方式均遵循日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的詳細(xì)規(guī)定。
其中,載帶封裝后卷繞到卷軸的方式,適用于大批量交付尺寸較小的芯片。封裝所用載帶稱為 “嵌入式載帶”,由樹脂或紙質(zhì)材料制成,厚度均勻且按固定間距設(shè)有凹槽。通過編帶機(jī)將芯片逐一嵌入凹槽后,用膠帶封口,再卷繞到卷軸上完成包裝。