IC 封装TO 系列产品框架变形研究
2021-03-10郑娟莉
郑娟莉
( 通富微电子股份有限公司,江苏 南通226006)
在经济全球化的背景下,制造企业面临越来越严峻的竞争环境,客户对产品品质和服务质量要求不断提高,制造企业为满足客户要求需要不断改进工艺和提高质量,才能确保自身盈利,从而在竞争中脱颖而出。
PDCA 循环作为一套质量管理的基本方法,也是企业管理各项工作的一般规律。旨在持续不断地改进企业的业务流程,达到客户满意要求。PDCA 循环的含义是将质量管理分为四个阶段,即Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Act(处理)。质量管理活动是对各项工作计划拟定、计划实施和实施效果检查的管理过程,并将成功的过程管理纳入标准,不成功的留待下一循环解决。
采用PDCA 管理方法,结合企业的实际情况,对TO263 产品装片工艺框架变形进行了论述,提出了改进的方法。
1 Plan 阶段——分析原因,拟定计划
1.1 分析现状,找出存在的问题
监控封装良率是产品质量的把控关,质量部门定期整理良率数据后发现A 客户TO263 组装良率虽达标,但整体良率有所下降,分析组装工序各异常原因,最终发现是装片工序框架变形异常比例上升。扩展到整个TO263 产线,经统计2019 年1-9 月,装片工序中框架变形不良平均高达1 800×10-6,如图1 所示。
图1 2019 年前9 个月装片卡框架不良率统计
因为有些时候单纯的外观无法判别装片工序的框架变形,进而导致键合工序走带不顺,甚至塑封工序定位不准而溢料,既浪费了大量人力和物力,又增加了整个生产成本。
为了提高组装合格率,最终达到降低成本的目的,2020 年一季度装片卡框架目标要从1 800×10-6下降到<900×10-6,以质量部QA 小组为核心,产线和技术部配合,分析问题原因,采取改进措施并实施。
1.2 统计卡框架不良分布状况
(1)按客户品名统计。分析是否因某几个客户品名框架变形严重导致整体良率异常。调查产量前二十的产品框架异常比例,发现不良率没有严重异常的情况,基本确认框架异常与作业产品无关。
(2)按产品种类统计。按照单芯片与双芯片产品占比分析,统计结果显示单芯片产品卡框架不良占整个装片不良的17%,双芯片产品卡框架不良占整个装片不良的83%,不良基本集中在双芯片产品。
(3)按作业设备统计。分析生产线中是否因某几台设备故障原因造成卡框架异常。调查结果显示,其它设备基本正常,编号为249#、202#、372#装片机卡框架报废芯片数量明显高于其它设备,确认这3 台设备存在问题。
1.3 分析产生质量问题的各种原因或影响因素
根据统计资料分析绘制鱼骨图,针对不良模式提出多条可能原因,从人、机、料、法、环、测等多方面进行调查、测量、分析和讨论,如图2 所示。
图2 人、机、料、法鱼骨图
1.3.1 主要原因确认
从鱼骨图分析,卡框架原因有11 个,通过确认对比实验,最终确认主因有6 个,如表1 所示。
1.3.2 制定对策
根据造成框架变形的主因,制定具体的对策,如表2 所示。
2 Do 阶段-按照计划实施对策
2.1 轨道清扫频次
框架在装片轨道内传输时容易产生铜垢,这样会导致走带阻力增大,每周需要装片工对轨道用铜刷进行清扫,对易产生铜垢的机台增加清扫频次,如图3 所示。
表1 主因确认
表2 主要原因及对策
图3 清扫轨道
2.2 进出料位置异常
调整装片设备布局,由原来的每排放10 台设备调整为8 台,并增加设备间距,给上料装置和操作员作业留出足够空间。
将与下料装置配合不顺畅料盒挑出,减少因料盒原因引起的卡框架,如图4 所示。
2.3 卡框架处理不当
制定TO263 卡带处理SOP。
装片作业过程中一旦卡框架,停止作业,空跑一盒框架,跑框架过程中若无卡带现象,继续装片作业;若发生卡带,则反馈工艺设备人员,确认是否定位孔卡勾发生变形,如果发生变形,问题解决后再进行作业。同时对操作员进行培训教育。
图4 设备间距调整前后对比
2.4 加框架方法错误
装片作业过程中需要人工添加框架,拆包框架与添加框架的方法会直接影响框架的走带,对装片产品质量和装片合格率造成一定影响。
改善措施:针对加框架手法、加框架的量等编写培训材料及SOP,对每班作业人员进行培训。
2.5 框架在设备内停留时间
设置轨道停留时间为1 min,超时清轨。清轨界面屏蔽其它选项,如图5 所示。
图5 设备内停留改善
2.6 第一/二步设备混用——频繁改机
固定设备作业。将作业第一步设备和作业第二步设备区分,并在设备上粘贴提示标签,禁止混用。
3 Check 阶段——效果确认
3.1 良率改善结果
自2019 年10 月采取对策后,卡框架不良下降非常明显,由原先的1 800×10-6降低为600×10-6,如图6 所示。
3.2 效益检查
(1)经济效益。通过本次改善,提高了装片良率,减少了框架异常,可以节省20 万元/月。
(2)无形效益。通过改善,收获了无形效益,如图7 所示。
图6 活动前后效果对比
4 Action 阶段——正式执行与横向扩展
(1)作业流程标准化,凡涉及作业流程变动工序,制定正式作业指导书,并对操作员进行培训;
(2)持续监测,持续统计数据确认改善后的效果,并监督标准文件的切实落实;
(3)将上料加框架的方法横向扩展到其他TO封装(PKG);
(4)将卡框架的处理方法横向扩展到其他TO封装。
5 结束语
运用PDCA 循环,按实践→思考→总结→再实践的工作模式,从系统角度解决了卡框架问题,生产效率和产品质量大幅提升。