ASMPT SMT Solutions
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SMT-Themen im Fokus

SMT-Themen im Fokus

KI-Server-Anwendungen

Leiterplatten für Hochleistungsrechner (High-Performance-Computing - HPC)

KI-Anwendungen treiben eine neue Generation von Server-Hardware an, die auf hochkomplexen, dicht bestückten Leiterplatten (PCBs) mit großen, hochwertigen Komponenten wie GPUs und TPUs basiert.

Dieser Wandel verändert die SMT-Fertigung grundlegend. Größere Leiterplatten, eine höhere Bauteildichte und Null-Fehler-Anforderungen erfordern eine vollständige Prozesskontrolle in jeder Phase der Montage.

ASMPT begegnet diesen Herausforderungen mit integrierten SMT-Lösungen, die speziell für die Produktion im Bereich KI und High-Performance Computing (HPC) entwickelt wurden.

Technische Übersicht herunterladen (PDF)

 

Die beste In-Machine-Lösung für die SMT-Fertigung von HPC-Leiterplatten

Bestück-
automaten

SIPLACE

SIPLACE SX Placement Machine
Bestückköpfe
 

CP20 für höchste Geschwindigkeit

SIPLACE CP20 Placement Head - for highest speed

CPP für maximale Flexibilität

SIPLACE CPP Placement Head - for maximum flexibility

TWIN VHF für große und schwere Bauelemente

SIPLACE TWIN VHF Placement Head - for large and heavy component handling
Bauelement-
zuführoptionen

SIPLACE Waffle
Pack Changer

SIPLACE Waffle Pack Changer


SIPLACE Smart Feeder

SIPLACE Smart Feeder
Leiterplattentransport
und Pin-Unterstützung

Heavy‑duty conveyor

Heavy duty conveyor for PCB transport





Smart Pin Support

Smart Pin PCB Support
Programmier-
system

WORKS Programming
mit virtueller Produktabbildung

WORKS Programming - with virtual product build ability





Bauelementform basierend
auf dem Datenimport

Program component shape based on data import
Vision
system

Kameras:

  • Bauelementkamera
  • Stationäre Kamera
  • Leiterplattenkamera
  • Koplanaritätskamera
SIPLACE Cameras


Prüfmöglichkeiten direkt
integriert in der Maschine

In machine inspection capability

Anforderungen an die SMT-Bestückung von KI- und High-Performance-Computing-Systemen

Ein fehlerfreier Bestückprozess erfordert eine präzise Kontrolle aller Prozessschritte.
Genau auf diese Anforderungen ausgelegt gewährleisten SIPLACE Bestückautomaten eine durchgängige Prozesskontrolle – von der Bauelementabholung bis zur Bestückung.

Prozesskette für die SMT-Fertigung von HPC-Leiterplatten

Ein fehlerfreier Bestückprozess beginnt mit bewährter Technologie.
Programmierung

Die große Anzahl kleinster Bauelemente und komplexer BGA-Anschlüsse stellt hohe Anforderungen an die Erstellung der Bestückprogramme.

Zuführkonzepte

Zuführmodule müssen für Gurt- und Traybauteile eine zuverlässige Materialbereitstellung sorgen.

Qualitätskontrolle

Inspektionsfunktionen im Bestückautomaten prüfen neben der Größe der Bauelementanschlüsse die Koplanarität des Bauteils, die Position der Spacer, das Vorhandensein von Fremdkörpern sowie den Verzug von Leiterplatten und Bauelementen.

Transportsystem

Besonders große Leiterplatten müssen sicher transportiert, unterstützt und geklemmt werden.

Bestückköpfe

Sowohl die hochpräzise Bestückung tausender miniaturisierter Bauelemente in exakter Winkellage und Position als auch die fehlerfreie Bestückung großer und schwerer BGAs müssen zuverlässig gewährleistet werden.

Prozessschritt auswählen, um die detaillierte Lösung anzuzeigen.

Programmierung komplexer, dicht bestückter Leiterplatten

Die Programmierung ist der erste Schritt zu einem fehlerfreien Bestückprozess.
PROGRAMMIERUNG UND SIMULATION

Beschreibung eines komplexen Layouts

Bei den heute in KI-Anwendungen eingesetzten Prozessor-BGAs sind mehrere tausend Lötkugeln bereits Standard. Zukünftige Generationen werden Bauelemente mit mehr als 20.000 Kugeln und teilweise unregelmäßigen Kugellayouts umfassen. Die Erstellung der dafür erforderlichen Bauelementbeschreibung stellt eine anspruchsvolle Aufgabe dar.

Die WORKS Software-Suite bietet:

  • Prozessorientierte Offline-Programmierung
  • Zentrale Verwaltung aller Programmdaten
  • Offline-Simulation mit virtuellen Produktionsschritten
  • Import von ODB++-Daten
  • Import von Kugelbeschreibungen
  • 3D-Visualisierung der Leiterplattenober- und -unterseite zur einfachen Programmierung von Support-Pins
3D-Ansicht der Leiterplattenunterseite zur Definition der Support-Pin-Positionen in WORKS Programming.
3D-Ansicht der Leiterplattenunterseite zur Definition der Support-Pin-Positionen in WORKS Programming
Darstellung der Leiterplatte in WORKS Programming
Darstellung der Leiterplatte in WORKS Programming
Import von Kugelpositionsdaten an der Linie oder am Offline-Arbeitsplatz
Import von Kugelpositionsdaten an der Linie oder am Offline-Arbeitsplatz

Handling großer, schwerer und dicker Leiterplatten

SIPLACE Lösungen ermöglichen die prozesssichere Handhabung großer Leiterplatten über den gesamten Fertigungsprozess hinweg.
LEITERPLATTENTRANSPORT

Heavy-duty Conveyor

SIPLACE Bestückautomaten sind bereits serienmäßig mit flexiblen Transportsystemen für die Handhabung besonders großer, schwerer und dicker Leiterplatten ausgestattet.

  • Leiterplattengewicht bis 10 kg
  • Leiterplattengröße bis 1.520 × 560 mm
  • Leiterplattendicke bis 10 mm
  • Programmierbare Transportgeschwindigkeit
Heavy-duty-Conveyor-System für den zuverlässigen Transport und die präzise Positionierung von Leiterplatten
Heavy-duty-Conveyor-System für den zuverlässigen Transport und die präzise Positionierung von Leiterplatten
Automatische Platzierung von Support Pins mit kontinuierlicher Positionsüberwachung
Automatische Platzierung von Support Pins mit kontinuierlicher Positionsüberwachung
LEITERPLATTENUNTERSTÜTZUNG

Automatischer Smart Pin Support

Um Durchbiegungen und Vibrationen zu vermeiden, müssen Leiterplatten während des Bestückprozesses zuverlässig unterstützt werden. SIPLACE Smart Pin Support bietet gegenüber manuellen Verfahren eine deutlich schnellere und wesentlich zuverlässigere Lösung.

Funktionen:

  • Automatische und präzise Positionierung der Support Pins auf Basis der in WORKS Programming definierten Vorgaben
  • 3D-Visualisierung zur frühzeitigen Erkennung und Vermeidung von Kollisionen mit Bauelementen bereits während der Programmierung
  • Kontinuierliche Überwachung aller Support Pins hinsichtlich korrekter Position und Höhe

Zuführung aller Bauelementtypen

Die Bestückung von Bauelementen – von miniaturisierten passiven SMDs wie 016008M-Chips bis hin zu großen und schweren BGAs – erfordert intelligente Zuführlösungen.
MIT GURTROLLEN (TAPE & REEL)

SIPLACE Smart Feeder

Die SIPLACE Smart Feeder sind intelligente Gurtzuführmodule für flexible Fertigungsumgebungen.

  • Kontaktlose Daten- und Energieübertragung
  • Wartungsfreie Zuführmodule
  • Automatische Kalibrierung der Abholposition
  • Automatische Kompensation von Abholversätzen
  • Automatische Spleißerkennung
  • Automatische Pitch-Erlernung
  • Eindeutige ID für eine zuverlässige Rüstkontrolle
  • Verarbeitung von Gurtrollen mit 1 mm pitch
SIPLACE Smart Feeder SIPLACE Smart Feeder (detail)
SIPLACE Smart Feeder sind präzise, intelligent, leicht, kabellos und wartungsfrei.
MIT TRAYS

SIPLACE Waffle Pack Changer (WPC)

Für die Zuführung großer und ungewöhnlich geformter Bauelemente bietet der SIPLACE Waffle Pack Changer (WPC) eine besonders effiziente Lösung.

Funktionen des WPC:

  • Automatischer und schneller Tray-Wechsel
  • Nachfüllen von Trays während des laufenden Betriebs
  • Vollständige Rüstkontrolle und Rückverfolgbarkeit
SIPLACE Waffle Pack Changer
Der SIPLACE Waffle Pack Changer ermöglicht die unterbrechungsfreie Zuführung von Tray-Bauelementen bei kompakter und platzsparender Bauweise.
Waffle Pack Changer (illustration) Waffle Pack Changer (detail)
SIPLACE WAFFLE PACK CHANGER
SpezifikationWert
Erforderliche Fördererspuren30
Abmessungen des Waffle-Pack-Tray-Trägers (L × B × H)360 × 260 × 6 mm
Abmessungen des Waffle Pack Trays (L x B x H)347 × 235 × 15 mm
Kapazitätbiz zu 28 trays
Tray-Höhe inkl. Bauelementbiz zu 45 mm
Tray-Wechselzeit~1,9 s (über 1 Ebene)

Hochgeschwindigkeitsbestückung von Standardbauelementen

Die Bestückköpfe von ASMPT sind ein Schlüsselfaktor für die hohe Bestückleistung und Flexibilität bei der Verarbeitung von Standardbauelementen.

SIPLACE Bestückköpfe bieten höchste Präzision und umfassende Funktionen zur Prozesskontrolle:

  • Prüfung auf Anwesenheit bzw. Fehlen von Bauelementen
  • Kompensation von Abholversätzen vor der Bauelementaufnahme
  • Prüfung der Pipettenspitze auf Verschmutzungen
  • Messung der Bauelementhöhe
  • Softwaregesteuerter und programmierbarer Bestückprozess einschließlich Kraftregelung
High-speed placement of standard components
MAXIMALE GESCHWINDIGKEIT

Bestückkopf CP20

Der Bestückkopf CP20 ist der ideale Collect-and-Place-Bestückkopf für die Hochgeschwindigkeitsbestückung von Standardbauelementen am Anfang einer SMT-Linie.

  • Rotationskopf mit 20 unabhängigen Segmenten zur Versatzkorrektur und Bestückung in beliebigen Winkellagen
  • Bauelementspezifische Bildverarbeitungsparameter ermöglichen die hochdichte Bestückung in jeder erforderlichen Winkellage innerhalb eines einzigen Kopfzyklus
  • Hochgeschwindigkeitsbestückung von Bauelementen von 016008M bis 8,2 × 8,2 mm
  • Präzise Überwachung der Z-Achsen-Bewegung zur Kompensation von Leiterplattenverzug
Bestückkopf CP20
MAXIMALE FLEXIBILITÄT

Bestückkopf CPP

Der Bestückkopf CPP wechselt softwaregesteuert zwischen drei verschiedenen Bestückmodi und bietet damit maximale Flexibilität für unterschiedlichste Bauelemente.

  • Die Kombination aus hoher Bestückleistung und großem Bauelementspektrum in einem einzigen Bestückkopf ermöglicht eine optimale Linienbalance und die Vermeidung von Wartezeiten
  • Bestückung im Collect-and-Place-, Pick-and-Place- und Mixed-Modus
  • Bestückung von Bauelementen bis 27 × 27 mm im Collect-and-Place-Modus
  • Bestückung von Bauelementen bis 40 × 50 mm im Pick-and-Place-Modus mit demselben Bestückkopf
Bestückkopf CPP

Überprüfung der Bautelemente nach der Bestückung

Vor der Bestückung hochwertiger BGAs müssen die Anwesenheit und die korrekte Positionierung der darunterliegenden Bauelemente überprüft werden.
MASCHINENINTEGRIERTE QUALITÄTSKONTROLLE

Optische Inspektion

SIPLACE Bestückautomaten sind mit leistungsfähigen Leiterplattenkameras zur Inspektion bereits bestückter Bauelemente ausgestattet.

Mögliche Prüffunktionen:

  • Überprüfung, ob ein Bauelement vorhanden ist oder fehlt
  • Überprüfung, ob die Position des Bauelements innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt

Mögliche Inspektionspositionen:

  • Direkt nach der Bestückung im Bestückautomaten
  • Innerhalb eines nachgelagerten Bestückautomaten in der Linie vor der Bestückung weiterer Bauelemente

Beispiel für HPC-Anwendungen:

  • Unterhalb des BGA werden Spacer (Abstandshalter) platziert
  • Die Spacer stellen einen definierten Mindestabstand sicher und verhindern so Kurzschlüsse durch Lötbrücken infolge von Verzug an den Ecken großer BGAs
  • Nach der Bestückung werden die Spacer auf Anwesenheit und korrekte Position geprüft
  • Die Bestückung des BGA wird erst nach erfolgreicher Verifikation freigegeben
Mikroskopaufnahme eines BGA nach dem  Reflow-Löten mit Kugeln und Spacer
Mikroskopaufnahme eines BGA nach dem Reflow-Löten mit Kugeln und Spacer
Ohne Spacer
Reason for spacer placement (no non-collapsing spacer)
Warum werden Spacer benötigt
Mit Spacer
Placement of non-collapsing spacer

Erkennung von Fremdkörpern im Bestückbereich

Mit zehntausenden Lötukugeln mit einen Durchmesser von 0,5 bis 0,6 mm und einem Pitch von 0,8 bis 1,0 mm stellt die BGA-Bestückung höchste Anforderungen an die Prozesssicherheit. Fremdkörper im Bestückbereich müssen daher zuverlässig erkannt werden.
ERKENNUNG VON FREMDKÖRPERN

Fehler vermeiden

SIPLACE Bestückautomaten verfügen über hochauflösende Inspektionsfunktionen für maximale Prozesssicherheit.

  • Inspektion definierter Bereiche vor der Bestückung, z. B. unter Abschschirmbleche oder BGAs
  • Prüfung der Bestückposition unmittelbar vor der Bestückung kritischer Bauelemente
  • (Option für) Inspektion nur bei Bedarf
  • Inspektionsbereich bis 175 × 175 mm
  • Softwareoption: On-Board PCB Inspection
3D-Visualisierung der On-Board PCB Inspection
3D-Visualisierung der On-Board PCB Inspection
Erkennung von Fasern/Partikeln mit der On-Board PCB Inspection
Erkennung von Fasern/Partikeln mit der On-Board PCB Inspection
Erkennung von Fremdkörpern mittels On-Board PCB Inspection
Erkennung von Fremdkörpern mittels On-Board PCB Inspection
On-Board PCB Inspection in placement machine

Sichere Handhabung großer und hochwertiger BGAs

Die Abholung und Bestückung des BGA ist der letzte Bestückschritt bei der Fertigung von HPC-Server-Leiterplatten. Ein leistungsfähiger Bestückkopf, spezielle Pipetten und eine präzise Prozesskontrolle gewährleisten eine prozesssichere Bestückung.
BGA-MASTERING

Bestückkopf TWIN VHF

Der Bestückkopf TWIN VHF (Very High Force) wurde speziell für die Verarbeitung besonders großer und ungewöhnlich geformter Bauelemente entwickelt.

  • Bestückung von Bauelementen bis zu 175 × 175 mm
  • Bestückung von Bauelementen mit einem Gewicht von bis zu 650 g
  • Individuelle Steuerung und Programmierung sämtlicher Achsen
  • Breites Spektrum an Spezialpipetten und Greifern für nahezu jede Bauelementgeometrie
  • Berücksichtigung von Keep-out-Bereichen (z. B. über Prozessorgehäusen) bei der Auslegung der Pipetten.
Illustration eines KI-Accelerators der nächsten Generation mit einer CPU und zwei GPUs
Illustration eines KI-Accelerators der nächsten Generation mit einer CPU und zwei GPUs © NVIDIA
Placement Head TWIN VHF
Der Bestückkopf TWIN VHF eröffnet neue Möglichkeiten bei der Verarbeitung komplexer BGAs
Spezialpipette für die Aufnahme über den Außenring
Spezialpipette für die Aufnahme über den Außenring
Illustration eines Co-Packaged-Optics-(CPO)-Bauelements für Hochgeschwindigkeitsswitches
Illustration eines Co-Packaged-Optics-(CPO)-Bauelements für Hochgeschwindigkeitsswitches

Zuverlässige Lötpastenkontaktierung hochdichter BGAs

Zwischen der Abholung und der Bestückung des BGA gewährleisten kamerabasierte Inspektionen eine maximale Prozesssicherheit im abschließenden Bestückschritt.
OPTISCHE INSPEKTION

Vermessung des BGAs

Mit der neuen Generation von BGAs gewinnt die optische Inspektion weiter an Bedeutung.

Die hochauflösenden Kamerasysteme von SIPLACE bieten alle erforderlichen Inspektionsfunktionen für komplexe Bauelemente.

Sechs Beleuchtungswinkel in Kombination mit merkmalsbasierten Algorithmen gewährleisten zuverlässige und reproduzierbare Inspektionsergebnisse.

  • Zuverlässige optische Erkennung von mehr als 50.000 Lötkugeln
  • Mögliche Prüfkriterien:
    • Fehlende oder fehlerhafte Kontakte
    • Abweichende Kugelgröße
    • Fehlerhafte Kugelposition
    • Landside-Kondensatoren
    • Lesen von Barcodes und Data-Matrix-Codes
    • Prüfung von Orientierungsmarkierungen
  • Messdaten und Kamerabilder können gespeichert und ausgewertet werden
BGA mit hoher Kugelanzahl und dazwischen liegenden Kondensatoren
BGA mit hoher Kugelanzahl und dazwischen liegenden Kondensatoren
KOMPONENTENKAMERA VOM TYP 56
SpezifikationFähigkeit
FGesichtsfeld66 × 50 mm
Min. Bauelementgröße0,2 × 0,2 mm
Max. Bauelementgröße200 × 200 mm
Min. Anschluss-Pitch200 / 300 µm
Min. Anschlussbreite100 µm
Min. Kugelabstand140 / 300 µm
Min. Kugeldurchmesser80 µm
KOPLANARITÄTSPRÜFUNG

Sichere Kontaktierung aller Lötkugeln

Das 3D Coplan Module stellt sicher, dass alle Anschlüsse zuverlässig Kontakt zur Lötpaste haben.

Messprinzip:

  • Erfassung des Höhenprofils mittels Lasertriangulation
  • Berechnung der Auflageebene des BGA
  • Überprüfung, ob alle Kugeln Kontakt zur Lötpaste herstellen können
  • Inspektion von mehr als 50.000 Lötkugeln
3D COPLAN MODULE
SpezifikationFähigkeit
Bauelementgrößebis zu 200 × 200 mm
Höhenauflösung0,5 µm
Min. Anschluss-Pitch300 µm
Min. Anschlussbreite100 µm
Min. Kugelabstand400 µm
Min. Kugeldurchmesser200 µm
Ergebnis der 3D-Koplanaritätsmessung an der Maschine
Ergebnis der 3D-Koplanaritätsmessung an der Maschine
3D-Koplanaritätsprüfung eines BGA im SIPLACE Bestückautomaten
3D-Koplanaritätsprüfung eines BGA im SIPLACE Bestückautomaten
Messprinzip der Lasertriangulation
Messprinzip der Lasertriangulation

SIPLACE Lösungen für die HPC-Fertigung

Typische Maschinenspezifikation in einer SMT-Linie für High-Performance-Computing-Anwendungen

SIPLACE SX

Hochleistungsplattform für die anspruchsvolle SMT-Fertigung mit fortschrittlicher Prozesskontrolle und skalierbaren Konfigurationen.

  • Entwickelt für hohen Durchsatz und Präzision
  • Flexible Konfigurationsoptionen für den Linienabgleich
  • Prozesskontrollfunktionen zur Unterstützung komplexer Baugruppen
SIPLACE SX
SIPLACE SX BESTÜCKAUTOMAT
Spezifikation SIPLACE SX2
Bestückkopf CP20 / CPP / TWIN / TWIN VHF
Maximale Bauelementgröße1 175 × 175 mm
Bauelementgewicht2 bis zu 650 g
Stellplatzkapazität 220 × 8 mm Stellplätze
Tray-Zuführung Waffle Pack Changer mit Non-Stop-Nachfüllfunktion
Leiterplattengröße (L × B × H) 1.525 × 560 × 10 mm
Leiterplattengewicht bis zu 10 kg
Optionen: Smart Pin Support
3D Coplan Module
Software: On-Board PCB Inspection
OSC Package
1 240 × 240 mm – in Kürze erhältlich 2 Bis zu 2,0 kg – in Kürze erhältlich

SIPLACE X S

Kompakte und effiziente Lösungen für flexible Produktionsumgebungen zur Unterstützung eines breiten Bauteilspektrums.

  • Optimierter Platzbedarf für platzsparende Linien
  • Hohe Flexibilität für die High-Mix-Fertigung
  • Zuverlässige Leistung bei allen Standard-SMT-Anwendungen
SIPLACE X S
SIPLACE X S BESTÜCKAUTOMAT
Spezifikation SIPLACE X4 S
Bestückkopf CP20 / CPP / TWIN
Maximale Bauelementgröße 120 × 120 mm
Bauelementgewicht bis zu 160 g
Stellplatzkapazität 160 × 8 mm Stellplätze
Tray-Zuführung Waffle Pack Changer mit Non-Stop-Nachfüllfunktion oder Matrix Tray Unit
Leiterplattengröße (L × B × H) 850 × 685 × 10 mm
Leiterplattengewicht bis zu 10 kg
Optionen: Smart Pin Support
3D Coplan Module
Software: On-Board PCB Inspection
OSC Package

 

Dieser technische Leitfaden beschreibt die wesentlichen Anforderungen an die Fertigung von KI- und HPC-Elektronik und zeigt, wie SIPLACE Bestücklösungen einen vollständig kontrollierten SMT-Prozess ermöglichen – von der Programmierung über das Bauteilhandling bis hin zur Inspektion und finalen Bestückung.

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