SHINKAWA MP-2S | 精密引线键合监控单元 | 半导体封装设备可靠性解决方案

描述

关键技术规格

• 产品型号: MP-2S
• 制造商: SHINKAWA Corporation（日本新川）
• 所属系统: SHINKAWA AB50 / AB80 / AD830 等自动引线键合平台
• 功能类型: 多通道模拟信号调理与监控单元（非独立控制器，需与主控板协同工作）
• 输入信号类型:
  • 超声波功率反馈（0–10 V 模拟量，来自超声发生器）
  • 键合力传感器信号（mV 级应变片输出）
  • Z轴位置编码器差分信号（A/B/Z 相）
• 输出接口: 内部高速并行总线连接至 SHINKAWA 主 CPU 板（如 MPB 或 MPC 系列）
• 供电电压: +5 VDC ±5%，+12 VDC ±10%（由设备内部电源分配）
• 工作环境: 安装于键合机内部控制柜，要求无尘、无强振动，温度 15–35°C
• 物理接口: 高密度 D-SUB 或专用航空插头（依设备代际不同）
• 校准要求: 出厂时需与整机力-位移-超声三轴联动校准，不可单独标定

功能定位与应用场景分析

SHINKAWA MP-2S 并非通用工业模块，而是深度集成于新川高端引线键合设备中的专用传感信号处理单元。它的核心作用是在微秒级时间内，将来自键合头的物理信号（如实际施加的力、超声能量传递效率、Z轴运动精度）转换为高信噪比的数字数据流，供主控系统进行闭环调节。若 MP-2S 出现漂移或失效，将直接表现为“虚焊”、“弹坑”（Cratering）或“线弧高度不一致”等封装缺陷，严重影响芯片可靠性。

该模块通常作为设备 OEM BOM 的一部分，在设备生命周期后期因元器件老化（如运放温漂、电容失效）而性能下降。由于 SHINKAWA 已将其归类为停产物料，原厂不再提供维修或更换服务，因此经过严格功能验证的二手可用单元成为维持产线稳定的关键资源。

典型应用场景包括：

• 用于 AB80i 自动键合机 的日常生产中，作为力控回路的核心感知前端，确保 25μm 金线在 0.8mm pitch 下的高良率键合
• 在 老旧 AB50 设备翻新项目 中，替换因潮湿或过热导致信号噪声增大的原始 MP-2S，恢复工艺窗口稳定性
• 作为 Fab 封装线备件库存 补充，应对突发性模块故障，避免整台键合机停机等待原厂支持（通常周期长达数月）
• 支持 第三方设备服务商 对二手 SHINKAWA 设备进行功能完整性验证与交付前测试

质量标准与测试流程

我们深知，在先进封装产线中，一个未经验证的信号模块可能导致数千颗晶圆的批量报废。因此，针对 MP-2S 这类高精度模拟前端，我们建立了基于真实键合机环境的专项测试流程：

• 外观与清洁：所有单元在 Class 10,000 洁净环境下拆检，使用无水乙醇与防静电刷清洁 PCB 表面，检查连接器针脚无氧化、弯曲，滤波电容无鼓包，屏蔽罩接地良好。
• 上机实测：将模块安装至 SHINKAWA AB80 测试平台（配备标准键合头与校准治具），通电后通过设备诊断软件读取原始 ADC 值，确认各通道无饱和、无跳变。
• 功能诊断：
  • 施加标准砝码（如 50 gf、100 gf）于键合力传感器，验证 MP-2S 输出电压线性度误差 ≤±1%；
  • 注入模拟超声信号（1–5 Vpp @ 60 kHz），检查带宽响应平坦度；
  • 手动移动 Z 轴，确认编码器计数无丢脉冲；
  • 运行设备自检程序（Self-test Mode），确保无 “MP-2S COMM ERROR” 或 “FORCE OFFSET” 报警。
• 质保承诺：仅当所有模拟通道精度、通信握手及噪声水平通过验证后，单元才被纳入“Ready Stock”，并附带测试数据截图。我们提供 12 个月功能性故障质保，覆盖信号漂移、通信中断、通道失效等核心风险。

兼容性与升级路径

为确保 MP-2S 能正确匹配您的具体设备配置，请务必核对以下关键信息——不同年份、不同区域销售的 SHINKAWA 设备，其接口定义和固件逻辑可能存在差异：

• 硬件/固件：请提供您的键合机完整型号（如 AB80i-2000）及主控板型号（如 MPB-3）。部分早期 AB50 使用 MP-2（无“S”后缀），其接口定义与 MP-2S 不兼容。
• 配套组件：MP-2S 必须与原装力传感器（如 SHINKAWA P/N 7000-XXXX）、超声发生器（USG-XXX）及主 CPU 板协同工作。若您的设备已改装第三方传感器，可能需要重新校准或调整增益。
• 替代关系：SHINKAWA 未发布官方替代型号。在 AB830 及更新平台中，相关功能已集成至 MPC-X 主控模块，无法直接替换。