以實驗設計與反應曲面法對IC封裝銲線良率之研究與實證

The Study of Improving the Yield of Wire Bonding Process for IC Packaging by Using the Design of Experiment and Response Surface Methodology

崔贏友(Ying-Yu Tsui)

指導教授 ： 周永燦

中原大學/電機資訊學院/工業與系統工程研究所/碩士(2016年)

https://doi.org/10.6840/cycu201600263

摘要

在台灣半導體封裝測試產業的急速發展下，此產業已漸漸轉換成低毛利時代，提高生產效率及降低生產成本為目前首要的課題，封裝產業中又以銲線站為降低成本的主要瓶頸。若能直接改善銲線站的生產成本，對公司的成本結省將會有顯著的改善。本研究是以國內封裝產業A公司為個案，探討在銲線製程中影響產能最主要之異常，使用實驗設計(Design of experiment, DOE)中的田口方法找出顯著因子，再利用反應曲面法中的中央合成設計，找出最佳化參數，最後改善此問題，並且快速的解決問題。
分析個案公司中，主要瓶頸銲線站，經收集及分析數據之後，發現造成機台作業性不佳的原因，最主要為銀球變形，故本研究將會提出DOE來改善此一銀球變形之異常，期望將不良率降低，使產品之良率能夠達到客戶的標準，並且減少作業成本及提升品質。本研究將依經驗，先提出最有可能改善之十個相關因子，再依實驗設計，找出最顯著的三個因子，由變異數分析得知，銲線機之參數設定，其中銲臂壓力（Bond force）、截尾線速度(Tail cut speed)、放電電流(Spark current)等三個計算之P值均<0.05，對反應值具有顯著的差異，故將選擇此三個因子為主要之關鍵參數。本研究使用田口方法，找出三個顯著因子，故再針對此三個因子，應用反應曲面法中的中央合成設計，找出最佳化參數，並且驗證最佳參數，驗證結果均達到客戶製程能力(Cpk)之標準。
本研究利用實驗設計找出的最佳參數，成功的導入銲線站，並且追縱改善結果，產品良率從95.79%提升至99.58%，減少了銀球變形的問題，大大提升了產品的品質，改善了此產品因為作業性不佳所造成之浪費，成功的為公司結省成本，使公司更具競爭力。

關鍵字

實驗設計 ； 田口方法 ； 反應曲面法 ； 中央合成設計。

並列摘要

There has been a lower gross era for Taiwanese assembly and testing industry. So how to enhance the production efficiency and lower production cost are big issues to this industry. The major bottleneck of IC packaging is how to reduce the cost in the wire bonding process. If a company can improve the cost efficiency of wire bonding, there will improve the cost saving.
This research collected data from Case Company A. the main problem to Case Company A is the abnormal shape of silver ball when operating. Thus, Taguchi Method of the Design of Experiment (DOE) are employed to explore the influential factors, and then find out the optimal parameters by response surface methodology (RSM) to improve the problem of silver balls.
Three main influential factors are discovered, including bond force, tail cut speed, and spark current. Then, the Central Composite Design of RSM is used to explore the optimal parameters.
Research findings show that the yield shifts from 95.79% to 99.58% as wire bonding process improved. This research provide an example to assembly and testing industry in improving the production efficiency and cost saving.

並列關鍵字

Design of Experiment ； Taguchi Method ； Response Surface Methodology ； Central Composite Design.

參考文獻

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