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- 01/10/2022
案例分享 | 环旭电子如何采用自动化和数字化来提高SiP模组生产良率
电子产品发展日益微小化，各个元件都要讲求轻巧，而系统级封装技术(SiP)是能实现微小化的技术之一。为降低各元件电磁屏相互干扰，在制程中，通过溅镀制程(Sputter Process)将不锈钢跟铜溅镀到SiP模组上，以达到电磁屏蔽效果。然而在溅镀制程中，产生的金属屑(Burr)会造成产品不良。
在进行溅镀时，除底部面之外，单颗模组有五个面要进行溅镀。经由工作人员或设备把模组置放在贴有双面胶的溅镀载体(Sputter Carrier)上，经过压合后放入机台里进行磁控溅射。完成溅镀后将模组取下时，这时底部跟侧翼的交界面，容易形成金属屑残留，残留的金属碎屑容易引起产品短路。
残留的溅镀金属屑影响产品不良比例高达90%，目前的制程无法避免金属屑的产生，所以如何高效清除金属屑(De-Burr)提供稳定及高品质的产品即成为工程团队的重要任务。
导入清除金属屑(De-Burr)自动化
为清除金属屑，我们在2015年采用大量人力以高倍显微镜检验及无尘布手动擦拭，耗时耗力又容易有疏漏。随后USI工程团队设计了半自动De-Burr机台，工作人员将模组放置在载体(Carrier)后，整个载体用钢网按住，接着用半自动De-Burr机台刷去金属屑;之后再改良以真空吸着产品，直接刷，并取消钢网，直到2018年研发出全自动De-Burr机台。
除导入全自动De-Burr机台，USI工程团队针对不同产品，设计治具及开发适用的各款式毛刷，以求达到De-Burr良好效果，防止产品破损及避免毛刷在De-Burr过程中损害到产品。2021年更提升将溅喷制程从Module Release，De-Burr及Pick and Place，进行整合并导入全面自动化。
利用大数据优化制程
De-Burr流程只是应急改善措施，当制程中产生越多金属屑，就要更费劲去清除，所以要从源头来降低金属屑率(Burr Rate)。通过De-Burr端数据分析，我们发现De-Burr效果和材料品质成正相关，通过分析De-Burr前后数据及金属屑的型态，与供应商一起开发更佳的双面胶材料，导入新的双面胶材料后，Burr Rate获得很大的改善，目前De-Burr前的金属屑率已经可以控制在5%以下，甚至可控制到<100DPPM以内。
将材料与系统链接，建立前后制程反馈系统，监控毛刷使用方式和追溯品质记录，根据前后数据反馈来调整制程材料和参数，及时收集到不良模式，进而研究机理模型，解决制程问题，确保良性循环和品质改善。
目前USI模组产品制程已实现全面自动化，以高效率和高品质的全自动化De-Burr制程管控，致力提供高品质的模组产品。
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