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半導體封裝業之作業流程分析與改善任何企業為了適應日益競爭的環境，必須採用適宜的作業管理系統，以達到降低成本、提高效率、準時交貨、精進品質及生產彈性等目的，而作業管理系統可以運作如宜且發揮其功效，實有賴於正確地建構出該管理系統下各個機能之作業程序與控制重點(Huguet;Grabot,1995)。Pisano&Wheelwright(1995)呼籲高科技的公司更應有一套作業/生產管理系統來提昇企業本身之競爭優勢。本研究係以台灣兩家半導體封裝公司為個案，進行實際現狀之研究與分析後，修訂出一套適合半導體封裝業的作業管理系統，且分別研擬出該系統下的十一項作業管理系機能：製程計畫、負荷計畫、加班延持控制計畫、託外加工計畫、排程計畫、製造流程計畫、品質管制作業計畫、物料管理計畫、生產管制計畫、安全衛生作業計畫、生產成本計畫。生產管制負荷計畫銷售計畫製程計畫產能足夠是排程安全衛生製造生產成本成品材料銷售加班/延遲控制託外加工計畫品質管制採購迴饋物料否圖1半導體封裝之作業管理系統架構圖製程計畫機能所謂製程計畫係指產品之製造由原料的投入經過一連串之加工程序或路線而產生如預期之產品，此一系列之規劃，其目的是利用現有之人立力、設備或其他投入因素，以最經濟有效之方式從事生產使得產品能夠如期製造完成且滿足顧客所要求之品質。其內容為當工廠接受訂單後，依產品數量、規格，決定所需原料、零件之種類、數量，並選澤擇加工方法及加工路線等。作業程序：1.分析產品，決定所需的物料及其規格和數量。2.依各產品分析其作業流程。3.決定零件加工與裝配的程序及操作內容。4.決定每一製程所需要的機器設備及工具等。5.決定各製程的作業時間及整備時間。6.其他如所需材料與其供應方法，製程分類及緩急分類等。7.根據產品設計及施工說明，並就現有機器設備、零件及人力，來決定最經濟的製程計畫。控制重點：1.加工方法及裝配程序是否合理化。2.製程方式是否合理化。3.直接材料是否充分有效的利用，使廢料減至最低限制。4.工作路線是否最短，完工是否最迅速。5.是否可以減少原料或半成品的搬運工作。6.工作程序及方法是否標準化。7.工作人員的工作方法，使用的機器、設備、模具、工具、量具，是否均依製程設計進行，是否可提高工作效率。8.製程計畫隨時作適當的修正，並追蹤肇事原因。負荷計畫本機能之作業程序及控制重點如下：作業程序：1.測定基本的生產能量：分析現有的人力及機器設備，測定究竟有多少生產能量。以操作員別、機器別或製程別為依據，調查其現有的工作負荷量與生產能量，並加以比較，已分析出何者有餘力或者負荷太重。2.決定工作負荷量：(a)人工負荷量：就工廠的工作負荷量，需要多少人工方能解決。(b)模具負荷量：就工廠現有的模具負荷量，需要各種模具的數量。(c)機器負荷量：就工廠的機器工作負荷量，需要各種機器的台數。3.擬訂綜合工作負荷表：每一期間的生產量決定之後，根據前二步驟所分析的生產能量及工作負荷量，擬訂綜合工作負荷表。4.根據製程計畫，確定工作負荷量，即決定所需之人力與模具機器設備。5.依銷售預算、成本預算、生產能量、營業計畫及人員配置情形，擬定年度、季別、月別等生產計畫表，依生產計畫及工作負荷，安排負荷計畫。控制重點：1.掌控機器產能狀況。2.統計人員作業工時。3.制訂工作負荷表。加班與延遲控制計畫機能本機能之作業程序及控制重點如下：作業程序：1.衡量生產計畫及負荷後，若超過負荷量時，可考慮用加班方式，如：運用平時加班或假日加班方式針對正常工時無法如期完成之產品，安排人力加班以配合產能需求。2.若負荷不夠或無其他更佳之解決方法時，有由業務單位告知客戶，與之協議是否可延遲交貨或更改交期。3.若需加班趕工時，由生產單位計畫應加班工作、人工、時數等，經核准後通知現場主管安排加班事宜。4.將計畫加班之工時與進度列入生產排程考慮之項目。5.員工加班之管理依人事規章辦理。控制重點：1.是否有故意延遲加班之情形。2.平時加班人工有無確實之打卡記錄。3.假日加班有無依照簽准之加班單辦理。託外加工計畫機能作業程序：1.生產單位於下列情形時可提出託外加工申請。(a)公司人員、設備不足，生產能量負荷已達飽和並得到客戶允許時。(b)IC事業部之客戶指定特定廠商執行功能測試時。2.完成品事業中心選定託外加工廠商標準：(a)託外加工申請核准後，由業務部會同品保部及工程部等人員評判選擇協力廠商。(b)依下列審查基準選擇一家或一家以上之最適廠商：(i)品質能力；(ii)供應能力；(iii)託外加工價格。(c)被選擇之廠商試用合格後，由業務部負責與協力廠商簽訂正式加工合約。3.半導體事業中心選定託外加工廠商標準：(a)客戶指定之廠商。(b)依下列審查基準選擇一家或一家以上之最適廠商：(i)品質能力；(ii)交期能力；(iii)託外加工價格。(c)託外加工前，得由相關部門與廠商談妥品質檢驗標準、加工流程、作業條件、交貨程序、交貨週期等，必要時得列入加工合約。4.託外說明：(a)託外加工要給試用廠商或協力廠商的資料如下：(i)藍圖或材料用料清冊；(ii)工程程序圖或製造流程圖；(iii)作業標準；(iv)檢查標準；(v)檢驗標準；(vi)材料的規格及數量或線路圖及零件配置圖。(b)託外指導管理：(i)使其確實按規定加工製造；(ii)協助其提昇品質；(iii)經常聯繫協調，瞭解託外的進度、品質；(iv)實施跟催，以確保能如期交貨。5.品質管理：(a)按合約協定的允收水準及抽樣計畫來驗收。(b)驗收不合格者，依物料、成品、半成品管理規定處理。(c)定期或不定期至各協力廠商或試用廠商實施稽核。6.供料後，承製廠商庫存量應嚴格控制，餘廢料應依合約繳回。控制重點：1.託工是否依託工程序辦理，經決價後是否與廠商簽訂加工合約。合約中是否敘明品質標準、交期、收料規定等。2.公司是否不定期前往加工廠商抽驗品質或盤（抽）點事項。3.委託供料之「收料」規定是否合理，超用時是否依合約規定賠償。4.承製廠商是否如期交貨，經本公司檢驗後辦理收料，對於品質不良者，除退回重加工外，超過允許損耗率是否於工資計扣或按市價賠償。5.承製廠商所發生剩餘廢料是否依合約規定繳回公司。6.核對工資支付是否與合約規定相符，付款條件、受款人等是否一致。7.產銷計畫是否因應實際市場配合修正。如訂單生產，遇訂單增減，生產計畫是否配合修正。5.2.5排程計畫機能作業程序：1.按客戶寄來的晶片訂單，作為排程時之產量依據。2.排程時，考慮產品線之產能限制，及事先與客戶談定的客戶產能分配量，作為排程之負荷依據。3.根據上述之產能及客戶產能分配量，排定以一週為期之日投料計畫，並編製生產進度日報詳列製造進度時日及預計出貨日，提供給客戶作為出貨日期確認之用。若客戶不同意，得另行重新排程，直至與客戶達成妥協為止。4.排程時，原則上依公司之行事曆的工作日，若無法滿足客戶之需求，才考慮在不違反勞基法情況下延時加班或利用假日（包含星期日或國定假日）加班。5.依所排定之日投料計畫，生管企畫師得依線上之在製品量及機台狀況、排定換機、及換模計畫。6.若客戶之訂單，有所變動，得隨時彈性更新排程。7.根據所排定之投料計畫，確定材料已整備完成，始可製作並發行製造命令並列印流程卡。8.預計出貨日之計算：晶片數量客戶產能分配量加標準製程天數。控制重點：1.客戶晶片資料是否確實掌握。2.產能及客戶產能分配量，有否隨時更新。3.庫存之材料、狀況，必須隨時掌握。4.緊急插單時，是否會影響原先排程。5.生產線上，任何影響排程之異常情形，必須隨時回傳，並做適當之調整。製造流程機能晶元切割第二次檢視品質保證站(Q/A)晶粒黏著(D/A)銲線第三次檢視品質保證站(Q/A)封膠軟化/去膠打印烘烤鍵結沾錫或鍍錫外觀檢查品質保證站沖切成型(F/T)功能測試(O/S)短路測試包裝入庫出貨圖2半導體封裝之製造流程圖表1半導體封裝各製程單元之作業標準製程單元作業程序使用設備/工具作業時注意事項晶元切割第二次檢視黏晶將晶元切割成為各單一的小晶片檢視晶片並將不良品予以挑出將晶片用銀膠或磨金方式黏於釘架的鋼板上自動晶元切割機手指套、接地手環、去離子水、全自動晶片清洗機高、低倍顯微鏡、接地手環、油蓋自動黏晶粒機、鑷子、噴膠器、低倍顯微鏡、手指套、接地手環、氮氣烤箱切割刀片的使用必須配合晶元厚度及切割道的寬度銀膠烘烤條件會因膠的特性而有所不同------製程單元作業程序使用設備/工具作業時注意事項銲線第三次檢視封膠依銲線操作指示，將晶粒內的線路連接至外釘架之腳檢視經過黏晶與銲線製程的產品以175-183C的模溫將膠餅灌入模具，使產品封合。全自動熱銲式金線銲線機、鑷子、銲線圖、溫度計、接地手環高、低倍顯微鏡、鑷子、手指套、接地手環、銲線圖自動壓鑄機、模具釘架具、銅棒、銅片、棉質手套、膠餅預熱機、尼龍刷、溫度計、接地手環金線線徑與銲線圖必須確實核對處理膠餅、產品需戴手套，以免燙傷。------軟化/去膠利用M-pyrol的浸泡及濕式除膠機去除產品上多餘的膠模半自動刮膠機或自動濕式噴沙機、鋼刷、橡膠手套、棉質手套、接地手套------製程單元作業程序使用設備/工具作業時注意事項蓋印烘烤鍵結鍍錫依客戶的要求，將產品打上適當印碼經由175度的烘烤程序促使膠體完全聚合藉掛架電鍍方式在IC釘腳部份鍍上錫手動或自動蓋印機、接地手環、手指套烤箱、石綿手套、記錄表全自動鍍錫機、電鍍掛架、去離子水、溫度計、接地手環所有蓋印的產品必須通過印標永久性試驗鍍錫後的產品，必須符合美國軍方銲性實驗的要求烘烤時間至少4小時，依客戶規定沖切成型去膠、去尾、剪腳、成型全自動鍍錫機、電鍍掛架、去離子水、溫度計、接地手環作業前必須確認產品的方向沾錫藉高溫錫銲的方式使銲錫熔於釘腳上全自動銲錫機、錫條、去銲劑、去離子水、溫度計、各種去氮化酸液、手套、接地手套錫銲後的產品，必須符合美國軍方銲性實驗的要求製程單元作業程序使用設備/工具作業時注意事項催熱試驗功能測試外觀檢查加速產品的老化，以確保產品的使用壽命測試產品的功能是否正常檢視產品的外觀，以符合客戶的要求測試器測試板、測試程式、鑷子、接地手環、手指套全自動測試器、銲線圖、測試程式、鑷子、接地手環、手指套、上下料夾具自動整腳機、顯微鏡、放大鏡、產品檢驗座、鑷子、接地手環、手指套開路測試範圍：8V閉路測試範圍：5MA功能測試則依據客戶的測試程式品質保證站以設定的產品允收水準，進行抽樣計畫以確保品質顯微鏡、放大鏡、晶片推力測試器、銲線拉力測試機、鑷子、接地手環、手指套------------------品質管制作業計畫機能原物料品管作業：1.材料入庫前，檢驗員依材料進料檢驗辦法檢驗原物料是否合於標準，檢驗合格者蓋上或貼上「允收」標籤始可入庫。2.檢驗不合格者，除蓋上「拒收」的標籤，並將發現之缺點記入「進料檢驗報告」送給有關部門，並通知供應廠商辦理退貨或換貨。3.存放期間妥當儲存，以維持材料品質。4.品管部門依原物料規格標準檢驗或抽驗，原物料合格後始能交由庫房入庫。5.品管部門抽驗不合格應將檢驗報告上記載之缺點提送物料鑑審會作最後決定，並據以決定退貨或重新分類良品及不良品。製程品管作業：1.訂定作業標準以為操作者及檢驗站工作人員之規範，並置於作業現場俾便做為操作人員作業之依據及製程與管理人員檢核之基準。2.操作人員依操作標準操作，並依規定實施自主檢查，將製造裝配情形及檢查結果予以記錄，以防止異常事件重複發生。3.若發覺員工不按操作標準時應加糾正。4.員工習慣性之行為易肇致危險及不良品者，針對其不良習慣動作施以訓練，並予以糾正之。5.領班人員依規定抽驗操作人員自主檢查執行情形。6.檢查人員確實依檢查標準檢查，不合格品檢修後需再經檢查合格後始得繼續流程。7.執行生產線上之檢驗員應抽驗機器及作業情況是否在檢驗規格要求內。8.在製品抽驗不合格者，應分析原因，若有爭議時並應送經物料鑑審會決定責任的歸屬及最後處置。9.品管部門依據「各作業站之製程品管」規定之抽驗次數派員於製造班次的任何時段巡迴抽驗，並做好製程管制與解析，以及將資料回饋有關單位。10.若檢驗發