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User Manual SIPLACE CA-Series Contents From software version SC.708.0 Edition 12/2014 EN 7 3.7 Placement Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .…
Contents User Manual SIPLACE CA-Series
From software version SC.708.0 Edition 12/2014 EN
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2.12 Lock Out and Tag Out Procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
2.12.1 Purpose and Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.12.2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
2.12.3 Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.12.4 Responsibility and Obligations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.12.5 Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.12.6 Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.13 ESD Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
2.13.1 What Does ESD Mean? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.13.2 Important Measures to Protect Against Static Charging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.13.3 Handling ESD Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.13.4 Measurements and Modifications to ESD Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.13.5 Dispatching ESD Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
3.1 Performance Data for the SIPLACE CA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
3.1.1 Maximum Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.1.2 Technical Data - SWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.1.3 Technical Data - SMT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
3.2 Component Feeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
3.3 Ratings for the SIPLACE CA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
3.3.1 Electrical Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.3.2 Compressed Air Supply and Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4 Dimensions and Weight of the SIPLACE CA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.1 CA4 Machine Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.2 Height of Open Protective Covers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3.4.3 Machine Foot Clearances and the Fixed PCB Conveyor Edges . . . . . . . . . . . . . 131
3.4.3.1 Machine Foot Clearances and the Fixed Right Edge of Single PCB Conveyors . 131
3.4.3.2 Machine Foot Clearances and the Fixed Left Edge of Single PCB Conveyors . . 132
3.4.3.3 Machine Foot Clearances and the Fixed Right Edge of Dual PCB Conveyors . . 133
3.4.3.4 Machine Foot Clearances and the Fixed Left Edge of Dual PCB Conveyors . . . 134
3.4.4 Technical Data - Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
3.4.5 Technical Data - Weight and Ambient Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.4.6 Maneuvering Distance of Component Trolley at CA4 Machines . . . . . . . . . . . . . 137
3.4.7 Center of Gravity for CA-Series Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3.4.8 Center of Gravity for SWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
3.5 Line Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.5.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
3.6 Overviews of the Modules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
3.6.1 Overview of the SIPLACE CA4 Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
User Manual SIPLACE CA-Series Contents
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3.7 Placement Heads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.7.1 SIPLACE SpeedStar for Top Placement Accuracy (C&P20 M) . . . . . . . . . . . . . . 143
3.7.1.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
3.7.1.2 Control and Self-Learning Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.7.1.3 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.7.1.4 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
3.7.1.5 Sensor for the Component Reject Bin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
3.7.2 SIPLACE MultiStar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
3.7.2.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
3.7.2.2 Assembly Positions of SIPLACE MultiStar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
3.7.2.3 Classification of Component Range to be Processed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
3.7.2.4 Placement Modes for MultiStar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3.7.2.5 Assembly Positions of MultiStar in the Machine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3.7.2.6 MultiStar in Collect&Place Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
3.7.2.7 MultiStar in Mixed Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
3.7.2.8 MultiStar in Advanced Pick&Place Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
3.7.2.9 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
3.7.3 SIPLACE TwinStar for High-Precision IC Placement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
3.7.3.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.7.3.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
3.8 Electrical and Pneumatic Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3.8.1 Electrical Connection (Placement Machine). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3.8.2 Pneumatic Connection on the Placement Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
3.8.3 Electrical and Pneumatic Connection on the SWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
3.9 Controls on the Placement Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3.9.1 Controls and Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3.9.2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.9.3 Ergonomic Arrangement of Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.9.3.1 Controls on the Machine's Operator Panels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
3.9.3.2 Controls on the Input and Output Sides of the Placement Machine. . . . . . . . . . . 171
3.10 Controls on the SWS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.10.1 Controls and Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.10.2 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
3.11 Gantries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
3.11.1 Position of Gantry in CA4 Machines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
3.11.2 Structure of X Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.11.3 Technical Data for the X Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
3.11.4 Structure of the Y Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
3.11.5 Technical Data for the Y Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
3.12 Vision Cameras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
3.12.1 Component Camera C&P, Type 41, 6 x 6, Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
3.12.1.1 Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
3.12.1.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
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3.12.2 C&P Component Camera, type 30, 27 x 27, Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
3.12.2.1 Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
3.12.2.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
3.12.3 Component Camera, Stationary P&P, Type 33, 55 x 45, Digital . . . . . . . . . . . . . 182
3.12.3.1 Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
3.12.3.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
3.12.4 PCB Camera, Type 34, Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
3.12.4.1 Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
3.12.4.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
3.12.4.3 Fiducial Criteria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
3.12.4.4 Ink Spot Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
3.13 Single PCB Conveyor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186
3.13.1 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
3.13.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.13.3 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.14 Flexible Dual PCB Conveyor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
3.14.1 Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.14.2 Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
3.14.3 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
3.14.4 "Flexible Dual Conveyor" Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
3.14.5 Definition of Conveyor Lanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.14.6 Definition of Conveyor Lane Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.14.6.1 Standard Width. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.14.6.2 Over-wide Conveyor Lane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.14.6.3 Dual Conveyor in Single Conveyor Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.14.7 Transport Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
3.14.7.1 Asynchronous Transport Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
3.14.7.2 Synchronous Transport Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
3.14.8 Dual Conveyor Control with Single Function Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
3.14.9 Automatic Width Adjustment for Dual Conveyors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
3.15 PCB Warpage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
3.15.0.1 PCB Warpage During Transportation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
3.15.0.2 PCB Warpage During Placement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
4 SIPLACE Wafer System (SWS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
4.1 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
4.1.1 SIPLACE Wafer System (SWS) Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
4.1.2 Basic SWS Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
4.1.3 Basic Die Presentation Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
4.1.3.1 Flip Chip Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
4.1.3.2 Die Attach Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
4.1.3.3 Die Recognition and Positioning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.1.3.4 Ejection Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.1.3.5 Pickup Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
4.1.4 Embedded Wafer Level Ballgrid Array (eWLB/WLFO) Process. . . . . . . . . . . . . . 205