论半导体封装生产设备可靠性改善2电脑绗缝机

论半导体封装生产设备可靠性改善（2）

论半导体封装生产设备可靠性改善（2） 2012年09月03日 3．1封装设备的架构 封装设备中存在着大量的多层次架构。机械系统包括从零件到部件再到子系统最后到整机结构多个层次；电气系统由元器件、电路板、功能模块、子系统逐级组成；软件系统包括可编程器件程序、嵌入式模块程序、主控功能模块、主控程序等。数量庞大、层级复杂的对象使针对单一机、电或软件系统采用传统可靠性设计方法进行逐级建模和分析已经十分困难。而封装设备整机中机、电、软件系统密切耦合，多种物理量共存的状态就更是导致基于单一机械／电气物理量的传统可靠性设计方法几乎不可能有效准确地获得整机的可靠性估计。3．2半导体封装设备的可靠性分析 半导体封装设备的可靠性问题更多地集中在设备的加工对象和工艺过程上，远远超越了传统意义上的一般设备失效模式的分析和预防。也就是说问题的焦点已经不是设备本身的断裂、碰撞、形变、短路、击穿、过热等普通失效(这些问题已经在过去无数次的产品优化循环中得到了充分的解决、)，而是设备加工对象的完整性及工艺过程的正确和一致性。相应地对设备可靠性指标的关注也由MTBF(平均故障时间、)向MrBA转移。这一类封装设备工艺的可靠性问题可以总结为一个极敏感的多参数过程的参数识别和优化的问题，满足可靠性要求的参数窗几极其狭窄。这正是半导体封装设备可靠性有别于传统设备可靠性的最突出特性，也是提高封装设备可靠性的挑战集中所在。3．3半导体封装设备的可靠性设计 国产设备在设计上确实存在着很大的不足。这部分问题可以通过细致的设计规范和周密的设计流程管理得到迅速显著的改善。机械／电气功能正确性、机械结构抗振／健壮性等问题需要设计仿真工具与实体样机实际运行的数据紧密结合来解决并最终在实体样机上得到验证。国际主流厂商的产品开发严格按照可行性工程验证设计验证试产验证批产验证的流程进行。每一阶段都建造相当数量的样机供充分测试并根据测试结果和分析对设计进行修正，同时与用户密切结合，把设备上线资格测试嵌入到完整的产品测试流程中。在产品开发各阶段建造的样机总数达到45台，几乎相当于国内设备企业成熟产品一年的产量。这种惊人的区别正是造成国产封装设备与国际主流产品可靠性上巨大差别的根本原因。 对半导体封装设备的可靠性改善设计，首先要紧密结合半导体封装设备的特性建立详细的设计规范和严密的设计管理流程，尽最大可能消除碰撞／干涉等问题，保证尺寸，位置的正确性和结构／布局的合理性。从根本上弥补国产设备在设计上的不足。其次，建立包括应力，应变、模态分析、温度／传热等的仿真分析和优化方法。与实体样机充分结合，修正仿真模型参数并验证仿真结果。对实体样机上的测试结果进行总结归纳以不断补充完善优化方法和设计规则。最后，构建充分、严密和系统的批量实体样机测试和优化体系。大量有序的实体样机测试验证是克服传统可靠性设计及新兴虚拟样机技术局限性的唯一方法，也是弥合国产封装设备与国际主流设备之间巨大差距的必经途径。 实体样机测试验证一直是国际各主流半导体设备制造商大量使用的可靠性提升方法，具有无可替代的地位。批量实体样机测试也是设备一致性改善的实用有效方法。在新产品设计中尽量采用前期积累的稳定技术单元，避免大量引入新方案、新技术而造成问题激增。其次需要准确高效的故障捕获和问题识别/分析手段，保证迅速正确地发现样机测试中显露的问题并找到原因。最后必须建立受控有序的根据测试结果和分析对设计进行修正并不断循环的机制，确保己发现的问题得到彻底解决的同时不引入新的问题。

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