质量管理在芯片封装引线键合中应用

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1、质量管理在芯片封装引线键合中应用　　摘要：本论文采用统计过程控制（SPC）技术，以六西格玛统计方法为指导，通对关键工序进行监控和分析，找出了对输出变量有关键影响的输入因子，并对这些关键因子进行改进和控制，从而使生产过程得到最大的优化，产品的质量和良品率都有一个全面的提升。最终实现了通过对参数的改进和SPC系统对量产中的产品进行持续的质量监控，提高了焊线工序良品率和稳定性。关键词：封装DMAIC六西格玛SPC中图分类号TN305文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0158-02半导体封装业和测试业是我国半导体产业的重要组成部分，回顾我国半导体封装业的发展

2、，从1956年我国第一只晶体管的诞生伴随着电子封装业的起步。但虽经过多年的发展，我国的封装技术依然落后，没有形成大的研发队伍。由于过去封装技术常常被忽视以及对封装技术的支持不利，使我国封装技术发展缓慢，与国外的高可靠单片Ic的封装技术相差甚远。5目前封装形式一方面朝着高性能的方向发展；另一方面朝着轻薄短小的方向发展。这个趋势促进了对封装工艺圆片研磨、圆片粘贴、引线键合等都提出了新的要求。其中引线键合是很关键的工艺，键合的质量好坏直接关系到整个封装器件的性能和可靠性。本文运用控制图对生产过程进行分析评价，以确认、改善或纠正工艺过程，保证产品质量、成品率和可靠性。在日月光ASE半导体公

3、司上海厂前线射频生产线焊线工序2012年的平均良品率仅为99.76%。这与“六西格玛”的质量的要求有很大的差距。因此要想提高器件的射频性能和可靠性，首先要有一个稳定的工艺制程，是良好的器件射频性能的保证。如果没有稳定的工艺制程，良好的器件射频性能就无从谈起。因为良好的器件射频性能和可靠性是以高稳定性、高一致性的线弧为保证的。但为了满足客户更高的要求，实现产品性能的整体的最优化，所以有必要进一步提高器件的射频性能和可靠性。1六西格玛管理理论5六西格玛管理是以提高顾客满意度为企业所追求的主要目标。它是基于数据和事实为驱动的管理方法，应用统计数据和分析方法来建立对关键变量的理解和获得优化

4、结果。在六西格玛管理过程中，流程是需要改进的主要对象。所有的流程都有变异，六西格玛帮助我们有效减少过程的变异。并且六西格玛管理还是一个有预见性的积极管理，帮助我们注重预防问题而不是疲于处理已发生的危机。DMAIC是指由界定（Define）、测量（hleasure）、分析（Analyze）、改进（Improve）和控制（Contr01）五个阶段构成的改进方法。界定阶段（Define）：它是六西格玛改进方法DKAIC过程的第一步。这一步就是明确客户的关键需求并确定需要改进的产品和流程，将改进项目界定在合理的范围内。测量阶段（Measure）：既是界定阶段的后续工作，也是联系分析阶段的桥

5、梁，从测量阶段开始就要收集数据，并着手对数据进行分析，通过测量阶段的数据收集和评估工作，可以获得对问题和改进机会的定量化认识，并在此基础上获得项目实施方面的信息。分析阶段（malyze）：在这个阶段，通过对大量的数据需要进行系统地分析，找出影响输出的关键因子，换句话说，通过分析找到“问题的根源”。改进阶段（Improve）：这个阶段是DMAIC的核心阶段。优化过程输出并且消除或减小关键因素的影响，使过程的缺陷或变异降至最低，实验设计是质量改进的主要工具，它可以为六西格玛管理提供以最低的成本区的最高的绩效。控制阶段（Contr）：就是将改进成果进行规划，通过修订文件等方法使经验制度化

6、。作为DMAIC过程的最后一个阶段，控制是十分关键的，避免“突然”回到旧的习惯和程序是控制步骤的主要的目的。DMAIC流程图如图1所示。2SPC技术在引线键合中的应用5下面我们就根据这五个阶段的划分，运用SPC技术分析其在键合工艺中的应用。2.1初期数据的采集数据搜集的目的是确定控制线，以描述被监测参数的稳定性和变化规律。用经过计量合格的拉力计，按照GJB548B-2005方法2011.1引线键合强度试验方法中规定的步骤和要求，进行引线拉里数据采集，共采集到134根引线的键合拉力数据。采集表如表1所示。2.2统计分析134个数据分为6组，做出的直方图如图2所示。从图2中可以直观地看

7、出，这组数据呈现中间高，两边低的基本对称形状，符合正态分布的特点，因此认为这组键合强度数据服从正态分布。拉力数据的波动属正常波动，说明工序处于正常状态，可以进行工序能力指数分析和计算。工序能力指数是反映工艺水平满足工艺参数规范要求的程度，当工艺规范的中心值与工艺参数的分布中心重合时，用Cp表示，Cp=（Tμ-Tl）/6α。当Tu-Tl=6α时，Cp=1，此时的工序合格品率为99.74%。2.4改进控制质量5控制图使用一段时间后，随着操作人员的熟练程度和设备、材料等的变