Material cost saving in wire bond process using copper wire: Case study of selected semi-conductor factory
โดย กิจติศักดิ์ บัวคง
ปี 2557
บทคัดย่อ (Abstract)
การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดต้นทุนวัตถุดิบของการผลิตในกระบวนการเชื่อมลวดโดยใช้ลวดทองแดงมาทดแทนลวดทองคำด้วยเทคนิคซิกส์ ซิกม่าของการผลิตอุปกรณ์วงจรรวมโดยมีเป้าหมายเพื่อลดต้นทุนของวัตถุดิบลวดขนาด 20 ไมครอนในผลิตภัณฑ์ TSSOP56 และต้องปรับปรุงความสามารถของกระบวนการเชื่อมลวดให้เหมาะสมกับวัตถุดิบลวดทองแดงรวมทั้งต้องผ่านการทดสอบความน่าเชื่อถือได้ของผลิตภัณฑ์ตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ใน CTQ
ในการดำเนินการอาศัยขั้นตอนของซิกส์ ซิกม่าซึ่งเริ่มจากการระบุปัญหา พบว่าในวงจรรวมมีลวดทองคำเป็นองค์ประกอบคิดเป็นต้นทุนวัตถุดิบ ร้อยละ 42.5 ของวัตถุดิบทั้งหมด จึงต้องนำวัตถุดิบลวดทองแดงมาทดแทน การเปลี่ยนวัตถุดิบเป็นลวดทองแดงในกระบวนการเชื่อมลวดจะต้องหากรอบพารามิเตอร์ที่เหมาะสม โดยการใช้พารามิเตอร์หลัก คือ เวลาในการบอนด์ (Bond Time) อุณหภูมิในการบอนด์ (Bond Temp) พลังงานที่ใช้ในการบอนด์ (USG) และแรงกดในการบอนด์ (Force) เพื่อลดระยะเวลาในการเชื่อมติดให้เร็วขึ้นโดยกำหนดอุณหภูมิของการบอนด์ไว้ที่ 260±5 องศาเซลเซียส แล้วทำการปรับพารามิเตอร์ของ USG, Force และ Time โดยการออกแบบการทดลอง และวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อหาพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดแล้วนำไปปรับใช้
ผลจากการเปลี่ยนวัตถุดิบเป็นลวดทองแดงในกระบวนการเชื่อมลวดสามารถลดต้นทุนของวัตถุดิบได้ตามเป้าหมายคือ ร้อยละ 91.27 ต่อการผลิตงาน 1,000 หน่วย คิดเป็นมูลค่า 2,544,662 บาท ในเวลา 8 เดือน ผ่านการทดสอบความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ และความสามารถของกระบวนการอยู่ในดัชนีควบคุม Cpk >1.67
The purpose of this independent study was to reduce the raw material costs used in the production of wire bonding by using copper wire instead of gold wire with Six-Sigma’s technique for manufacturing integrated circuits. The goal is to reduce the cost of raw materials, such as wire with a diameter of 20 microns in TSSOP56 products and to improve the bonding capabilities of the wire in order to be suitable for raw materials such as copper wire and which must past a reliability test of the product according to terms set out in the CTQ.
The implementation process using Six Sigma began by identifying the problems, found in integrated circuits a gold wire elements representing 42.5% of total raw material costs, and should be replaced by copper wire. Changing the raw materials to copper during the wire bonding process requires finding a parameter window that is safe, by using the main parameters, which include bond time, bond temperature, USG, and bonding force.
The result of transforming raw materials into copper wire welding processes can reduce costs of raw material to meet the target of 91.27% per 1,000 units measured as a value of 2,544,662 THB in the past eight months. Pass the reliability test of these products and the ability of process control in the index Cpk> 1.67
Download : การลดต้นทุนวัตถุดิบในกระบวนการเชื่อมลวดโดยใช้ลวดทองแดง : กรณีศึกษา โรงงานตัวอย่าง เซมิคอนดัคเตอร์