益普SiFactory - OPLTS系统在三代半导体IGBT模组封测制造中的全量可追溯问题研究与实现

背景介绍

IGBT（绝缘闸极双极性晶体管）作为功率半导体皇冠上的明珠，主要应用在电动车（电控系统）与太阳能（逆变器）两大领域，与当前半导体行业普遍面临客户砍单压力不同，IGBT行业需求大开、疯狂抢货。加之半导体国产替代进度加快，近年来国内大量的IGBT高端制造产线在各地全面开花。

由于IGBT模组生产工艺复杂，且其生产模式与传统半导体封测制造有较大差异，同时汽车行业标准TS16949/VDA6.3有对质量管理体系的严苛要求，很多IGBT生产制造从业者呼唤一款精准符合行业特点的MES生产执行系统，以达到减轻管理压力，提高产品质量水平，降低生产成本的目标。

/ 行业问题 /

IGBT制造工序复杂，涉及技术环节多，具备较高的技术门槛。在模块封装过程中，需要将两个或以上的IGBT芯片和其他芯片贴片到DBC板上，多个DBC板安装到1个Substrate基板，然后用金属线键合连接，之后进行灌封，最后将电路密封在绝缘外壳内。制造过程中会覆盖DBC板和Substrate基板上的二维码，为生产过程中的物料的精确追溯带来了困难。

在包装过程中，针对每个内盒对应的模组，每个内盒装入的外箱，都需要有一个完整的全量追溯，也对生产过程的管理提出了挑战。

/ 解决方案 /

益普SiFactory - OPLTS (One Piece Level Traceability System)系统针对IGBT模组生产过程的痛点，提供了针对性的自动化解决方案，如下列举了几个常见的追溯应用场景，也欢迎各位行业从业者一起参与，共同交流。

01覆铜板DBC与芯片Die绑定。DA上芯设备在生产抓取芯片的过程中，设备摄像头通过边缘图像识别技术识别每一颗芯片的字符。在设备把芯片粘合在覆铜陶瓷片DBC的时候，与设备扫描到的DBC的二维码进行绑定，并通过SECS/GEM协议把数据传输给MES，实现生产订单中每一颗DBC与芯片Die的绑定。

02覆铜板DBC与基板Substrate绑定。二次回流焊设备的上位机软件通过API接口在MES系统获取批次内的所有DBC的序列号信息，并与设备扫描到的二维码比对。比对一致的情况下实现覆铜板DBC与基板Substrate的绑定。多个覆铜陶瓷基板DBC与1个基板Substrate形成组合，常见的比例是3:1。MES系统通过设备的API接口获取两者的对应关系，实现通过基板Substrate二维码序列号对DBC的序列号信息的追溯。

覆铜板

获取MES系统的生产工单比对信息。用于设备本地比对信息，进行防呆防错。

设备上位机执行MES系统的生产报工，对于制程的防呆防错提示。

03/基板Substrate与外壳二维码绑定。组装设备在生产完成后，外壳会覆盖住原有基板Substrate边缘的二维码，因此在生产的过程中，设备通过摄像头扫描，实现外壳二维码与基板Substrate二维码的绑定。同时设备通过API接口将数据推送到MES系统，实现生产订单与外壳二维码，及内部各组件材料的关联，实现单颗IGBT模组的全量追溯。

04/FT测试信息绑定。在FT终测过程中，设备通过摄像头扫描外壳二维码，实现外壳二维码与测试结果信息的绑定，并通过接口推送数据到MES系统。通过颗粒级的设备自动扫码管理与MES对接操作，实现免人工的MES自动上机下机报工管理，自动关联测试结果，完成报工过站不良的自动扣除。

05/包装标签打印及关联。通过单颗模组的二维码扫描，自动生产内盒标签，实现盒标签与单颗IGBT模组的关联。扫描内盒标签，自动生成外箱标签，实现外箱与内盒的绑定，最终实现单颗模组，内盒，外箱的关联。至此IGBT模组生产过程的完整的追溯链条已经形成，可以通过产品二维码实现对生产过程中的人员，设备，材料，工艺等的精确追溯。

结语

通过对IGBT模组生产过程中的关键环节进行管控，与设备对接，实现单颗级IGBT模组的生产过程4M1E的全量级生产追溯。过程中极大降低员工做操作工作量，实现设备的自动化操作与数据传输，提高生产效率。

益普SiFactory - OPLTS (One Piec Level Traceability System)系统是一款专注于半导体IGBT模组行业的MES制造执行系统。系统以半导体制造运营逻辑为核心，通过建立半导体工艺路线模型Process Plan、工艺控制参数模型，针对半导体特殊的多工序、流程化作业模式，研发自主可控的半导体批次作业流程引擎LOE（Lot Operation Engine），高度适配半导体产线运行逻辑，实现了半导体IGBT模组生产过程的颗粒级全流程追溯、在制品WIP管理、产量分析、良率分析、生产进度跟进、质量数据分析、设备数据采集、及FT测试数据管理等功能。

产品积淀深厚，应用客户众多，操作简单，上线快速，助力企业改善产品质量，提升管理效率，全心全意为集成电路国产化贡献力量。