基于6σ半導(dǎo)體生產(chǎn)過程的零缺陷質(zhì)量管理

董露瀟

摘要：近年來，業(yè)界對(duì)于IC封裝的重要意義和不斷增加的功能的看法發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，IC封裝己經(jīng)成為了和IC本身一樣重要的一個(gè)領(lǐng)域。導(dǎo)致這一情況的主要原因是由于IC的性能受到IC封裝的制約，所以業(yè)界對(duì)于IC封裝技術(shù)的發(fā)展予以更多關(guān)注，以此更好地迎接新的挑戰(zhàn)。因此，文章從過程管理控制和全面質(zhì)量管理等兩個(gè)方面將工藝管理過程落實(shí)到零缺陷質(zhì)量控制中，同時(shí)結(jié)合T半導(dǎo)體企業(yè)的實(shí)際情況，以測(cè)量和分析等兩個(gè)階段為例對(duì)DMAIC的實(shí)施應(yīng)用進(jìn)行探討，實(shí)踐結(jié)果表明很大程度上實(shí)現(xiàn)了基于6σ理論和模式的過程管理體制，對(duì)于產(chǎn)品合格率的提升、生產(chǎn)成本的控制以及企業(yè)效益的提升均有著積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：? 6σ;半導(dǎo)體;封裝工藝;過程管理;質(zhì)量控制

一、6σ質(zhì)量管理概念

1、6σ質(zhì)量理念

在封裝工藝過程的流程管理中還存在一些不完善的方面，因此要改進(jìn)和完善這些不足，就要基于6σ的原理和管理模式進(jìn)行半導(dǎo)體封裝過程管理改進(jìn)。

企業(yè)員工本身對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的意識(shí)能夠?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量起到很大程度的影響，因此要增強(qiáng)員工對(duì)質(zhì)量的重視程度，定期對(duì)員工進(jìn)行思想教育和相關(guān)內(nèi)容的培訓(xùn)，使所有員工意識(shí)到質(zhì)量對(duì)于產(chǎn)品的重要性，提高員工的整體素質(zhì)。從實(shí)際出發(fā)以科學(xué)的激勵(lì)措施激發(fā)員工的工作熱情，通過全體員工的共同參與并積極發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性來提高產(chǎn)品質(zhì)量。

提高產(chǎn)品質(zhì)量的措施主要是建立項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)。不同的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)不同的項(xiàng)目，每個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員各司其職，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的有效管理和監(jiān)控。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控時(shí)，必須采取預(yù)防為主的方針，重點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，最后的成本也必須進(jìn)行合格檢驗(yàn)。

公司內(nèi)部建立系統(tǒng)完善的質(zhì)量管理結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同層次分別負(fù)責(zé)不同的管理任務(wù)：

第一，上層：主要任務(wù)是質(zhì)量決策。從整體出發(fā)，負(fù)責(zé)制定質(zhì)量方針、目標(biāo)以及計(jì)劃等。統(tǒng)一調(diào)配和指揮部門以及個(gè)人，具有指揮和領(lǐng)導(dǎo)的功能。

第二，中層：落實(shí)上層的方針政策。將任務(wù)分配到各個(gè)部門，具體負(fù)責(zé)到每個(gè)員工。

第三基層：每個(gè)員工各司其職，按照上級(jí)的指示認(rèn)真按時(shí)完成任務(wù)，相互合作保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。并結(jié)合本職工作，開展合理化建議和質(zhì)量管理小組活動(dòng)，不斷進(jìn)行作業(yè)改善。

2、6σ質(zhì)量管理手段

在生產(chǎn)流程中會(huì)涉及到多道工序，工序的好壞與產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣存在密切關(guān)聯(lián)。因此要對(duì)工序過程進(jìn)行監(jiān)控，即工序控制。此外，SPC為統(tǒng)計(jì)過程控制。該技術(shù)的理論依據(jù)是統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)。采用的方法是數(shù)理統(tǒng)計(jì)。通過收集工序過程中數(shù)據(jù)以及參數(shù)變化，對(duì)收集到的資料進(jìn)行分析研究，了解整個(gè)生產(chǎn)流程的運(yùn)作。然后對(duì)工序進(jìn)行監(jiān)控，避免生產(chǎn)流程出現(xiàn)異?；蚬收?，保證最終成品的質(zhì)量。這種預(yù)防性的質(zhì)量監(jiān)控在保證質(zhì)量的同時(shí)也節(jié)約了成本。

對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的分析主要是找到生產(chǎn)過程中影響質(zhì)量的因素與最終成品質(zhì)量的關(guān)系。必須參照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析同時(shí)監(jiān)測(cè)質(zhì)量因素是否穩(wěn)定。對(duì)于狀態(tài)穩(wěn)定的需要繼續(xù)保持穩(wěn)定，狀態(tài)不穩(wěn)定的需要采取改進(jìn)措施實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。因此，對(duì)過程的改善措施取決于過程分析的結(jié)論。

如何保持分析中穩(wěn)定狀態(tài)的持續(xù)穩(wěn)定需要依靠過程控制來實(shí)現(xiàn)。因此，過程的分析和控制相輔相成，分析是控制的前提，控制是在分析后采取的改進(jìn)措施。只有雙管齊下才能保證狀態(tài)的穩(wěn)定和持續(xù)，發(fā)揮最有效的作用。為了提高生產(chǎn)過程的質(zhì)量一般采用過程改進(jìn)。過程分析主要有技術(shù)分析法、統(tǒng)計(jì)分析法等兩種方法。前者對(duì)于專業(yè)技術(shù)的要求較高，通常利用工程技術(shù)以及積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析。常用于數(shù)據(jù)信息搜集難度較大的生產(chǎn)過程。后者則通常使用普通的統(tǒng)計(jì)方法，即試驗(yàn)設(shè)計(jì)、析因分析、方差分析、回歸分析、安全性評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)分析、顯著性檢驗(yàn)、累計(jì)和技術(shù)、統(tǒng)計(jì)抽樣校驗(yàn)。

二、6σ質(zhì)量管理的應(yīng)用實(shí)施

1、6σ的DMAIC方法

有效地、有目的地展開工作，是優(yōu)化工程中的一個(gè)重要因素。通過借助于6西格瑪?shù)腄MAIC方法來實(shí)現(xiàn)，即：Define（定義）、Measure（測(cè)量）、Analyze（分析）、Improve（改進(jìn)）、Control（控制），分三步來實(shí)現(xiàn)。

第一步、定義目標(biāo)：制定出優(yōu)化的、具體的、和重要的核心目標(biāo)。通過對(duì)生產(chǎn)情形的大致研究，對(duì)人工操作員的切實(shí)把握，檢查計(jì)劃的可行性，對(duì)流程的改良空間進(jìn)行評(píng)測(cè)。

第二步、分析和制定措施：對(duì)制造流程的生產(chǎn)過程進(jìn)行具體的研究，把關(guān)鍵的、根本的現(xiàn)重要目的關(guān)聯(lián)的因素找出，結(jié)合研究的結(jié)果，依此來建立制造流程整體方案，并且有效率地處理流程當(dāng)中的問題，提出改善方法。對(duì)于方法也要經(jīng)過成本投入的評(píng)估。

第三步、落實(shí)到制造流程：把整個(gè)的改良計(jì)劃梳理詳盡并且標(biāo)準(zhǔn)化，強(qiáng)制執(zhí)行對(duì)流程的改善，這一步的成果包含了公司的具體任務(wù)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)員工和技能員工開展講學(xué)，確實(shí)保障流程的改良目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

2、6σ質(zhì)量管理的具體應(yīng)用

對(duì)于特定的生產(chǎn)與制造流程，可以是連續(xù)制造或按顧客需求制造，對(duì)流程的每個(gè)詳細(xì)步驟切實(shí)研究，明確流程的改良方案，改善制造生產(chǎn)裝備，提高制造流程的產(chǎn)能。根據(jù)不一樣公司的實(shí)際情況，流程改良的執(zhí)行階段，改良方案和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)有差異。所以，以下提出了一些可能性的改良方式：

（1）設(shè)備利用率的改進(jìn)提高

1）采用各種模式來比擬流程的運(yùn)行，以選擇一種能達(dá)到最高產(chǎn)能的流程。

2）經(jīng)過自動(dòng)化改良和性能改善，把流程的裝備提高到最大的生產(chǎn)率。

3）對(duì)工藝程度改良，把停機(jī)維護(hù)和清洗時(shí)長(zhǎng)減至最少。

（2）生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

1）制定產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)，通過SPC監(jiān)控關(guān)鍵工藝數(shù)據(jù)

2）對(duì)關(guān)鍵工藝參數(shù)或設(shè)備進(jìn)行調(diào)整

3）通過修改可視化工藝文件，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行固化。

采用科學(xué)的流程管理方式對(duì)制造流程改良，公司的生產(chǎn)效率的到了很大的提升。在整體流程效率提高下，對(duì)每個(gè)具體步驟研究，在裝備持續(xù)生產(chǎn)制造的同時(shí)，降低成本投入，減輕裝備操作員的壓力，增強(qiáng)裝備生產(chǎn)效率。

三、6σ質(zhì)量管理的應(yīng)用實(shí)例

1、定義階段

找出關(guān)鍵評(píng)量，為建立衡量基本步驟。用于面陣式探測(cè)器的PD貼裝高度需要保持一致，才能保持接收閃爍體光線的一致性。進(jìn)一步分析貼裝高度的關(guān)鍵因素是植球高度。植球形狀如下圖1所示。

其頂部高度有兩種植球程序模式可以進(jìn)行控制。要實(shí)現(xiàn)對(duì)金球的高度進(jìn)行限制，下面我們將針對(duì)可使用的兩種程序“MKink3”和“Flat”進(jìn)行分析。兩種程序的處理結(jié)果如圖1所示，分析程序在植球高度一致性控制的效果最顯著，是本次6σ質(zhì)量管理的應(yīng)用需要研究的問題。

在進(jìn)行此項(xiàng)研究之前，對(duì)于產(chǎn)品的提高方向已經(jīng)有了明確的掌握，設(shè)備只要經(jīng)過相應(yīng)的處理就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量階段的內(nèi)容，同時(shí)，改進(jìn)后的設(shè)備能夠滿足生產(chǎn)的要求。

2、測(cè)量及分析階段

測(cè)量階段的主要內(nèi)容是通過對(duì)現(xiàn)有培訓(xùn)流程的測(cè)量，辨別核心流程和輔助流程;識(shí)別影響培訓(xùn)流程輸出的輸入要素，并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要方法有：模糊綜合評(píng)判法、直方圖、矩陣數(shù)據(jù)分析圖等。

測(cè)量分析人員必須接受基礎(chǔ)概率與統(tǒng)計(jì)學(xué)的訓(xùn)練及學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)分析軟件與測(cè)量分析課程。為了不造成員工的沉重負(fù)擔(dān)，一般讓具備6σ實(shí)際推行經(jīng)驗(yàn)的人帶著新手一同接受訓(xùn)練，幫助新手克服困難。對(duì)于復(fù)雜的演算問題，可借助自動(dòng)計(jì)算工具，減少?gòu)?fù)雜計(jì)算所需的時(shí)間。

采用控制變量法分析植球的結(jié)果。在此我們采用多次試驗(yàn)取平均值的方法試驗(yàn)五十次，數(shù)據(jù)如表1所示。經(jīng)過處理，由圖3可見，我們發(fā)現(xiàn)不管是哪種程序?qū)χ睬蚋叨榷际蔷哂邢嗨频牟ㄐ巍?/p>

兩種不同植球模式下測(cè)量金球高度及正態(tài)分布驗(yàn)證，采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法進(jìn)行研究，處理的結(jié)果以及結(jié)論如圖3所示。

進(jìn)行2-Sample T試驗(yàn).檢驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的差異性.求得的數(shù)據(jù)為0.05，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)存在一定誤差，如圖5所示。

然后進(jìn)行F-Test研究，詳情見圖6。研究證明，“MKink3” < “Flat”模式。所以，我們可以說“Flat”模式具有更好地處理結(jié)果，從而大大提升的成功率。所以后續(xù)應(yīng)當(dāng)使用“Flat”模式進(jìn)行操作。

3、控制及落實(shí)階段

為了保證對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)時(shí)監(jiān)控，需要在生產(chǎn)的過程定期進(jìn)行抽樣檢測(cè)，所有的檢測(cè)結(jié)果作成SPC控制圖。當(dāng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果處于控制圖中的橫線范圍內(nèi)，那么說明產(chǎn)品的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)可以繼續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)測(cè)得的數(shù)據(jù)不在范圍之內(nèi)，表明數(shù)據(jù)存在異常，需要進(jìn)行重新調(diào)整，同時(shí)還要增加采樣的次數(shù)，加強(qiáng)跟蹤，把握產(chǎn)品的質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文將工藝管理過程落實(shí)到零缺陷質(zhì)量控制中，同時(shí)結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，從宏觀管理到兩個(gè)階段為例對(duì)DMAIC的實(shí)施應(yīng)用進(jìn)行探討，實(shí)踐表明很大程度上實(shí)現(xiàn)了基于6σ理論和模式的過程管理體制，對(duì)于企業(yè)效益提升有著積極的促進(jìn)作用。具體分析的植球參數(shù)則對(duì)實(shí)際質(zhì)量管理工作具有重要參考意義。

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