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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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