毕业设计（论文）-DB机器操作与维修.doc

苏州工业园区职业技术学院 2011届毕业项目苏州工业园区职业技术学院毕业项目2011届项目类别： 毕业设计 项目名称：d/b机器操作与维修专业名称： 姓 名 ： 学 号 ： 班 级： 指导教师： 2011年 04 月25 日苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部： 毕业项目类别：毕业论文毕业项目名称：d/b机器操作与维修指导教师1： 职称：讲师类别：专职指导老师2： 职称：工程师类别：专职学 生： 专业：应用电子班级：1、毕业项目的主要任务及目标任务：让大家了解到什么是d/b，d/b是干什么的，工作流程，还有当中经常发生的一些故障的原因及处理措施。目标： 完成一篇8000字左右的论文（图文混排a4 13页左右）2、毕业项目的主要内容 （1）d/b机器的组成及主要功能 （2）d/b机器的工作原理 （3）d/b机器的一些故障和处理方法 3、主要参考文献（若不需要参考文献，可注明，但不要空白） 日月新半导体公司里的机器使用说明书 日月新员工操作手册4、进度安排毕业项目各阶段任务起止日期1选题 截至2011-3-192收集资料2011-3-202011-3-253. 论文攥写与修改2011-4-012011-4-204后期完善与答辩2011-5-012011-5-215最终完成2011-5-22诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告/论文d/b机器操作与维修是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用他人发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。 作者签名： 2010 年 04 月25日 摘 要本毕业项目是以苏州日月新半导体有限公司对生产流程进行了简单的介绍，并同时详细介绍了日月新的机器操作与维修，全面描述机器操作与维修的整个过程。关键词：机器的操作、机器的维修、wafer、银胶、l/f、吸嘴、顶针目 录一、公司简介.6二、公司产品制作流程.7三、产品介绍.8（1）、银胶介绍.8（2）、银胶的更换时机.9（3）substrate中文名称：基板.9（4）wafer晶圆介绍.10四、机器的操作.12 （1）、机器的组成部分.12 （2）、esec2008机器的使用方法.14 （3）、d/b操作注意事项.18 （4）、d/b作业时注意事项.19五、机器的维修.22 （1）、机器常见问题与处理方法.22 （2）、esec 2008的切换步骤.23 （3）、各机台的得与失.23六、设计小结.25七、致谢.26一、 公司简介日月新半导体（苏州）有限公司为恩智浦半导体集团（nxp）与日月光集团(ase)于2007年合作投资的半导体封装测试厂。前身为飞利浦半导体（苏州）有限公司，于2002年登记成立，公司位于苏州工业园区苏虹西路188号，注册资本32300万美元。目前，公司着重致力于移动通信业务方面的半导体封装、测试。将来还会向其他领域拓展业务。日月光集团成立于1984年，长期提供全球客户最佳的服务与最先进的技术。设立至今，专注于提供半导体客户完整之封装及测试服务，包括晶片测试程式开发、前段工程测试、基板设计与制造、晶圆针测、封装及成品测试的一元化服务。客户也可以透过日月光集团中的子公司环隆电气，获得完善的电子制造服务整体解决方案。自2003年起已超越amkor成为了全球最大封测厂商，为全球第一大半导体封装制造、测试服务公司，拥有全球封装测试代工产业中最完整的供应链系统，全球员工超过32000人。恩智浦半导体是一家新的半导体公司(前身为飞利浦半导体)，有五十年的历史，成立时间为2006年(前身为飞利浦公司的事业部之一)拥有50年以上的半导体经验。总部位于荷兰-爱因霍芬。二、 公司产品制作流程 每个公司有每个公司的生产流程，下面就是我们公司从第一站一直到最后出货的流程。让大家简单的了解一下我们公司的生产流程。我们公司的生产流程主要包括前道工序和后道工序两大类。前道有研磨、晶圆粘贴、晶片切割、二光检查、晶粒粘贴、银胶烘烤、电浆清洗、焊线站、三光检查。后道有封胶、正印、稳定烘烤、植球、回焊、助焊剂清洗、去框成型、外观、包装、出货（直接返还给顾客流向封装厂进行测试）。我们d/b（die bonding 焊晶）是晶粒粘贴和银胶烘烤这一部分，就是把切割好的晶粒一颗一颗的通过银胶粘贴到基板上，然后进入烤箱烘烤，把银胶烤干。由于胶有几种分类，有的胶要烤的时间长就用单独的大烤箱，还有的比较短，有的机台上连接快速烤箱的直接烤，有的机台没有的就在独立的快速烤箱那烤。完成后放入氮气柜。26- - 三、 产品介绍我们公司就d/b的材料主要分为两大类：直接材料和间接材料。下面介绍一下我们公司就我们这一站经常用到的一些材料。直接材料 间接材料 图1 glue（银胶） 图2 wafer（晶圆） 图3 needle（顶针） 图4 substrate（基板） 图5 rubber tip(吸嘴)图6 lead frame（引线框架）（1）、银胶银胶（glue)的作用有：银浆具有良好的导电、导热性，起连接芯片和引线框架的作用；依据产品类别选择银胶型号：bga296 240 280大die：2025d, bga296 240 280 小die：qmi536, bga183/196：2000b,tssop hvqfn so：qmi519，lga :84-1；银胶的型号可以通过胶上的标签区分；银胶储存在-40度温度下,一般回温时间为2h才可上机使用,在线有效时间是2025d,qmi536,2000b 为24小时.qmi519为48小时，81-1为18小时； qmi536在上机前要用甩胶机在2000rpm下旋转60秒；2000b和qmi519银浆（导电胶）： 用于实现芯片与钉架或基板粘结固定之物质，因含有导电之银成分，故俗称银浆；2025d和qmi536非导电胶 ：用于实现芯片与钉架或基板粘结固定之物质，因不含导电之成分，常用于叠die产品。2000bqmi5362025dqmi51984-1图7 银胶（2）、银胶更换时机银胶在用到安全值以下或达到使用寿命必须跟换，一般安全值为一管胶的十分之一，即容量为1cc左右（防止不小心把胶打通，导致生产出来不良品）2000b,2025d,qmi536有效期为24小时，qmi519有效期为48小时，以上有效期为新胶从冰箱里取出起开始计算，并包括银胶在室温中回温的2小时。（如果胶过期还没有跟换，胶就会变质会产生许多问题，例：出水不稳 塌胶 产品质量不稳定）,当领出来的新胶中发现有气泡时，应退还给物料，并跟换一管新胶。生产过程中如发现有滴胶现象，应及时检查是否是银胶里有气泡造成的，如果银胶里有气泡，应及时跟换新胶，自检合格后方能继续作业。（3）substrate(基板)用于连接芯片与外部电路之载体 （印刷电路板），单颗产品bga背面要植球多少球就是bga多少，如bga296要植296个球。基板料号焊垫pad空晶图8 基板leadframe (l/f) 中文名称：钉架 / 导线架用于连接芯片与外部电路之载体，单颗产品qfn上有多少个引脚就是qfn多少，如qfn40有40个引脚。正面焊晶区背面黄胶区焊垫pad图9 l/flead frame背面黄胶有粘性,上机前烘烤减少背面黄胶与轨道的摩擦；ead frame背面黄胶有气泡.上机前烘烤预防到mold有mold flash。（4）wafer晶圆介绍 依wafer尺寸选取使用之cassette装载wafer，注意 wafer的方向，储存在氮气柜里,氮气流量(510l/min)；依流程卡核对焊线图，晶体代号，片数, 数量，晶体版号；每个lot晶代取一片wafer在高倍显微镜下检查晶体是否有刮伤，沾污；目视100%检查wafer蓝胶有无气泡,蓝膜是否有切过的刀痕,晶体有无龟裂现象；上机前用气枪吹走 wafer表面外来物；wafer 上机，确认参考点是否正确。wafer吃完，检查是否有漏吃现象，并附wafer废品die管制单。以上的介绍的几种材料是d/b最常用的材料，同时也是最需要注意的。银胶就三种颜色2025d为红色 qmi536为白色其余的都为银灰色如果不小心弄错的话生产出来的全是废品。还有wafer也不能用错，因为wafer是客户提供的，用不完还要返还给客户，如果不小心用错了将会给公司带来很大的损失。还有基板，每个基板的版号都不一样的，在生产之前要注意基板的版号和流程卡上是否一样，因为许多人生产时只看一下基板的大小，不对它的版号的。每个基板的参数都不一样，也许样子看起来时一样的，但每一种基板的参数是不一样的，如果不小心那错了机器报警了还好，要是没做识别的话机器是不会报警的。那样打出来的产品也是废品，因为我们这一站做的还要往后面去，如果用错基板那么下一站焊线站将打不上金线。所以必须要小心。四、机器的操作（1）、机器的组成部分下面图片就是我们公司最早的一种机器类型esec2008，同时也是我们刚刚去实习时接触最多的机台，这种类型的机台是那里面最简单的机台，也是最基础的。我们在公司里很长的一段时间都是让我们学习这样的机台。先学好这种类型的机台后才会教我们下一种类型的机台。automatic wafer(自动抓晶圆处) mouse（鼠标）output handler（出料处）production keyboard（生产键盘 ）input handler（进料处）inspection monitor（生产界面）master monitor（菜单界面） 图10 esec2008机台下面的一张图片是我们公司比较常见的机器，性能方面esec2008要好许多，同时这种机器在半导体行业比较常见的机台，基于esec2008学会之后我们就开始学习这种在半导体行业比较常见的asm838。键盘电源开关鼠标摇杆out put出料口排胶气压箱显示器报警显示灯 图11 asm838机台下面的一张机器图片是我们公司目前性能最好最先进同时也是最昂贵的一种机器它也是esec牌子的是esec2008的升级版esec2100目前对于这种类型的机台我基本上是不会的，因为现在还没有让我接触这种类型的机台。automatic wafer(自动抓晶圆处)production keyboard（生产键盘 ）移动die方向的旋杆紧急开关mouse（鼠标）output handler（出料处）input handler（进料处）master monitor（菜单界面）图12 esec2100机台（2）、esec2008机器的使用方法下面介绍一下esec2008的使用方法，因为刚正式的走上工作岗位，还没有接触过半导体这个行业，所以刚去那还是学的比较多的是esec2008，其余的两种机型目前就学过asm838（还不是很熟练），至于那种最先进的esec2100目前只知道一点皮毛。我对于现在学的最多的esec2008机台是最熟练的，下面介绍一下有关esec2008的一些简单的操作。图13 esec2008第一菜单一直生产生产一颗die生产一条生产一盒轨道上的生产完生产一个block生产一片wafer显示生产图14 esec2008第二菜单下面先说一下换胶的方法:一.换胶时机：寿命达到、胶快完时，胶有问题时，换产品更换胶种时。二.换胶步骤分为以下几步：按” run complete ”清出流道上的产品,把点胶针抬起:图15 esec2008第三菜单路径：setup assist leadframe handler tools dispenser park posglue去盖后装载在点胶模块上,如果有活塞浮起的现象,将针头紧密压在无尘布上后紧压活塞排出空气.装胶后须排胶,确保点胶管內没气泡,点胶针顺畅：路径：setup assist lead frame handler tools filling pressure排过胶后,把点胶针降下：路径：setup assist lead frame handler tools dispenser work pos把画胶针次数清零：路径：setup assist warning counters reset dispenser测量点胶高度（点胶针到焊晶位置的高度）：路径：teach leadframe handler modules disponser learn z lf打dummy（性能不稳定的产品）把自动改为手动：路径：setup recipe optimize process dispenser process process modefirst .proc.der.on lf 设置从第几个block开始生产last .proc.der.on lf 设置到第几个block结束生产first .proc.pad.on dev 设置从第几颗开始生产last .proc.pad.on dev 设置到第几颗结束生产图16 esec2008第三菜单打完dummy要自检：显微镜下检查晶体版号,方向,位置，晶体有无刮伤或沾污，基板料号,以及银胶出水是否良好,基板（框架）背面是否沾胶。斜视显微镜检查晶体偏移是否在规格内，取3颗dummy产品量测银胶厚度并记录。 接着介绍一下换吸嘴的步骤：一.换吸嘴时机：寿命达到10万次 ，吸嘴有问题时，change package change type（吸嘴使用寿命已到）时。二.换吸嘴程序：按”“run complete ”（清出流道上的产品）根据产品型别选择吸嘴型号，吸嘴在安装过程中，一定要保证吸嘴水平，用带手指套的手指轻轻往上顶吸嘴确保吸嘴水平。校读吸晶高度及焊晶高度，点“reset pick tool”（使吸嘴使用次数清零）再继续生产。1:吸嘴使用次数路径：setup warning counters reset pick tool；2.校读吸晶高度：（吸嘴到wafer晶体的高度）：路径：teach pick&place pickup process teach z height.；3.校读焊晶高度（吸嘴上的晶体到焊垫的高度）：路径：teach pick&place pickup process teach z height。4:教读sensor（感应）sensor分为两种：1.small die sensor（激光感应） 2.vacuum sensor（真空感应）。预防措施：对于1x1mm die size（晶体尺寸）的产品有如下措施，请操作员一定遵守。硬件预防：机器必须带small die sensor感应装置；rubber tip（橡胶吸嘴）领出后放在hotplate（快速烤箱）表面烘烤15分钟，然后用干净的无尘布擦，以消除表面静电，确保吸嘴没有回吸现象；rubber tip在安装过程中，一定要保证吸嘴水平，用带手指套的手指轻轻往上顶吸嘴确保吸嘴水平；严格按照sop（标准操作程序书）规定测量三高（dispenser z 点胶高度, pick z 吸晶高度, bond pad position 焊晶高度)。参数优化：保证顶针速度5mm/s（记录在开机检查表中）。操作员自检项目：换完吸嘴后：量5pcs产品的glue thickness（银胶厚度）数据，当班大姐签字确认，自检过程：每批次抽一条产品测量3组glue thickness数据,同时放在斜视显微镜观察晶体是否倾斜。以上的一些简介就是esec2008的简单操作。（3）、d/b操作的注意事项 每个岗位都有许多注意的地方，当然每个岗位需要注意的地方也不一样，下面的一些注意事项是我们d/b这一站需要小心的。轻取轻放、小心碰撞、遵守规定、注意细节必须佩戴袖套，预防拿产品时碰到晶体，晶体偏移和引脚沾胶；钢篮勿叠放过高 , 防止倒塌撞坏产品或机台及压伤人员；盒子边盖和dummy放在指定位置，不可随意乱放；调机前必须确认产品和使用的magazine（铝盒子）规格相符，避免叠料造成刮伤，对于叠料产品，必须100%全检,reject（拒绝）不良品；盒子摆放于机台作业需摆放到位, 以防止盒子升降时 , 造成基板变形；操作员在盖盒盖之前必须确认基板或lf完全进入magazine,避免损坏产品；作业完成需将盒子盖上边盖,以防止掉落造成lf被折或晶体崩裂；产品拿去自检时,须两边盖上边盖，双手平行托住盒子，装有材料的弹匣不可倾斜，任意移动弹匣都要保持水平。以防止掉落造成lf被折或晶体崩裂；完成品按规定摆放，请勿堆放两层和随意摆放,以防止掉落造成lf被折或晶体崩裂；运送作业产品勿将放产品钢篮堆放两层,以防止掉落,造成晶体刮伤或晶体沾污及崩裂；op抽取产品时先用镊子将产品拉出mag ；避免手接触到产品而造成晶体偏移或引脚沾胶；抽取产品时勿直接拉出太长 , 需用手托住基板底部 , 再用铝条承接 ,以防止产品掉落地面造成die刮伤或die污染及崩裂；wafer上点参考点时,为避免衣服碰到wafer表面,采取wafer反向作业；拿取wafer 时须用双手拿，禁止单手拿 wafer。送到氮气柜动作说明及注意事项：装有材料的钢篮要紧贴在身体上，双手平行握住钢蓝的左、右两端，将产品送至db后氮气柜，将产品按种类和顺序轻放在待氮气柜内，不可发出任何声。d/b 拿wafer动作说明：推车至 wafer切割完成品 氮气柜旁，打开 氮气 柜门，四指抓住cassette（装wafer的盒子）的提把，出口朝自己，双手将cassette由氮气柜移至推车上，小心轻放，一次一批，wafer不可有滑出cassette ，双手推车至 d/b 备料区。d/b 备料区动作说明：抓住提把，出口朝自已，小心轻放至 d/b 备料区，不可发出碰撞声音。放至备料区时，提框出口朝外， cassette的铁架要放好。 晶圆检查动作说明：从 cassette 抽 出一片 wafer到显微镜下检查 ，抽出时须保持水平，不可倾斜；拿至显微镜下检查，注意手指或衣袖不可接触晶圆表面；放回晶圆时小心轻放，不可发出声音。 （4）、d/b作业的注意事项 产线员工在作业时业需要注意许多问题，不然出了事如果是你不小心做错的话那就会挨批评。因此只要记着那些注意的事项，当心一点应该是没有问题的。进入产线应注意事项：穿后线静电衣不许入前线无尘室；确穿着无尘服；口罩需遮住鼻口；戴好手指套、护袖、静电手环、准备好工具；入无尘室须做静电测试；以规定人数入空气吹淋室；严禁穿无尘服出更衣室；新人必须佩带黄色training袖章；手机及零食饮料不得带入产线更衣室或产线。作业前注意事项：认真的检查开机参数并填写开机检查表和做顶针实验；认真做5s并填写5s表单；取焊线图与流程卡核对产品的pkg，type，基板/ l/f盒号，方向. 料号.检查wafer的晶体代号、晶体版号.银胶、吸嘴、顶针的型号是否正确；检查wafer有无刮伤与沾污, wafer蓝胶有无气泡,篮膜是否有切割过的刀痕；根据wafer上的barcode调出正确的mapping, 对参考点并检查；检查银胶是否正确并检查是否在使用期限内和剩余量；检查吸嘴是否有沾胶、轨道有没异物；检查快速烤箱与机台是否连接，快速烤箱温度是否打开；抽一条做自主检查，根据流程卡与焊线图确定产品是否在规格之内；自主检查项目:检查晶体版号,晶体方向,基板料号,晶体位置，以及glue 出水是否良好,基板背面是否沾胶，fillet height是否在规格内，检查晶体刮伤或吸晶套管的痕迹等。取5颗dummy产品量测glue thickness,并记录。照x-ray,检查是否有银浆空洞并填写 glue void表单。mapping 作业注意事项：检查wafer id与mapping图是否相符；对完参考点必须检查抓片是否正确并在流程卡上做标记“参考点已检查” ；每片做完后检查数量是否正确；做完一片后需在蓝膜上签上作业者工号。作业后注意事项完成一个sub lot后，要再一次检查盒号、数量等信息是否正确；提篮中不可存放不同母批的产品，防止混品种；结批是，发现die数量差异需马上通知领班处理；机台上整批产品清理干净，才可以继续作业下一批，以免混品种。5s重点区域及重要性轨道要保持清洁、尤其不可有银浆；拆盒后的包装要及时放入垃圾桶中；操作机台必须佩带静电手套,防止手指污染框架；弹夹和盖板摆放在机台指定区域，并摆放整齐；待生产物料放置指定区域，以便物料统计管理；头发不可以露出衣帽，袖口不可拖至手腕上部；胶嘴上不可有任何异物；抓取钉架的吸嘴必须清洁无异物。五、机器的维修（1）、机器常见问题与处理方法机器的故障总是变化多端的，有的也是相当复杂的，还有的都不知道啥意思的，还有的故障目前我们还无法解决，需要叫售后服务的人员来修的。 就d/b而言机器故障是层出不穷的，有：晶体倾斜、晶体转角、出水不稳、晶体回吸、obc不良、input推送不良、output推送不良、换片不良、自动停其中晶体倾斜、晶体转角、出水不稳、晶体回吸、obc不良、input推送不良、output推送不良、换片不良、自动停是经常遇见的事。晶体倾斜、晶体转角处理方法：焊晶角度偏差；吸晶时间太短,吸晶高度太高，顶针高度太低或太高；焊晶高度太高,焊晶时间太短；顶针三点一线偏差（顶针和镜头同心可以保证晶体被顶针平稳顶起，不会倾斜。下图左顶针和镜头同心，是被接受的。下图右顶针和镜头不同心，是不被接受的。）。 图17 顶针 左边安装正确右边安装错误吸嘴三点一线偏差；多顶针的顶针高度不在同一平面；wafer pr teach不良；检查吸嘴型号是否符合要求；检查吸嘴是否装载正确。出水不稳处理方法：检查epoxy有无气泡及划胶针是否堵塞；检查点胶支架是否安装到位；检查真空块用的是否正确；检查有无装载压轮及位置；调整参数。input推送不良处理方法：magazine位置不对导致推送不良；对于连接hp的设备要将auxiliary模式打开,并选择正确的signal；轨道的选用的是否正确晶体回吸处理方法：换吸嘴；用擦吸嘴的纸擦一下吸嘴；调整吸晶参数；看吸嘴型号是否正确。d/b重大异常事件：混品种（不同schedule/不同device相混）；吃错die ；die反向(钉架反向) ；用错材料(银胶，钉架)；抓错mapping；die/钉架沾胶；盒号写错；盒子反向；自主检查不确实造成产品异常。d/b缺陷模式：晶体偏移：晶体位置和焊线图不相符；晶体转角：焊晶后任意形式的转度数超出4度；引脚沾胶：银胶导致引脚之间相连，造成短路；银浆覆盖率不足(出水不良)：晶体周边银胶溢出不足；银浆溢出高度太多(出水翻上)：晶体周边银浆溢出太多，w/b工序不能做焊线；顶针痕迹：胶膜上顶针留下的印迹；墨点芯片：将墨点的晶体焊到基板上；边缘芯片：将晶圆边缘的晶体焊到基板上，w/b工序不能做焊线；漏焊晶体：生产完大die，小die没有焊， w/b工序不能做焊线；基板背面粘胶：轨道上粘胶，导致基板背面粘胶，植球工序不能做植球；晶体粘污：划胶甩胶，w/b工序不能做焊线；晶体刮伤： load wafer或来料刮伤，w/b工序不能做焊线；水印:银胶四周有像水一样溢的印子， wb如果有短线在那个位置，就不能做焊线；导线架被折：机台折料,人为折料.wb工序不能做焊线。（2）、esec2008切机步骤：首先save一下前面做的程序，然后找到需要切换的程序load（如有几个一样的选择时间最近的），然后把工作台放到工作的位置，让顶针部分上来，调节一下亮度，根据die的大小选择用几根针（有1根的、2根的、3根的、最多4根），装好顶针移到顶针的中间位置，把自动改为手动，关闭mapping，测点胶高度，吸晶高度和焊晶高度。手动移到dummy die 打dummy，设置从第几个block到第几个block结束，从第几个颗开始到第几颗结束，打一颗看看，看有没有问题，如有问题在