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封測廠自動化(二)| 配方管理-第二部分

2022-02-2369人查看

這篇文章我們繼續探討配方管理的各項課題。

配方

配方到底是什么?

 

在進一步討論之前,我們需要澄清配方到底是什么 ?顧名思義(英文的 Recipe 一般指的就是食譜,如何煮好一道菜所需要的原料和方式),就是如何做好一個產品所需要的對應參數。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 “好”的 Recipe 設計
 

 

好的 Recipe 設計應該是只跟 “工藝" (工藝 = 制造產品相關的一切)有關,而不是和設備相關的。這也是我們上一期提到的可重復使用性和可拷貝性。

在半導體封測,研磨(Grinding)/劃片(Saw)/焊線 (WireBonder)/塑封(Molding) 是當中的主要代表。當然個別的廠商,還可以再進一步的比對。例如焊線 (WireBonder) 中,KNS 的配方是公認的設計標準,特別是參數的分類上。各位有興趣,可以比對一下 ASM/KNS/SKW 的 Recipe 設計,不得不佩服 KNS 在 20 年前的設計到今天依然是各家當中較為好用的,特別是在分類上。

 

 

 

 
 
 
在和設備廠商談 Recipe 功能的時候,要談什么 ?
 
 

 

現實中大部分的封測設備商(特別是大廠),都不會因為我們(中國客戶)的要求做修改。他們的態度是,其他世界大廠都能用的,為什么你不能用 ?這也是一件難過的事。但不論如何,我們列下了需要的點:

 

A)配方上傳/下載功能 (S7Fx)

B)配方選擇 (PP-SELECT, S2F41/49)

C)配方上傳/下載事件 (S6F11)

D)配方修改事件 (S6F11)

E)配方結構說明

 

 

 
 
對信息化部門來說,最理想的 Recipe 是什么?
 
 

 

很多人的答案就是,滿足 SEMI RaP 標準的配方。轉換成文字就是,設備廠商可以提供信息部門設備 Recipe 的結構,讓信息化部門可以解析 Recipe 文件。一方面可以做 “參數比對”,進行生產時修改參數的防呆,另一方面可以做一個 Recipe Editor,提供離線的修改功能。當然也為了未來的 APC R2R (Advance Process Control: Run To Run)鋪路。其實在封測,KNS 的焊線機 (不包含后期收購的 OE) 和 Disco 的劃片和研磨都能實現這三個功能,他們的 Recipe 結構都是明確的。

 

 

 
 
為什么要做參數比對 ?
 
 

 

很多半導體封測廠想要上配方管理的主要目的就是防止選錯配方,提高質量。他們第一個想的就是要做到 “上傳” 和 “下載,當然審批是必要的。

但實際上,配方管理的上傳和下載,只是 “半套“,保證了選擇 “正確的配方,但是不保證在開始生產以后,人為的改動配方的參數。這個時候就需要配方管理的另外一個半套:“參數比對。參數比對目的就是在每一次配方被修改 (或可以被修改)的時候,將機臺 Recipe 的參數和黃金 Recipe 進行比對,檢查有沒有超過上下限。

 

 

 
如何做參數比對 ?
 

 

最重要的就是如何知道 Recipe 被修改過。設備廠商是需要提供 Recipe Changed (配方修改)的事件,每次發生的時候,EAP 就可以上傳 Recipe 做比對。當然沒有 Recipe Changed Event 的時候,要如何進行呢 ?最簡單(或者是最暴力的)的方式就是在每一次 Start/Stop 的事件以后 (因為只有暫停/啟動發生的中間,有可能進行 Recipe 的修改),上傳 Recipe 進行比對。例如 Disco的設備,就必須靠這種方式進行。

 

 

 
沒有 SECS/GEM 的設備能不能做配方管理 ?
 

 

如何具備了以下的條件,是可以的:

1)設備能連接到網路

2)設備能夠分享配方放置的檔案夾

 

Disco 就是一個很好的例子,已經可以近乎完美地在不需要透過 SECS/GEM 的方式實現配方的上傳/下載、參數比對。

當然沒有那么的直接,不是直接把檔案透過網路放置到檔案夾中,但是也不復雜。KNS 的 WireBonder 也同樣可以不使用 SECS/GEM 的方式做到。

當然,這里依然有些限制,因為沒有 SECS/GEM,所以 PP-SELECT (把 Recipe 載入到設備中)是無法實現的。但是我們可以保證每一次選擇之前,硬盤中只有一個 Recipe (每次復制 Recipe 之前把所有在檔案夾中的 Recipe 刪除),這樣就可以保證不會選錯了。

 

 

 
PLC 控制的設備,能不能做配方管理 ?
 

 

當然可以,說穿了就是把設備廠商不愿意做的事完成 (將相關工藝的點位,打包成一組,做為一個配方。下載時,將配方中的每一個參數,寫到每個點位上;上傳時,將點位的值寫到配方中)。這種方式,在先進 PCB生產 (也就是一般說的 BGA PCB) 是很常見的。我們提供了“部分“上位機的功能,對點位進行包裝,然后寫入/讀出。

  

在這篇文章的結尾,分享一下我們認為 Recipe 上傳下載最難實現的設備是哪一家?

 

答案是我們認為 Recipe 設計最好的 KNS。因為當年的硬件速度慢,而 KNS 的 Recipe 又要經過壓縮(還 2 次),才能送出,所以他的上傳不是簡單場景的 S7F1/S7F5,而是要復雜的先要求設備進行準備(壓縮),準備后再以事件 (S6F11) 通知,然后才能進行最后的 S7Fx 上傳。

 

下一篇我們會繼續探討相關的問題和方案,敬請期待。

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