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专家说丨当半导体 MES+EAP 遇到 SMT 行业

发布时间:2024-03-01    浏览人数:1人查看

最近有机会参加了一场有意思的方案分享会,MES 厂商,系统整合商和客户都是行业内的翘楚。系统整合商的负责人有做过半导体行业的 MES/EAP,MES 厂商不是半导体出身,但有少数封测案例,而客户则是服务器生产商(也就是我们知道的电子组装和 SMT 生产,SMT=表面贴装技术)。

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系统整合商的出发点是要强调如何用半导体行业的 MES+EAP 来提高 SMT 行业的效率/质量/追溯等,当然厂商的心态就是用更先进的行业自动化系统来降维打击。估计客户的 IT 也有点准备(也是全球前几名的厂商),他们十分有耐心的听完了整个介绍,当中问了几个问题,然后有礼貎的结束了分享。我个人没跟进结果(毕竟是助阵而已),只是想借机会分享一下经验,到底半导体 MES+EAP 适不适合 SMT 行业?


我有幸在 ASMPT 待了几年,很感激有机会学习了有关 SMT 行业的各种知识,有幸花了一年的时间在 SMT 工厂中仔细去了解整个行业的痛点。在接触之前,和其他系统整合商一样,觉得 SMT 有什么了不起的,12寸半导体工厂的 MES+EAP 做到全自动,APC 上线才是王道。但事实上,真实的下海之后才发现,SMT 的设备厂商早就把很多 MES+EAP 要做的事做完了 (其实还不止)。


先介绍一下什么是 SMT 行业,其实真实的名称应该是电子组装行业,SMT 只是其中一段工艺。例如手机,除了把元件/芯片贴到电路板的 SMT 段,其实更大的部分是“手动”组装的部分。但大部分人的关注点还是放在了 SMT 这方面。而 SMT 行业和半导体最大的区别就是 “线” Vs “单机”。而半导体 MES+EAP 最不擅长的处理就是 “线” 或是 “集群设备“(Cluster Equipment)。




当然不能一概而论认为所有的半导体 MES+EAP 都不能满足 SMT 行业,如何判断呢?以下是一些重要的考量:

01 有没有 Line 类型

曾几何时我一直在用三寸不烂之舌企图说服客户,MES 的 Area = Line,那真的是不堪回首的日子,虽然后期欧洲研发团队做了一个 ”虚拟“ 的 Line 类型出来,但是依然无法满足客户的要求。因为 2009 年设计时, MES 模型只有Facility - Area - Resource,而要满足 SMT 行业则是需要有 Facility - Area - Line - Resource。一定要有工厂 - 车间 - 线体 - 设备,四层的设计才能完整的建立正确的工厂模型。如果只有三层,工厂 - 车间/线体 - 设备,是无法正确的建模的。

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02 满足 SMT 设备的 BOM 模型

SMT 的 BOM 和其他行业有什么不一样 ?其实最大的挑战就是 SMT 的厂商把设备做的智能了。SMT 设备的主要 BOM 说直白就是贴在电路板上的零件,例如电容/电阻/芯片等。针对 SMT 贴片工站,MES 的 BOM 一般储存的就是一个电路板需要的零件:

A)电容 A 类 10 颗

B)芯片 C 类 5 颗


那如果 1 个批次有 100 片板,那就需要:

A)电容 A 类 1000 颗 (10 X 100)

B)芯片 C 类 500 颗 (5 X 100)


如果电容 A 类一盘料是 1000 颗,C 类芯片是 250 颗。


那 MES 一般会建议备以下的料:

A)电容 A 类 1 盘

B)芯片 C 类 2 盘 


但事实上,智能的 SMT 设备管理系统会主动根据设备的情形和用户参数进行优化。例如为了加快 UPH,设备的备料清单会要求:

A)电容 A 类 2 盘

B)芯片 C 类 4 盘


因为有些 SMT 设备上超过 2 个以上贴装手臂可以同时贴 N 个零部件,多一个料盘就可以同时进行贴装动作。


这还不包括有些 SMT 线体上是有超过一台 SMT 设备。


而且这些都算是 SMT Program 的一部分,和半导体的 Recipe 相比,这里明显复杂多了。(以前我还很自以为是的去炫半导体 Recipe 有多牛)。


这是 MES 厂商的噩梦。实时更新 BOM 和备料表。没有一个半导体 MES +EAP 厂商有准备做这件事,大部分厂商/系统整合都会装死,通常会以客户没有买接口蒙混过关 (SMT 设备厂商的接口都是天价)。

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03 线边的 SMT 料盘管理

大部分有规模的客户都把线边的 SMT 料盘储存放到了智能料架 (也就是亮灯货架)。这个看起来很简单,没有难度的料盘管理,很大可能就是半导体 MES 厂商的软肋。如果 MES+EAP 厂商没有法子展现料盘上架使用者的界面,就表示他们没有做过,原生画面是处理不来以下的情况的:


把连续号码的料盘(例如 A001 至 A100)上至连续编号的料架位子上(例如 G1- G100),到底要扫几次码 ?


没做过的厂商会提供一个画面,扫 200 次码 (1 次料盘 - 1 次料架)

有做过的厂商会提供一个画面,扫 4 次码 (A001,A100,G1,G100)


04 复杂的 SMT 生产工艺

贴正面,贴反面,贴完正面直接循环贴反面,这些都是 SMT 线体可能出现的情况,到底要如何建模呢 ?不建模,要如何做到全面追溯呢 ?


有兴趣的话,可以进一步研究国内知名的 SMT MES 供应商 ,看一看他们接地气的方案。




总而言之,半导体 MES+EAP 应用到 SMT 行业其实参考意义不大,因为当中会出现太多特殊的情况。


那针对不同行业,MES+EAP是需要对应的行业套件,来对不同行业的特殊需求进行客制,为客户精准提供其所需功能,而不是只套用一种。

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轩田科技MES+EAP行业套件


作者简介

刘用文,中国台湾新竹交通大学硕士,拥有超过 25 年半导体行业自动化经验,曾作为英飞凌自动化团队核心成员,参与和规划了多个半导体晶圆和封装测试的建厂计划。


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