IC 封装TO 系列产品框架变形研究

郑娟莉

( 通富微电子股份有限公司，江苏 南通226006)

在经济全球化的背景下，制造企业面临越来越严峻的竞争环境，客户对产品品质和服务质量要求不断提高，制造企业为满足客户要求需要不断改进工艺和提高质量，才能确保自身盈利，从而在竞争中脱颖而出。

PDCA 循环作为一套质量管理的基本方法，也是企业管理各项工作的一般规律。旨在持续不断地改进企业的业务流程，达到客户满意要求。PDCA 循环的含义是将质量管理分为四个阶段，即Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Act(处理)。质量管理活动是对各项工作计划拟定、计划实施和实施效果检查的管理过程，并将成功的过程管理纳入标准，不成功的留待下一循环解决。

采用PDCA 管理方法，结合企业的实际情况，对TO263 产品装片工艺框架变形进行了论述，提出了改进的方法。

1 Plan 阶段——分析原因，拟定计划

1.1 分析现状，找出存在的问题

监控封装良率是产品质量的把控关，质量部门定期整理良率数据后发现A 客户TO263 组装良率虽达标，但整体良率有所下降，分析组装工序各异常原因，最终发现是装片工序框架变形异常比例上升。扩展到整个TO263 产线，经统计2019 年1-9 月，装片工序中框架变形不良平均高达1 800×10-6，如图1 所示。

图1 2019 年前9 个月装片卡框架不良率统计

因为有些时候单纯的外观无法判别装片工序的框架变形，进而导致键合工序走带不顺，甚至塑封工序定位不准而溢料，既浪费了大量人力和物力，又增加了整个生产成本。

为了提高组装合格率，最终达到降低成本的目的，2020 年一季度装片卡框架目标要从1 800×10-6下降到＜900×10-6，以质量部QA 小组为核心，产线和技术部配合，分析问题原因，采取改进措施并实施。

1.2 统计卡框架不良分布状况

（1）按客户品名统计。分析是否因某几个客户品名框架变形严重导致整体良率异常。调查产量前二十的产品框架异常比例，发现不良率没有严重异常的情况，基本确认框架异常与作业产品无关。

（2）按产品种类统计。按照单芯片与双芯片产品占比分析，统计结果显示单芯片产品卡框架不良占整个装片不良的17%，双芯片产品卡框架不良占整个装片不良的83%，不良基本集中在双芯片产品。

（3）按作业设备统计。分析生产线中是否因某几台设备故障原因造成卡框架异常。调查结果显示，其它设备基本正常，编号为249#、202#、372#装片机卡框架报废芯片数量明显高于其它设备，确认这3 台设备存在问题。

1.3 分析产生质量问题的各种原因或影响因素

根据统计资料分析绘制鱼骨图，针对不良模式提出多条可能原因，从人、机、料、法、环、测等多方面进行调查、测量、分析和讨论，如图2 所示。

图2 人、机、料、法鱼骨图

1.3.1 主要原因确认

从鱼骨图分析，卡框架原因有11 个，通过确认对比实验，最终确认主因有6 个，如表1 所示。

1.3.2 制定对策

根据造成框架变形的主因，制定具体的对策，如表2 所示。

2 Do 阶段-按照计划实施对策

2.1 轨道清扫频次

框架在装片轨道内传输时容易产生铜垢，这样会导致走带阻力增大，每周需要装片工对轨道用铜刷进行清扫，对易产生铜垢的机台增加清扫频次，如图3 所示。

表1 主因确认

表2 主要原因及对策

图3 清扫轨道

2.2 进出料位置异常

调整装片设备布局，由原来的每排放10 台设备调整为8 台，并增加设备间距，给上料装置和操作员作业留出足够空间。

将与下料装置配合不顺畅料盒挑出，减少因料盒原因引起的卡框架，如图4 所示。

2.3 卡框架处理不当

制定TO263 卡带处理SOP。

装片作业过程中一旦卡框架，停止作业，空跑一盒框架，跑框架过程中若无卡带现象，继续装片作业；若发生卡带，则反馈工艺设备人员，确认是否定位孔卡勾发生变形，如果发生变形，问题解决后再进行作业。同时对操作员进行培训教育。

图4 设备间距调整前后对比

2.4 加框架方法错误

装片作业过程中需要人工添加框架，拆包框架与添加框架的方法会直接影响框架的走带，对装片产品质量和装片合格率造成一定影响。

改善措施：针对加框架手法、加框架的量等编写培训材料及SOP，对每班作业人员进行培训。

2.5 框架在设备内停留时间

设置轨道停留时间为1 min，超时清轨。清轨界面屏蔽其它选项，如图5 所示。

图5 设备内停留改善

2.6 第一/二步设备混用——频繁改机

固定设备作业。将作业第一步设备和作业第二步设备区分，并在设备上粘贴提示标签，禁止混用。

3 Check 阶段——效果确认

3.1 良率改善结果

自2019 年10 月采取对策后，卡框架不良下降非常明显，由原先的1 800×10-6降低为600×10-6，如图6 所示。

3.2 效益检查

（1）经济效益。通过本次改善，提高了装片良率，减少了框架异常，可以节省20 万元/月。

（2）无形效益。通过改善，收获了无形效益，如图7 所示。

图6 活动前后效果对比

4 Action 阶段——正式执行与横向扩展

（1）作业流程标准化，凡涉及作业流程变动工序，制定正式作业指导书，并对操作员进行培训；

（2）持续监测，持续统计数据确认改善后的效果，并监督标准文件的切实落实；

（3）将上料加框架的方法横向扩展到其他TO封装（PKG）；

（4）将卡框架的处理方法横向扩展到其他TO封装。

5 结束语

运用PDCA 循环，按实践→思考→总结→再实践的工作模式，从系统角度解决了卡框架问题，生产效率和产品质量大幅提升。