CN111860995B - 一种芯片封装键合工艺流程的mes处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,包括步骤:(1)同步生产订单,并创建生产工单,创建子母工艺流程,并为生产工单匹配对应的子母工艺流程,然后确认投产;(2)根据生产工单创建生产批次,包括创建母批次和子批次,派发生产车间;(3)子母批次生产流转,在键合点汇合,并进行键合采集与关联。本发明芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,通过在制造执行系统中设置子母工艺的方法,针对工单创建生产批次时,同时创建母子批次,然后对母子批次按对应的工艺流程进行生产过程的管理,省去了开立半成品工单的管理,只需要开立成品工单,开立工单的操作时间降低一半,由此减少投料操作时间,从而提升了产品下线效率,缩短了产品交货时间。
Description
技术领域
本发明涉及MES系统建模方法,尤其涉及一种芯片封装键合工艺流程的MES处理方法。
背景技术
半导体封装技术伴随集成电路而生,其主要功能是电源分配、信号分配、散热和保护。随着芯片技术的发展,行业对高性能低损耗芯片的不断追求,芯片不断小型化。高密度硅通孔(TSV,ThroughSiliconVia)技术和Fan-Out扇出技术由于其灵活、高密度、适于三维集成,而成为目前先进封装的核心技术。
基于硅通孔的转接板集成技术作为先进系统集成技术,可实现多芯片高密度三维集成,但硅基转接板的成本高且电学性能差,使其市场化运用受限。作为一种可能替代硅基转接板的材料,玻璃通孔(TGV,ThroughGlassVia)技术因优良的高频电学特性、低成本、易于获取、生产工艺简单、机械稳定性强、应用领域广泛(高频领域、光电集成领域、MEMS封装领域)等众多优势,正在成为当前的研究热点。
实际生产过程中,若要利用TGV技术和Fan-Out扇出技术实现圆片级封装以提升封装效率,需涉及到一个关键工艺“键合”。“键合”一般是指将两片同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理,在一定条件下直接结合,通过范德华力、分子力甚至原子力使晶片键合成为一体的技术。而基于TGV技术的键合工艺,有别于传统的键合,其一般包含两种形式:一是将具有通孔的玻璃基板与普通玻璃载板通过粘结层结合在一起,称为“玻璃键合”;二是将芯片放置在已经做过“玻璃键合”的玻璃基板的通孔内,并在上面覆盖填充层,称为“芯片键合”。
键合工艺是芯片封装制造中的关键工艺之一。以“玻璃键合”为例,在该业务中,在做键合前的两片玻璃有各自的生产流程,在键合后合并在一起走完剩下的加工流程。如图1所示,玻璃片1只需要经过“投料”工序即可到“玻璃键合”站点,玻璃片2则需先经过“投料→玻璃清洗→激光打孔→HF蚀刻”等工序才能到“玻璃键合”站点。通常管理上将玻璃片1在“玻璃键合”前的加工流程与在“玻璃键合”后的加工流程合并在一起,称为成品加工流程;将玻璃片2在“玻璃键合”站点前的加工流程称为半成品加工流程。
因此,在制造执行系统MES中,为有效管理这同属于一个产品的两段并行流程,通常的做法是设置一个成品工单和一个半成品工单,将玻璃片2当做一个相对独立的半成品,其在“玻璃键合”站前的生产流程属于半成品加工流程,归半成品工单管理。通过此方式,可以精确采集到生产流程每一个站点的生产数据与物料信息,从来实现品质追溯、物料防呆防错、生产过程控制等目的。
在现有处理方案下,将键合业务纳入系统进行管理时,需要设置半成品工单,如图2所示。每个工单关联一段流程,成品加工流程和半成品加工流程分别关联至生产订单和半成品工单。批次作为生产流转最小单位,继承工单与流程的关系进行生产流转,并在键合工步进行关联匹配。在MES系统中,半成品工单创建与管理包括步骤:
第一步:创建半成品加工流程:半成品加工流程与常规工艺流程一样,对该部分工艺流程进行设定,并在MES系统中建立半成品加工流程;
第二步:创建半成品工单:在MES工单管理界面中,提供半成品工单的开立功能,半成品工单与生产主工单有关联关系,并在工单创建时,关联半成品流程;
第三步:创建半成品批次:针对半成品工单,同常规工单一样,创建半成品批次,并支持打印RunCard或生产批标签;
第四步:基于半成品批次进行工艺流转采集:半成品批次,同生产批次一样,按照工艺流程进行入站/出站采集,直至工艺流程完工;
第五步:在键合站点,通过采集记录匹配关系:在键合站点,在主工艺流程中可以设定工艺要求收集键合物料批次,此时可以将半成品批次当做键合的物料,通过采集生产批次和半成品批次,记录两者的数据关联。
IC封装是半导体产业链的下游环节,行业生产具有多品种、大批量、工序离散的生产特点,按照每天200个订单的品种数计算,若按上述开立半成品工单的方式管理两段流程,则每天在系统中需要开立的工单数即为400个(200个生产工单+200个半成品工单),按照每开立一个工单5min的时间计算,则每天开完这400个工单,需要花费2000min,即33H,按照每天8H小时的标准工时制,每天需要4-5个人才能完全开完这些成品工单。由此可见,此种管理方式的系统操作工作量是很大的。与此同时,由于开单时间影响,也会导致产品投料至生产线的时间变长,对投料效率也有着明显的影响。
发明内容
发明目的:针对以上问题,本发明提出一种芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,优化键合子母工艺流程,省去了半成品工单的开立过程,节省工单管理成本。
技术方案:为实现本发明的目的,本发明所采用的技术方案是:一种芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,包括步骤:
(1)同步生产订单,并创建生产工单,确认投产;
(2)根据生产工单创建生产批次,包括创建母批次和子批次,派发生产车间;
(3)子母批次生产流转,在键合点汇合,并进行键合采集与关联。
进一步地,所述步骤1包括:
(1.1)根据生产订单创建生产工单;
(1.2)选取产品工艺流程,包括主流程和键合子流程;
(1.3)在生产工单上,匹配产品的主流程和子流程;
(1.4)对生产工单设定计划投产日期,以及投产的车间/产线;
(1.5)对生产工单确认投产下达。
进一步地,所述步骤(1.2)前还包括:创建并命名工艺流程,包括主流程和键合子流程。
进一步地,所述步骤2包括:
(2.1)设定批次组批规则;
(2.2)根据工单的主流程,创建母批次,并关联主流程;进行母批次生产RunCard打印;
(2.3)根据工单的键合子流程,创建子批次,并关联子流程;进行子批次生产RunCard打印;
(2.4)将母批次RunCard和子批次RunCard派发到生产车间。
进一步地,批次组批规则包括:单批次的生产片数以及批次总数。
进一步地,所述步骤3包括:
(3.1)母批次根据主流程进行生产流转直至“键合”站点;
(3.2)子批次与母批次并行生产,根据子流程进行生产流转直至“键合”站点;
(3.3)子母批次在键合点汇合,进行键合采集与关联。
进一步地,采集子批次与母批次的关联关系包括:晶圆片批次号与玻璃片批次号的关联;晶圆片与玻璃片的关联;晶粒在芯片键合前后两片晶圆的坐标关联。
有益效果:本发明芯片封装键合工艺流程,通过在制造执行系统中设置子母工艺的方法,针对工单创建生产批次时,同时创建母子批次,然后对母子批次按对应的工艺流程进行生产过程的管理,省去了开立半成品工单的管理,只需要开立成品工单,开立工单的操作时间降低一半,由此减少投料操作时间,从而提升了产品下线效率,缩短了产品交货时间。
附图说明
图1是玻璃键合加工流程图;
图2是现有技术芯片封装键合工艺流程的MES处理方法示意图;
图3是本发明所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法原理图;
图4是本发明所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法详细流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示,本发明所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,通过在制造执行系统(MES)中设置子母工艺的方法,针对工单创建生产批次时,同时创建母子批次,然后对母子批次按对应的工艺流程进行生产过程的管理,省去了开立半成品工单的管理,降低系统管理复杂度,提高了作业效率。
本发明提供的工艺流程方法,不仅适用于基于TGV技术的芯片封装键合工艺,还可以使用于任何含有子母工艺流程的制造加工工艺。
如图2所示,本发明所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,包含如下具体步骤:
(1)同步生产订单;
在制造执行系统MES内部展示所有生产订单。
(2)创建生产工单;
(2.1)选择生产订单,创建生产工单;
计划员在制造执行系统MES中选定生产订单,可以调出工单管理的操作界面,用于维护工单。
(2.2)创建工艺流程,包括主流程和键合子流程;
在制造执行系统MES工艺管理模块,选中流程站点并划线连接,创建并命名工艺流程。
主流程:通过工艺流程创建出主流程,命名后保存。
键合子流程:通过工艺流程创建出键合子流程,命名后保存。
(2.3)选取产品工艺流程;
根据产品编码,在系统内匹配预定义的且处于生效状态的工艺流程,主流程为必选项。与此同时,若产品表中,“创建分支流程批次”的选项被勾选上,则键合子流程也为必选项。
(2.4)在生产工单上,匹配产品的主流程和子流程;
根据生产工单号与产品号的关系,在生产工单上,匹配对应产品的主流程和子流程。
(2.5)对生产工单设定计划投产日期,以及投产的车间/产线;
(2.6)对生产工单确认投产下达;
在确认信息无误后,计划员可以对工单确认下达,确认下达后,工单的状态由默认的【新建】状态变更为【确认可投产】状态。
(2.7)确认下达后,展示确认投产的工单列表,支持系统导出。
(3)选择工单创建生产批次,包括子母批次;
(3.1)选择需要分配生产批次的工单;
(3.2)设定批次组批规则;
批次组批规则为用户自定义设置,用户可根据实际需要设定单批次的生产片数以及批次总数。组批规则设定后,批次的创建即可根据此规则自动进行。
计划员根据工单的计划数,设定批次组批规则:单批次的生产片数(12或13),批次总数(区分12片和13片)。
(3.3)根据工单上的主流程,创建母批次,并关联主流程;生产母批次;进行母批次生产RunCard打印,用于指导母批次生产流转;
(3.4)根据工单上的键合子流程,创建子批次,并关联子流程;生产子批次;进行子批次生产RunCard打印,用于指导子批次生产流转;
(3.5)将母批次RunCard和子批次RunCard派发到生产车间。
(4)生产批次流转,进行键合采集与关联;
(4.1)母批次生产流转:母批次根据主流程进行生产过程流转直至“键合”站点;
(4.2)子批次生产流转:子批次与母批次并行生产,根据子流程进行生产过程流转直至“键合”站点;
(4.3)进行键合采集与关联;
子批次与母批次在“键合”站点汇合,子批次作为键合站点的物料进行上料生产,同时采集子批次与母批次的关联关系。
这里的追溯关系会有以下几个层级:
晶圆片的批次号与玻璃片的批次号的关联匹配;
晶圆片与玻璃片的关联;
针对芯片键合,记录键合前后的每一颗晶粒在前后两片晶圆的坐标关联。
通过本发明改进的芯片封装键合工艺流程方法,开立工单的操作时间降低一半,因为省去了半成品工单的开立过程,只需要开立成品工单,由此减少投料操作时间,从而提升了产品下线效率,缩短了产品交货时间。
按照每天200个订单的品种数计算,若按上述针对工单创建生产批时同时创建母子批次,省去开立半成品工单的方式管理键合子母流程,则每天在系统中需要开立的工单数减小了200个,按照每开立一个工单5min的时间计算,则每天在开工单上可节省1000min,即17H,按照每天8H小时的标准工时制,即每天至少节省2个人。
通过使用本发明的方法优化键合子母工艺流程管理后,省去了开立半成品工单的过程,开立工单的时间节省了50%,同时MES中工单的数量也减少了50%,节省了工单的管理成本。
Claims (5)
1.一种芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,其特征在于,包括步骤:
(1)同步生产订单,并创建生产工单,创建子母工艺流程,并为生产工单匹配对应的子母工艺流程,然后确认投产;
所述步骤(1)包括以下子步骤:
(1.1)根据生产订单创建生产工单;
(1.2)选取产品工艺流程,包括主流程和键合子流程;
(1.3)在生产工单上,匹配产品的主流程和子流程;
(1.4)对生产工单设定计划投产日期,以及投产的车间/产线;
(1.5)对生产工单确认投产下达;
(2)根据生产工单创建生产批次,包括创建母批次和子批次,派发生产车间;
所述步骤(2)包括以下子步骤:
(2.1)设定批次组批规则;
(2.2)根据工单的主流程,创建母批次,并关联主流程;进行母批次生产RunCard打印;
(2.3)根据工单的键合子流程,创建子批次,并关联子流程;进行子批次生产RunCard打印;
(2.4)将母批次RunCard和子批次RunCard派发到生产车间;
(3)子母批次生产流转,在键合点汇合,并进行键合采集与关联。
2.根据权利要求1所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,其特征在于,所述步骤(1.2)前还包括:创建并命名工艺流程,包括主流程和键合子流程。
3.根据权利要求1所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,其特征在于,批次组批规则包括:单批次的生产片数以及批次总数。
4.根据权利要求1所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,其特征在于,所述步骤(3)包括:
(3.1)母批次根据主流程进行生产流转直至“键合”站点;
(3.2)子批次与母批次并行生产,根据子流程进行生产流转直至“键合”站点;
(3.3)子母批次在键合点汇合,进行键合采集与关联。
5.根据权利要求4所述的芯片封装键合工艺流程的MES处理方法,其特征在于,采集子批次与母批次的关联关系包括:晶圆片批次号与玻璃片批次号的关联;晶圆片与玻璃片的关联;晶粒在芯片键合前后两片晶圆的坐标关联。
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