Le meilleur logiciel OEE pour l'assemblage et les tests en back-end des semi-conducteurs

L'assemblage et les tests en back-end des semi‑conducteurs (également appelés OSAT, Outsourced Semiconductor Assembly and Test) couvrent les opérations de fixation des dies, de wire bonding, d'encapsulation, de pose de billes de soudure et de test électrique final qui transforment des dies individualisés en boîtiers finis.

Ce segment de la fabrication de semi‑conducteurs est très intensif en équipements, chaque machine de bonding, système de die attach ou manipulateur de test représente un investissement en capital de 500 000 $ à plusieurs millions de dollars, faisant de l'utilisation des équipements une métrique financière critique en parallèle du débit de production.

La surveillance de l'OEE dans l'assemblage de semi‑conducteurs doit relever le défi de l'intégration avec les protocoles SECS/GEM (SEMI Equipment Communications Standard / Generic Equipment Model), l'interface standard de l'industrie que les équipements de semi‑conducteurs utilisent pour communiquer les données de production.

Les plates‑formes OEE disposant d'une connectivité SECS/GEM native peuvent collecter les états des équipements, les données de traçabilité des lots et les comptes de production directement depuis les machines de wire bonding, les équipements de fixation des dies et les manipulateurs de test sans développement d'intégration personnalisé

réduisant ainsi considérablement le délai de mise en œuvre de l'OEE dans les environnements de semi‑conducteurs. La gestion du rendement, le suivi du taux de dies ou de boîtiers conformes par rapport au total des entrées, est la dimension qualité la plus critique pour l'économie de l'assemblage de semi‑conducteurs.

Les pertes de dies lors de la fixation, les défaillances de wire bonding, les vides d'encapsulation et les échecs au test final représentent chacun des catégories de pertes qualité distinctes que le logiciel OEE devrait capturer au niveau des équipements et des lots.

La connexion entre les données Qualité de l'OEE et les systèmes de gestion du rendement (qui suivent la généalogie des lots et l'analyse des modes de défaillance) est l'intégration qui crée le plus de valeur opérationnelle dans les opérations back‑end des semi‑conducteurs.

L'utilisation des équipements dans l'assemblage de semi-conducteurs s'exprime généralement comme l'utilisation des outils, le pourcentage du temps disponible pendant lequel une machine de soudure par fils ou un manipulateur de test traite productivement des lots par rapport au temps passé à l'arrêt, en maintenance ou en attente de matériel.

L'analyse de la disponibilité dans le cadre de l'OEE pour les équipements de semi-conducteurs distingue entre la maintenance préventive planifiée (PM planifiée), les arrêts initiés par l'équipement (alarmes, défaillances de capteurs, remplacement de consommables) et les arrêts initiés par le processus (attente de lots, attente que le processus précédent soit terminé, suspensions décidées par l'ingénierie).

Le débit de soudure par fil, unités soudées par heure, est la métrique de performance la plus directement liée au volume de production dans les opérations d'assemblage.

Des pertes de vitesse surviennent lorsque l'équipement fonctionne en dessous du UPH nominal (unités par heure) en raison d'ajustements des paramètres de soudure pour des conditions de puce ou de substrat difficiles, de l'usure de l'équipement affectant le temps de cycle de soudure, ou de problèmes d'étalonnage du système de vision qui ralentissent le placement automatisé.

Le suivi de la performance dans le cadre de l'OEE, qui enregistre le UPH par équipement et par type de produit, permet aux équipes d'ingénierie d'identifier les combinaisons produit-équipement sous-performantes et d'étudier si la cause est l'état de l'équipement, l'optimisation des paramètres du procédé ou des limitations de conception produit.

La disponibilité des manipulateurs de test et l'efficacité du temps de test sont des métriques OEE critiques pour les opérations de test final.

Le temps de test par dispositif est spécifique au produit, et des pertes de performance surviennent lorsque les temps de test réels dépassent le temps de test programmé (indiquant des problèmes de manipulateur ou de contact) ou lorsque les arrêts du manipulateur réduisent la proportion de temps pendant laquelle l'équipement de test effectue des tests plutôt que d'être inactif.

L'analyse OEE des opérations de test aide l'ingénierie des tests à identifier des opportunités de réduction du temps de test (réduisant le coût par dispositif) tout en maintenant la couverture des tests et le rendement.

L'exigence de capacité la plus importante pour un logiciel OEE dans l'assemblage back‑end des semi‑conducteurs est la conformité SECS/GEM, la capacité de se connecter aux équipements de semi‑conducteurs en utilisant les protocoles standard GEM (SEMI E30) ou GEM 300 (SEMI E116) pour collecter les états des équipements

les données de lot et les événements de production sans programmation spécifique des équipements.

La connectivité SECS/GEM élimine le fardeau de la collecte manuelle des données, principal obstacle à l'adoption de l'OEE dans les environnements de semi‑conducteurs, où les équipements sont trop sophistiqués et les volumes de production trop élevés pour que la saisie des données par les opérateurs soit pratique.

Le suivi de l'OEE au niveau du lot, le calcul de l'OEE par lot de production plutôt que seulement par quart, est une fonctionnalité précieuse pour l'assemblage de semi‑conducteurs, car le rendement et les performances des équipements varient selon le produit, le type de die et les spécifications du client.

Les données d'OEE au niveau du lot permettent aux équipes d'ingénierie d'identifier les produits qui présentent systématiquement un rendement ou un débit plus faibles, ce qui appuie les décisions de tarification et la priorisation des améliorations de processus, choses que des données agrégées par quart ne peuvent pas fournir.

La conformité à SEMI E10 pour la classification des états des équipements, en utilisant le modèle d'états normalisé (Productif, En veille, Ingénierie, Arrêt planifié, Arrêt non planifié, Temps non planifié), est une bonne pratique pour l'OEE en assemblage de semi‑conducteurs qui permet des comparaisons significatives entre équipements et installations.

Un logiciel OEE qui prend en charge nativement la classification d'états SEMI E10 permet aux fabricants de semi‑conducteurs de comparer l'utilisation de leurs outils aux normes du secteur et facilite l'échange de données avec les clients qui exigent des rapports d'OEE conformes aux standards SEMI dans le cadre de la gestion de la performance de la chaîne d'approvisionnement.