半導体封止

解決策｜半導体封止分野のスマート監視

封止工程では、ウェーハ装置の品質が生産能力と製品品質に大きく影響します。予期せぬ装置停止を回避し、設備の健全性を監視することが重要です。

業界の動向導入の理由

2027年までに、先進封止市場は従来の封止市場を超えると予測 Yole Développementの産業分析レポートによると、2021年のIC封止市場規模は840億米ドルであり、そのうち先進封止市場は約380億米ドル（IC封止市場の44%）を占めています。先進半導体チップや複雑な封止構造の需要増加が、先進封止市場の成長を牽引しています。 2027年には先進封止市場が650億米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は約10%と見込まれ、市場シェアは50%以上に拡大する見込みです。

*その他の適用分野：工業、航空宇宙、医療など

*出典：Yole Développement、科学技術発展観測プラットフォーム

精密保守とメンテナンス導入のメリット

製造自動化と人員効率化の進展に伴い、従来の定期メンテナンスから精密保守への移行が不可欠です。人材資源を適切に配分し、エンジニアのメンテナンス効率を向上させることが求められています。設備の修理が必要かどうかを判断し、無駄な部品交換を削減することで、コストの最適化と修理時間の短縮を実現します。また、生産スケジュールの回復効率を高めることで、設備の稼働率を向上させます。

前工程の重要設備監視ポイント

予期せぬ装置停止は生産スケジュールに深刻な影響を与えます。そのため、設備の健全性をリアルタイムで監視することが不可欠です。製造プロセス監視を活用し、品質保護のための対策を講じ、異常を即座に警告します。これにより、不良品の大量発生を防ぎ、顧客利益を確保することができます。さらに、環境要因やESG課題、電力管理や二酸化炭素排出の最適化を進めることで、製造コストを削減し、管理を強化します。

M-Series 応用事例

ディスペンス量の安定性監視

ディスペンス機が制御する接着剤の吐出量は非常に重要であり、過剰または不足が製造プロセスに悪影響を及ぼす可能性があります。適切な吐出量により、接着剤が均一に分布し、気泡の発生や不均一な接着を防ぐことができます。さらに、十分な接着強度を確保することで、ウェーハがプロセス中に移動・ずれを起こさないようにします。

VMS-DDP 超高速圧力監視システム
吐出プロセスの圧力供給の動的信号をリアルタイムで監視し、吐出量が均一に維持されることを保証します。製品ごとに設定された適切なディスペンス圧力を基準に、監視のしきい値を設定。吐出動作ごとにデータを記録し、異常発生時の分析に活用できます。吐出プロセスの動的データをトレンド分析し、将来的な異常検出のための基準として活用できます。

2.5D上片リフロー工程の監視

2.5Dパッケージングのリフロー工程では、チップと基板の圧着が行われます。この際、エアシリンダーを使用して機械的な圧力を制御することが多く、圧着の完全性を確保するために非常に重要です。この制御により、確実なはんだ接合が可能となります。

VMS-M14 2.5D封止リフロー炉監視
2.5Dプロセスのフリップチップボンディング段階における上片機の監視を実施。ディスペンス後の材料との接着品質を監視し、エアシリンダーまたは電動シリンダーが加熱盤を昇降する際の振動値を測定します。機構の劣化や故障による異常振動を検出し、接着時の位置ずれを防止します。

フリップチップボンダー異常？ VMS-M14 2.5D封止リフロー炉設備監視

VMS-ML 適用事例

ウェーハダイシング装置の機構動作の品質をどのように監視するか？

スピンドルの加速動作やウェーハダイシングなどの機構動作中に発生する振動信号を取得し、良好な状態での基準学習および動作判定を実施します。基準との比較結果を通じて、繰り返しの動作を検出し、機械動作の品質を監視します。

VMS-ML 機械学習によるインテリジェント監視システム
監視可能な項目には、エアベアリングスピンドルの動作品質、ブレードホルダーおよびネジ品質、ブレードとカバーの締結品質、X Y Z 軸の動作、サーボモーター、位置決め保持品質、保守後の効果などが含まれます。

ウェーハダイシング装置の機構動作監視

ダイボンダーのリードスクリュー監視？

リードスクリューはダイボンダーの動作を制御し、ダイ（半導体チップ）を正確に基板上に配置するための重要な役割を果たします。スクリューの精度と安定性は、ダイの位置精度に直接影響を及ぼします。一部のダイボンダーでは、スクリューを使用して圧力を調整し、ダイが基板に適切に圧着されることを保証します。正しい圧着圧力は、良好なはんだ付けや接着を確保し、封止の信頼性を向上させるため、半導体封止の成功にとって極めて重要です。

ダイボンダーのリードスクリュー異常？

VMS-ML 機械学習インテリジェント監視システム
機械学習を用いてスクリューの動的基準を確立し、メンテナンス前後のスクリューの動作状態を比較できます。下図から、メンテナンス前は動作タイミングにばらつきがあり、動的類似度スコアが低下しています。しかし、メンテナンス後にはタイミングが安定し、動的類似度スコアが回復していることが確認できます。

IIoT 応用事例

Datacon 8800 フリップ吸着ノズルの気圧監視？

特定の時間点において、吸着動作が適切に行われたかを確認します。吸着動作が発生している場合、その時間区間の負圧特性値を計算し、この特性値に基づいて閾値を設定します。例えば、負圧最小値が -40 を上回る場合は、異常とみなすなどの基準を設けます。負圧異常が発生する原因として、電磁弁の故障やエア配管の破損が考えられます。

IIoT 気圧異常警報システム
システムでは以下の警報設定が可能です：・負圧が閾値を下回った場合の警報・正圧が閾値を超えた場合の警報また、Flipノズルの気圧異常発生時の詳細記録を行い、警報発生時間と圧力値をリアルタイムで表示します。

省エネルギーと炭素排出削減の同時管理？

近年、企業はカーボンニュートラルや排出削減目標の達成を求められるようになっています。これは持続可能な社会の実現に向けた世界的な取り組みの一環です。効果的な電力管理は持続可能な生産の達成に不可欠な要素であり、エネルギー消費の削減は自然資源の依存度を低減し、カーボンフットプリントを縮小することに繋がります。

また、多くの大手企業はサプライチェーンパートナーにも排出削減とカーボンニュートラルへの取り組みを求めており、製造プロセスにおける二酸化炭素排出管理の重要性がますます高まっています。

EMS 電力管理システム
本システムは分散した設備の電力消費を一元的に管理し、省エネを実現するだけでなく、電力データを活用して稼働率や炭素排出量を可視化し、デジタル管理によるコスト削減、詳細なエネルギー管理、自動メータリングによる人員の負担軽減を実現します。さらに、安全な生産環境の確保や設備の効率向上にも貢献します。

EMS 電力管理システム

サポート
その他の半導体分野関連

監視実績