Die Bonder（接着機）アームに異常発生？

診断実績｜Die Bonder（接着機）アームに異常発生？

Die bonder（接着機）は、PCB基板上にチップを固定する装置です。上片アームがPCB部材を所定の位置に搬送し、ディスペンスアームがチップ位置に接着剤を塗布、その後チップのピックアップおよびボンディング工程を経て1サイクルが完了します。技術がますます精密かつ複雑化する中、どのようにして工程の安定性と歩留まりを確保すれば良いのでしょうか？

Die Bonder（接着機）の作動原理

Die bonder（接着機）は、PCB基板上にチップを固定するための装置で、上片アームが部材を定位置に搬送し、ディスペンサーがチップ位置に接着剤を塗布、その後チップを取ってボンディングすることで1サイクルが構成されます。
Die bonding（ダイ接着）は半導体後工程の封止プロセスにおいて非常に重要な工程です。プロセスの進化に伴い、ウエハーのナノ化が進み、接着技術および品質基準はますます厳格になっています。各工程において微小な欠陥も許されないため、使用者は設備の動作をしっかりと把握する必要があります。そうすることで、装置の信頼性と安定性を確保することが可能になります。

監視の説明

EDGE IIOT エッジIoT ／ VMS-ML 機械学習インテリジェント監視システム
Die bonderは構成部品が多く、動作も複雑ですが、一定のサイクルに基づいた工程管理が可能です。たとえば、移動軸を監視し、電流ピークの変化をトレンドとして管理する方法があります。

エッジIoTを活用することで、複数の装置の状態を同時に把握・監視することができ、即座に状態を確認したり、トレンド管理を行うことが可能です。また、機械学習ベースの監視システムを用いてアーム信号を学習させ、標準化した学習モデルを構築することもできます。

測定状況

この事例は、接着機の上片アームおよびディスペンスアームの電流を監視したものです。

現状の説明
・人員配置：機台150台に対して2人が対応
・保守頻度：週あたり2台
・保守定義：稼働時間順による優先保守
・機台の状態を正確に把握できていない
・予期しない停止や緊急修理により保守スケジュールが遅延
・保守予定だった機台が修理対象に変更されるケースが多い
・保守前後の効果や差異が不明確

改善目標
・上片アームX軸モーターの電流信号ラインにセンサーを設置
・正常な機台の電流変化を定義
・機台の動作負荷による電流変化のしきい値を設定
・電流の不安定さを標準偏差アルゴリズムで検知し、異常の初期段階を把握
・機台の変化を把握し、メンテナンススケジュールを構築
・予知保守で軸方向の精密な修正位置を把握
・機台復帰前の状態を事前確認

テスト実験データ - 社内で定義された異常機台のPM前後における電流測定値

ディスペンスY軸の電流信号比較説明

正常機台におけるディスペンスY軸の電流信号測定状況

生産状況：フルスピード生産
平均値: 0.138311 ／標準偏差: 0.00231693

エリアピーク値の抽出

異常機台におけるディスペンスY軸の電流信号測定状況

生産状況：スローダウン生産
平均値: 0.0873548 ／標準偏差: 0.00433639

エリアピーク値の抽出

測定結果の結論

電流のエリアピーク値は、移動軸が各動作で受け取る電流信号のうち、定位置まで移動する際の最大電流値を示します。ソフトウェアが移動軸の動作結果を自動検出・抽出し、作業区間における電流変動を算出します。

エリアピーク値の最大値、平均値、標準偏差を算出します。

フルスピード生産時の移動軸における電流ピーク信号の標準偏差は、スローダウン生産時の信号よりも依然として小さいことが分かります。
移動軸の電流ピークを自動で抽出することにより、電流の上昇・下降や停止状態での電流背景値といった不要な演算データを減らすことができ、平均値・最大値・標準偏差といった統計値で塗布移動軸の安定性管理がより明確になります。
さらに、移動軸の電流ピーク変動に基づいてトレンド管理を行うことで、装置の変化を早期に検知し、保守スケジュールを事前に準備できます。

すべての動作を監視し、電流の動的信号を把握することで、毎回の電力供給を均一に保ちます。製品ごとに設定された電流値に基づき、精度基準に応じた監視しきい値を設定します。すべての動作データを記録し、将来の異常解析に活用できます。さらに、動的プロセスの区間データからトレンドグラフを生成し、異常判定の第2基準として活用します。

ピックアンドプレース品質監視IoT

すべての動作を監視し、毎回の電力供給を均一に保ちます。