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封测厂自动化(二)| 配方管理-第二部分

2022-02-2369人查看

这篇文章我们继续探讨配方管理的各项课题。

配方

配方到底是什么?

 

在进一步讨论之前,我们需要澄清配方到底是什么 ?顾名思义(英文的 Recipe 一般指的就是食谱,如何煮好一道菜所需要的原料和方式),就是如何做好一个产品所需要的对应参数。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 “好”的 Recipe 设计
 

 

好的 Recipe 设计应该是只跟 “工艺" (工艺 = 制造产品相关的一切)有关,而不是和设备相关的。这也是我们上一期提到的可重复使用性和可拷贝性。

在半导体封测,研磨(Grinding)/划片(Saw)/焊线 (WireBonder)/塑封(Molding) 是当中的主要代表。当然个别的厂商,还可以再进一步的比对。例如焊线 (WireBonder) 中,KNS 的配方是公认的设计标准,特别是参数的分类上。各位有兴趣,可以比对一下 ASM/KNS/SKW 的 Recipe 设计,不得不佩服 KNS 在 20 年前的设计到今天依然是各家当中较为好用的,特别是在分类上。

 

 

 

 
 
 
在和设备厂商谈 Recipe 功能的时候,要谈什么 ?
 
 

 

现实中大部分的封测设备商(特别是大厂),都不会因为我们(中国客户)的要求做修改。他们的态度是,其他世界大厂都能用的,为什么你不能用 ?这也是一件难过的事。但不论如何,我们列下了需要的点:

 

A)配方上传/下载功能 (S7Fx)

B)配方选择 (PP-SELECT, S2F41/49)

C)配方上传/下载事件 (S6F11)

D)配方修改事件 (S6F11)

E)配方结构说明

 

 

 
 
对信息化部门来说,最理想的 Recipe 是什么?
 
 

 

很多人的答案就是,满足 SEMI RaP 标准的配方。转换成文字就是,设备厂商可以提供信息部门设备 Recipe 的结构,让信息化部门可以解析 Recipe 文件一方面可以做 “参数比对”,进行生产时修改参数的防呆,另一方面可以做一个 Recipe Editor,提供离线的修改功能。当然也为了未来的 APC R2R (Advance Process Control: Run To Run)铺路。其实在封测,KNS 的焊线机 (不包含后期收购的 OE) 和 Disco 的划片和研磨都能实现这三个功能,他们的 Recipe 结构都是明确的。

 

 

 
 
为什么要做参数比对 ?
 
 

 

很多半导体封测厂想要上配方管理的主要目的就是防止选错配方,提高质量。他们第一个想的就是要做到 “上传” 和 “下载,当然审批是必要的。

但实际上,配方管理的上传和下载,只是 “半套“,保证了选择 “正确的配方,但是不保证在开始生产以后,人为的改动配方的参数。这个时候就需要配方管理的另外一个半套:“参数比对参数比对目的就是在每一次配方被修改 (或可以被修改)的时候,将机台 Recipe 的参数和黄金 Recipe 进行比对,检查有没有超过上下限。

 

 

 
如何做参数比对 ?
 

 

最重要的就是如何知道 Recipe 被修改过。设备厂商是需要提供 Recipe Changed (配方修改)的事件,每次发生的时候,EAP 就可以上传 Recipe 做比对。当然没有 Recipe Changed Event 的时候,要如何进行呢 ?最简单(或者是最暴力的)的方式就是在每一次 Start/Stop 的事件以后 (因为只有暂停/启动发生的中间,有可能进行 Recipe 的修改),上传 Recipe 进行比对。例如 Disco的设备,就必须靠这种方式进行。

 

 

 
没有 SECS/GEM 的设备能不能做配方管理 ?
 

 

如何具备了以下的条件,是可以的:

1)设备能连接到网路

2)设备能够分享配方放置的档案夹

 

Disco 就是一个很好的例子,已经可以近乎完美地在不需要透过 SECS/GEM 的方式实现配方的上传/下载、参数比对。

当然没有那么的直接,不是直接把档案透过网路放置到档案夹中,但是也不复杂。KNS 的 WireBonder 也同样可以不使用 SECS/GEM 的方式做到。

当然,这里依然有些限制,因为没有 SECS/GEM,所以 PP-SELECT (把 Recipe 载入到设备中)是无法实现的。但是我们可以保证每一次选择之前,硬盘中只有一个 Recipe (每次复制 Recipe 之前把所有在档案夹中的 Recipe 删除),这样就可以保证不会选错了。

 

 

 
PLC 控制的设备,能不能做配方管理 ?
 

 

当然可以,说穿了就是把设备厂商不愿意做的事完成 (将相关工艺的点位,打包成一组,做为一个配方。下载时,将配方中的每一个参数,写到每个点位上;上传时,将点位的值写到配方中)。这种方式,在先进 PCB生产 (也就是一般说的 BGA PCB) 是很常见的。我们提供了“部分“上位机的功能,对点位进行包装,然后写入/读出。

  

在这篇文章的结尾,分享一下我们认为 Recipe 上传下载最难实现的设备是哪一家?

 

答案是我们认为 Recipe 设计最好的 KNS。因为当年的硬件速度慢,而 KNS 的 Recipe 又要经过压缩(还 2 次),才能送出,所以他的上传不是简单场景的 S7F1/S7F5,而是要复杂的先要求设备进行准备(压缩),准备后再以事件 (S6F11) 通知,然后才能进行最后的 S7Fx 上传。

 

下一篇我们会继续探讨相关的问题和方案,敬请期待。

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