半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則及作用,職稱(chēng)論文

半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則及作用,職稱(chēng)論文內(nèi)容摘要：本文在總結(jié)批加工設(shè)備調(diào)度研究成果的基礎(chǔ)上，提出了三種同時(shí)考慮半導(dǎo)體生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則以不同規(guī)模為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體封裝階段模型，在非批加工設(shè)備使用相異的調(diào)度制度的情況下，對(duì)新提出的半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與現(xiàn)如今運(yùn)用較廣的固定加工批量調(diào)度規(guī)則相比，新提出的半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則能夠使半導(dǎo)體封裝工作得以更好地落實(shí)，降低延工率、返工率，提升產(chǎn)品交貨效率和質(zhì)量，并在一定程度上保衛(wèi)半導(dǎo)體性能。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：半導(dǎo)體；封裝階段；批加工設(shè)備調(diào)度；目錄1批加工設(shè)備調(diào)度11.1概述21.2工件組批規(guī)則22批加工設(shè)備作業(yè)調(diào)度32.1模型假設(shè)42.2仿真模型數(shù)據(jù)42.3仿真結(jié)果43結(jié)束語(yǔ)5以下為參考文獻(xiàn)6隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升和科技實(shí)力的加強(qiáng)，越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)場(chǎng)使用半導(dǎo)體材料，這對(duì)半導(dǎo)體制造提出了更高層次的要求。然而，對(duì)現(xiàn)如今的科技水平而言，半導(dǎo)體制造還是當(dāng)下最復(fù)雜、難度最高的制造工程之一，其制造經(jīng)過(guò)主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：晶圓加工、中試、封裝以及完成品測(cè)試。批加工設(shè)備調(diào)度對(duì)于半導(dǎo)體封裝階段調(diào)度有至關(guān)重要的影響，能夠直接決定半導(dǎo)體封裝的效率和質(zhì)量。本文通過(guò)分析小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模三種半導(dǎo)體封裝階段仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)新提出的半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則進(jìn)行了仿真模擬以驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果顯明，半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則對(duì)于提高半導(dǎo)體封裝質(zhì)效有著相當(dāng)明顯的作用，能夠提升準(zhǔn)時(shí)交貨率、縮短生產(chǎn)周期，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品性能的完好性提供一定的保障。1批加工設(shè)備調(diào)度1.1概述根據(jù)批加工設(shè)備處的規(guī)定，只要工件的待加工工序與加工設(shè)備上的工藝菜單相符合，就能夠使用該設(shè)備對(duì)該工件進(jìn)行組批加工。批加工設(shè)備的加工時(shí)間通常不是由加工的工件的總數(shù)目決定，且這個(gè)時(shí)間通常要比非批加工設(shè)備加工時(shí)間長(zhǎng)很多。最大加工批量是考察批加工設(shè)備性能的重要參數(shù)，反映了設(shè)備的加工能力和加工效率，通常批加工設(shè)備都會(huì)明確規(guī)定其最大加工批量，組批工件的數(shù)量不能超過(guò)這個(gè)規(guī)定的批量，否則可能會(huì)引發(fā)設(shè)備的故障。批加工設(shè)備一旦啟動(dòng)工作，就不能再隨意增減已經(jīng)放置在設(shè)備上等待加工的工件數(shù)量；同時(shí)需要注意的是，工件加工是需要分批次的、非搶占式的，即只要將當(dāng)下正在加工的工件加工完成后，才能夠使用該設(shè)備進(jìn)行下一批工件的加工。批加工設(shè)備調(diào)度需要考慮兩個(gè)主要問(wèn)題：一是怎樣組批工件，二是怎樣確定組批加工工件的順序。當(dāng)前，針對(duì)半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度研究主要從兩個(gè)角度展開(kāi)：一是靜態(tài)調(diào)度，二是動(dòng)態(tài)調(diào)度。在靜態(tài)調(diào)度研究的經(jīng)過(guò)中，往往只針對(duì)批加工設(shè)備本身進(jìn)行研究，而不將其他設(shè)備與其的調(diào)度配合納入考慮范圍，這就難以保證研究成果的全面性和可靠性，進(jìn)而對(duì)提升半導(dǎo)體封裝整體的效果難以產(chǎn)生有效的指導(dǎo)。而在動(dòng)態(tài)調(diào)度研究中，有學(xué)者提出了最小加工批量規(guī)則，即要求重點(diǎn)關(guān)注怎樣確定最小加工批量。華而不實(shí)應(yīng)當(dāng)格外關(guān)注作為特例研究的最小加工批量為1或設(shè)備最大加工批量，而實(shí)際的半導(dǎo)體瘋轉(zhuǎn)階段往往為了保證設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)盡可能地保持設(shè)備最大加工能力作為設(shè)備的加工批量；在這里之后，有學(xué)者提出了動(dòng)態(tài)批量調(diào)度啟發(fā)式規(guī)則，在該規(guī)則中，由于需要為后續(xù)的工作進(jìn)行考慮，因而插入了一段固定的設(shè)備空閑時(shí)間，不利于設(shè)備最高效運(yùn)轉(zhuǎn)，也降低了生產(chǎn)的柔性；另外，有學(xué)者提出了考慮為即將加工的工件與下游設(shè)備提供準(zhǔn)備時(shí)間以保證工件質(zhì)量和設(shè)備性能都處于正常狀態(tài)的批加工設(shè)備調(diào)度方式方法，為加工安全性提供保障。然而，在以上研究中，均未對(duì)批加工設(shè)備的負(fù)載情況加以考慮，因而，對(duì)半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備的調(diào)度應(yīng)當(dāng)進(jìn)行愈加深切進(jìn)入的研究。1.2工件組批規(guī)則批加工設(shè)備一旦轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的狀態(tài)，比方由繁忙工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻e狀態(tài)，或由暫停工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎脿顟B(tài)，就要為設(shè)備選擇適宜的工件使其開(kāi)場(chǎng)工作。在批加工設(shè)備調(diào)度中，需要注意的是組批工件數(shù)量不能大于設(shè)備的最大加工批量，否則很可能引發(fā)事故，也會(huì)對(duì)設(shè)備的性能造成影響。因而，當(dāng)同一時(shí)段需要加工的工件數(shù)超過(guò)批加工設(shè)備的最大加工批量時(shí)，就需要考慮怎樣組批工件以提高半導(dǎo)體封裝效率。另外，當(dāng)緩沖區(qū)中待加工的工件數(shù)未到達(dá)最大加工批量時(shí)，還要考慮將已完成加工但還未運(yùn)送至相應(yīng)封裝準(zhǔn)備區(qū)的工件及時(shí)運(yùn)送過(guò)來(lái)，以保證批加工設(shè)備的時(shí)間利用率與能源利用率都能到達(dá)最高，進(jìn)而盡可能減少資源能源損失，提升封裝效率。2批加工設(shè)備作業(yè)調(diào)度2.1模型假設(shè)〔1〕在非批加工設(shè)備的工作經(jīng)過(guò)中，封裝經(jīng)過(guò)以工件〔Lot〕為加工單位，每次加工一個(gè)工件；而在批加工設(shè)備中通常將批〔Batch〕作為加工單位，每次可對(duì)多個(gè)工件進(jìn)行封裝；〔2〕批加工設(shè)備群中一般由多臺(tái)能完成一樣工作的設(shè)備組成，可由任意一臺(tái)設(shè)備完成同一工序；〔3〕批加工設(shè)備存在最大加工工件數(shù)和最小加工工件數(shù)，一個(gè)Batch中工件的數(shù)量應(yīng)不超過(guò)批加工設(shè)備的最大加工批量；〔4〕應(yīng)當(dāng)優(yōu)先加工具有較高優(yōu)先級(jí)的訂單；〔5〕由于批加工設(shè)備為非搶占式加工設(shè)備，同一個(gè)Batch中的所有工件需要同時(shí)開(kāi)場(chǎng)加工同時(shí)完成加工，中途不能增加或減少工件數(shù)量；〔6〕組成一個(gè)Batch的工件需要擁有一樣的訂單等級(jí)、一樣的產(chǎn)品種類(lèi)、一樣的加工工序和加工工藝。2.2仿真模型數(shù)據(jù)2.2.1小模型小模型是根據(jù)實(shí)際封裝階段簡(jiǎn)化而來(lái)的一個(gè)簡(jiǎn)單模型，它包含三個(gè)設(shè)備群，五臺(tái)批加工設(shè)備，六道加工工序。為了獲得比擬有代表性的結(jié)果，各設(shè)備的故障時(shí)間和所需要的檢查修理時(shí)間設(shè)置為固定的，將原先需要封裝的工件的時(shí)間又相等改變?yōu)椴坏?。仿真時(shí)間設(shè)定為一年，在這里經(jīng)過(guò)中觀察封裝的效果變化。2.2.2中模型中模型采用了硅片生產(chǎn)技術(shù)中心開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)設(shè)備的模型，固然該模型描繪敘述的是一個(gè)簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體封裝系統(tǒng)，但模型的大多數(shù)參數(shù)都是真實(shí)的，源于對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行分析考察而得來(lái)的數(shù)據(jù)。在該模型中，所有進(jìn)入封裝階段的工件的加工途徑都是一樣的，包含了172道加工程序。仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)間為一年。2.2.3大模型該模型包含了100多臺(tái)設(shè)備，為使仿真經(jīng)過(guò)盡可能簡(jiǎn)單清楚明晰、方便觀察，因而只考慮了實(shí)際封裝階段上加工的三種主要產(chǎn)品。這三種產(chǎn)品的封裝工序、對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備及封裝時(shí)間都參考了實(shí)際封裝階段的真實(shí)值，因而各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置基本上是完全符合實(shí)際封裝經(jīng)過(guò)的。在該模型的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)中，由于設(shè)備數(shù)量較大，為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)和操作，因而未對(duì)設(shè)備的維護(hù)和維修時(shí)間加以考慮。仿真時(shí)間為一年。2.3仿真結(jié)果由上述三種仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻贸?，生產(chǎn)環(huán)境越復(fù)雜，半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則越會(huì)比傳統(tǒng)的固定調(diào)度形式顯現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)來(lái)。這也提醒了半導(dǎo)體制造商，在其當(dāng)下的實(shí)際生產(chǎn)中采用的方式方法是存在一定漏洞的，例如有時(shí)對(duì)移動(dòng)步數(shù)的關(guān)注度過(guò)高而忽略了其他一些因素，從仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能夠看出，當(dāng)移動(dòng)步數(shù)基本一樣的情況下，其他性能指標(biāo)可以能會(huì)反映出很大的差異性，因而只對(duì)某一單一指標(biāo)進(jìn)行關(guān)注和考察是不夠的，這會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不準(zhǔn)確性，也會(huì)造成整體實(shí)驗(yàn)偏離實(shí)際目的。3結(jié)束語(yǔ)批加工設(shè)備在半導(dǎo)體封裝階段運(yùn)用較廣，因而，批加工設(shè)備的調(diào)度布置對(duì)提高半導(dǎo)體封裝效果具有重大意義。本文針對(duì)一種新提出的半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則進(jìn)行研究討論，使用小、中、大三種規(guī)模的半導(dǎo)體封裝階段模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，研究表示清楚，半導(dǎo)體封裝階段批加工設(shè)備調(diào)度規(guī)則與傳統(tǒng)的固定加工批量調(diào)度制度相較而言，前者能夠較大幅度地提升半導(dǎo)體封裝質(zhì)效，有效彌補(bǔ)了后者在靈敏性方面的缺乏，進(jìn)而為準(zhǔn)時(shí)交貨和壓縮工期提供了保障。以下為參考文獻(xiàn)[1]黃夏寶，周旭芳。半導(dǎo)體多等級(jí)訂單下的批加工設(shè)備作業(yè)調(diào)度[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)〔信