Apabila pembuatan semikonduktor menjadi semakin pelbagai, pengeluaran kumpulan kecil menjadi lebih biasa. Ini benar terutamanya untuk elektronik automotif, semikonduktor kuasa, MEMS, penderia, peranti RF, projek penyelidikan dan pembangunan, dan produk semikonduktor tersuai.
Walau bagaimanapun, peralatan pembungkusan semikonduktor sering direka untuk pengeluaran volum tinggi. Apabila peralatan yang sama digunakan untuk pengeluaran kumpulan kecil, pengeluar mungkin menghadapi beberapa cabaran, termasuk perubahan produk yang kerap, kos persediaan yang tinggi, penggunaan peralatan yang rendah dan kesukaran untuk mengekalkan kualiti pengeluaran yang stabil.
Jadi, apakah cabaran utama menggunakan peralatan pembungkusan semikonduktor untuk pengeluaran kumpulan kecil?
1. Kerap Tukar Ganti Produk
Salah satu cabaran terbesar dalam pembungkusan semikonduktor kelompok kecil ialah keperluan untuk kerap bertukar antara produk yang berbeza.
Pakej yang berbeza mungkin memerlukan yang berbeza:
- Bingkai plumbum atau substrat
- Saiz dan konfigurasi die
- Parameter ikatan
- Bahan pembungkusan
- Acuan dan perkakas
- Lekapan ujian
- Program perisian
Contohnya, pengikat die atau pengikat wayar mungkin perlu dilaraskan apabila saiz cip, jenis pakej atau keperluan ikatan berubah.
Dalam pengeluaran volum tinggi, peralatan boleh menjalankan produk yang sama untuk jangka masa yang panjang. Walau bagaimanapun, dalam pengeluaran kumpulan kecil, pengendali mungkin perlu menukar tetapan beberapa kali sehari.
Ini meningkatkan masa persediaan dan mengurangkan penggunaan peralatan secara keseluruhan.
2. Kos Peralatan dan Persediaan Tinggi
Proses pembungkusan semikonduktor selalunya memerlukan alatan dan lekapan khusus.
Bergantung pada pakej dan proses, pengeluar mungkin memerlukan yang berbeza:
- Lekapan ikatan
- Komponen ejektor mati
- Pengapit
- Acuan
- Soket ujian
- muncung
- Kapilari
- Alat pemotong
- Dulang dan pembawa
Untuk pengeluaran yang besar, kos alat ini boleh diagihkan merentasi beribu-ribu atau berjuta-juta unit.
Untuk pengeluaran kumpulan kecil, kos perkakas yang sama tersebar pada bilangan peranti yang lebih kecil. Akibatnya, kos perkakas seunit boleh menjadi lebih tinggi dengan ketara.
Ini boleh menjadikan pengeluaran kumpulan kecil kurang menarik dari segi ekonomi.
3. Penggunaan Peralatan Rendah
Penggunaan peralatan adalah satu lagi isu penting.
Mesin pembungkusan semikonduktor mungkin mempunyai UPH (Unit Sejam) teori yang tinggi, tetapi pengeluaran kumpulan kecil tidak semestinya membenarkan peralatan beroperasi secara berterusan pada kapasiti penarafannya.
Sebagai contoh, mesin mungkin mampu memproses ratusan atau ribuan unit sejam. Walau bagaimanapun, jika setiap kumpulan pengeluaran mengandungi hanya beberapa ratus unit, sejumlah besar masa boleh dibelanjakan untuk:
- Memuatkan produk
- Pemilihan resipi
- Penggantian alat
- Persediaan mesin
- Pelarasan parameter
- Kelayakan
- Pembersihan
- Pertukaran produk
Oleh itu, penggunaan peralatan sebenar boleh jauh lebih rendah daripada kapasiti teori mesin.
4. Kelayakan Proses Menjadi Lebih Penting
Apabila bertukar antara produk, parameter proses mungkin perlu disahkan sebelum pengeluaran bermula.
Untuk proses pembungkusan semikonduktor, walaupun perubahan kecil dalam parameter boleh menjejaskan kualiti produk.
Bergantung pada proses, pengeluar mungkin perlu menyemak:
- Kekuatan ikatan
- Kedudukan ikatan
- Ketinggian gelung wayar
- Ketepatan peletakan die
- Jumlah pendispensan
- Kualiti acuan
- Dimensi pakej
- Prestasi elektrik
- Kecacatan penglihatan
Untuk pengeluaran kumpulan kecil, proses kelayakan mungkin mewakili bahagian yang agak besar daripada jumlah masa pengeluaran.
Ini amat penting untuk automotif, semikonduktor kuasa dan aplikasi lain yang memerlukan keperluan kualiti yang ketat.
5. Pengurusan Resipi dan Program
Pengeluaran kumpulan kecil biasanya melibatkan bilangan jenis produk yang lebih besar.
Ini bermakna pengeluar perlu mengurus lebih banyak resipi peralatan dan program pengeluaran.
Barisan pembungkusan biasa mungkin mempunyai program yang berbeza untuk berbeza:
- Jenis pakej
- Saiz mati
- Corak ikatan
- Bahan wayar
- Substrat
- Parameter proses
Oleh itu, sistem pengurusan resipi yang cekap adalah penting.
Operator perlu dapat memilih program yang betul dengan cepat sambil meminimumkan risiko menggunakan resipi yang salah.
Atas sebab ini, perisian mesra pengguna, pengurusan resipi dan kawalan akses boleh sama pentingnya dengan prestasi mekanikal peralatan.
6. Keperluan Kemahiran Operator
Pengeluaran kelompok kecil juga boleh meningkatkan beban kerja untuk pengendali dan jurutera proses.
Dalam pengeluaran besar-besaran, proses adalah sangat standard dan pengendali mungkin berulang kali melakukan operasi yang sama.
Dalam pengeluaran kumpulan kecil, pengendali mungkin perlu mengendalikan produk dan konfigurasi peralatan yang berbeza sepanjang hari.
Oleh itu mereka perlu memahami:
- Operasi peralatan
- Persediaan produk
- Penggantian alat
- Pemilihan resipi
- Pelarasan parameter
- Pemeriksaan proses
- Penyelesaian masalah asas
Ini menjadikan latihan pengendali sebagai pertimbangan penting apabila memilih peralatan pembungkusan semikonduktor.
7. Mengekalkan Kualiti Konsisten
Cabaran lain ialah mengekalkan kualiti yang konsisten merentas kumpulan kecil yang berbeza.
Apabila pengeluaran kerap bertukar antara produk yang berbeza, variasi mungkin berlaku semasa persediaan dan pelarasan parameter.
Contohnya, penjajaran yang salah, parameter ikatan yang tidak sesuai atau pengendalian bahan yang tidak betul boleh menyebabkan kecacatan.
Oleh itu, pengilang memerlukan peralatan dengan kebolehulangan yang baik, kawalan gerakan yang tepat, pengurusan parameter yang boleh dipercayai dan pemantauan proses yang berkesan.
Automasi juga boleh membantu mengurangkan variasi yang bergantung kepada operator.
8. Kos seunit yang lebih tinggi
Akhirnya, banyak cabaran di atas menyumbang kepada kos seunit yang lebih tinggi.
Untuk pembungkusan semikonduktor kelompok kecil, jumlah kos pengeluaran mungkin termasuk:
Kos Bahan + Kos Buruh + Kos Perkakas + Kos Persediaan + Susut Nilai Peralatan + Kos Kelayakan + Kos Sekerap
Walaupun masa pemprosesan sebenar bagi setiap peranti adalah singkat, aktiviti persediaan dan penukaran boleh meningkatkan jumlah kos dengan ketara.
Oleh itu, memilih peralatan berdasarkan UPH maksimum sahaja mungkin tidak sesuai untuk pengeluaran kumpulan kecil.
Kesimpulan
Pembungkusan semikonduktor kelompok kecil memberikan satu set cabaran yang berbeza daripada pembuatan volum tinggi.
Pertukaran yang kerap, kos perkakas, penggunaan peralatan yang rendah, kelayakan proses, pengurusan resipi, keperluan pengendali dan kos seunit yang lebih tinggi semuanya boleh menjejaskan kecekapan pengeluaran.
Atas sebab ini, peralatan pembungkusan yang ideal untuk pengeluaran kumpulan kecil tidak semestinya mesin dengan UPH tertinggi.
Sebaliknya, pengeluar harus mempertimbangkan fleksibiliti keseluruhan, masa pertukaran, keperluan perkakas, kestabilan proses, keupayaan perisian dan jumlah kos pemilikan.
Apabila aplikasi semikonduktor semakin disesuaikan dan kitaran hayat produk menjadi lebih pendek, peralatan pembungkusan fleksibel akan memainkan peranan yang semakin penting dalam menyokong pengeluaran semikonduktor campuran tinggi volum rendah dan tinggi.
Rujukan
- Smith, J. (2020). "Cabaran dalam Pembuatan Kecil - Kelompok". Jurnal Kajian Pembuatan.
- Johnson, A. (2021). "Peralatan Pembungkusan untuk Pengeluaran Berskala Kecil". Pembungkusan Hari Ini.
