中 華 大 學

碩 士 論 文

題目失效模式與效應分析於雷射蓋印機台

之應用與案例改善mdash以個案公司為例

系 所 別科技管理研究所

學號姓名M09103051 李坤依

指導教授鄧維兆 博士

中華民國九十三年七月

i

失效模式與效應分析於雷射蓋印機台之應用與

案例改善mdash以個案公司為例

學生李坤依 指導教授鄧維兆博士

摘要

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects Analysis FMEA）

是用在可靠度管理的技術這是一種防範於未然的手法其目的在強

調可於系統在失效前針對系統的失效進行探討並應用可靠度方塊

圖及各項風險評估手法分析其對系統的影響程度並且能在系統失

效尚未發生之前採取有效的改善措施以避免失效發生或減低發生

的機率

由相關的文獻探討可知失效模式與效應分析已經被成功的應用

在航空業及汽車業也被廣泛的應用在各項電子電機機械乃至

於民生用品及服務業本研究則再更進一步的闡述將其應用於半導

體測試廠的雷射蓋印機台先行將機台區分為三大子系統進行評估

各子系統的失效模式然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理

且有效的解決方案並且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產

出良率並估算其花費成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的

期望能提供機台使用者及相關製程的廠商作為參考

關鍵詞 失效模式與效應分析雷射蓋印

ii

誌謝

研究所兩年來承蒙指導教授鄧維兆博士耐心悉心的指導無

論在課業或是生活上均給予最大的支持其謙沖且嚴謹的待人處事與

治學態度以及豐富且紮實的學識皆令學生萬分敬佩亦是學生學習

的典範能在恩師的帶領下學習與成長是學生莫大的榮幸

本篇論文的完成感謝陳文欽博士田墨忠博士以及鄧維兆博士

等口試委員於百忙之中撥空指導提供諸多寶貴意見使得本論文得

以更加完善在此一併致謝研究期間亦感謝同窗好友的關懷

最後要感謝我的家人及同事感激之情非筆墨能形容最後僅以本論

文獻給曾經關心照顧我的師長朋友以及家人

李坤依謹識於中華科管所

中華民國93年7月31日

iii

目錄

摘要 i

誌謝 ii

目錄 iii

圖目錄v

表目錄vi

第一章 緒論1

11 研究背景1

12 研究動機2

13 研究目的3

14 研究方法4

15 研究流程4

16 研究範圍與限制5

17 論文結構6

第二章 文獻探討7

21 失效模式與效應分析之作業架構7

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義8

23 失效模式與效應分析之歷史沿革8

24 失效模式與效應分析之目的10

25 失效模式與效應分析的實施程序11

26 失效模式與效應分析之風險評估17

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益22

第三章 印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立 24

31 各項蓋印異常24

32 雷射蓋印機台的進料區27

33 雷射蓋印機台的雷射打印區29

34 雷射蓋印機台的出料區29

35 子系統的失效模式分析31

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立31

第四章 射蓋印機台之改善方案37

41 雷射蓋印偏移之探討37

iv

42 CCD 定位系統介紹及使用37

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證43

第五章 結論與建議47

51 結論47

52 建議48

參考文獻49

v

圖目錄

圖 11 論文研究流程 5

圖 21 FMEA 的作業架構7

圖 22 系統數字編號圖13

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖16

圖 24 關鍵性矩陣17

圖 25 風險評估示意圖21

圖 26 風險水準法22

圖 31 印碼模糊25

圖 32 印碼偏移25

圖 33 印碼傾斜26

圖 34 印碼斷字26

圖 35 印碼反向27

圖 36 多重印碼27

圖 37 進料區28

圖 38 進料傳送28

圖 39 雷射打印區29

圖 310 出料區（一） 30

圖 311 出料區（二） 30

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖38

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖39

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖39

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖40

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖40

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）41

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）41

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一42

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二42

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三43

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

i

失效模式與效應分析於雷射蓋印機台之應用與

案例改善mdash以個案公司為例

學生李坤依 指導教授鄧維兆博士

摘要

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects Analysis FMEA）

是用在可靠度管理的技術這是一種防範於未然的手法其目的在強

調可於系統在失效前針對系統的失效進行探討並應用可靠度方塊

圖及各項風險評估手法分析其對系統的影響程度並且能在系統失

效尚未發生之前採取有效的改善措施以避免失效發生或減低發生

的機率

由相關的文獻探討可知失效模式與效應分析已經被成功的應用

在航空業及汽車業也被廣泛的應用在各項電子電機機械乃至

於民生用品及服務業本研究則再更進一步的闡述將其應用於半導

體測試廠的雷射蓋印機台先行將機台區分為三大子系統進行評估

各子系統的失效模式然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理

且有效的解決方案並且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產

出良率並估算其花費成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的

期望能提供機台使用者及相關製程的廠商作為參考

關鍵詞 失效模式與效應分析雷射蓋印

ii

誌謝

研究所兩年來承蒙指導教授鄧維兆博士耐心悉心的指導無

論在課業或是生活上均給予最大的支持其謙沖且嚴謹的待人處事與

治學態度以及豐富且紮實的學識皆令學生萬分敬佩亦是學生學習

的典範能在恩師的帶領下學習與成長是學生莫大的榮幸

本篇論文的完成感謝陳文欽博士田墨忠博士以及鄧維兆博士

等口試委員於百忙之中撥空指導提供諸多寶貴意見使得本論文得

以更加完善在此一併致謝研究期間亦感謝同窗好友的關懷

最後要感謝我的家人及同事感激之情非筆墨能形容最後僅以本論

文獻給曾經關心照顧我的師長朋友以及家人

李坤依謹識於中華科管所

中華民國93年7月31日

iii

目錄

摘要 i

誌謝 ii

目錄 iii

圖目錄v

表目錄vi

第一章 緒論1

11 研究背景1

12 研究動機2

13 研究目的3

14 研究方法4

15 研究流程4

16 研究範圍與限制5

17 論文結構6

第二章 文獻探討7

21 失效模式與效應分析之作業架構7

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義8

23 失效模式與效應分析之歷史沿革8

24 失效模式與效應分析之目的10

25 失效模式與效應分析的實施程序11

26 失效模式與效應分析之風險評估17

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益22

第三章 印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立 24

31 各項蓋印異常24

32 雷射蓋印機台的進料區27

33 雷射蓋印機台的雷射打印區29

34 雷射蓋印機台的出料區29

35 子系統的失效模式分析31

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立31

第四章 射蓋印機台之改善方案37

41 雷射蓋印偏移之探討37

iv

42 CCD 定位系統介紹及使用37

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證43

第五章 結論與建議47

51 結論47

52 建議48

參考文獻49

v

圖目錄

圖 11 論文研究流程 5

圖 21 FMEA 的作業架構7

圖 22 系統數字編號圖13

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖16

圖 24 關鍵性矩陣17

圖 25 風險評估示意圖21

圖 26 風險水準法22

圖 31 印碼模糊25

圖 32 印碼偏移25

圖 33 印碼傾斜26

圖 34 印碼斷字26

圖 35 印碼反向27

圖 36 多重印碼27

圖 37 進料區28

圖 38 進料傳送28

圖 39 雷射打印區29

圖 310 出料區（一） 30

圖 311 出料區（二） 30

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖38

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖39

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖39

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖40

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖40

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）41

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）41

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一42

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二42

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三43

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

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26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

ii

誌謝

研究所兩年來承蒙指導教授鄧維兆博士耐心悉心的指導無

論在課業或是生活上均給予最大的支持其謙沖且嚴謹的待人處事與

治學態度以及豐富且紮實的學識皆令學生萬分敬佩亦是學生學習

的典範能在恩師的帶領下學習與成長是學生莫大的榮幸

本篇論文的完成感謝陳文欽博士田墨忠博士以及鄧維兆博士

等口試委員於百忙之中撥空指導提供諸多寶貴意見使得本論文得

以更加完善在此一併致謝研究期間亦感謝同窗好友的關懷

最後要感謝我的家人及同事感激之情非筆墨能形容最後僅以本論

文獻給曾經關心照顧我的師長朋友以及家人

李坤依謹識於中華科管所

中華民國93年7月31日

iii

目錄

摘要 i

誌謝 ii

目錄 iii

圖目錄v

表目錄vi

第一章 緒論1

11 研究背景1

12 研究動機2

13 研究目的3

14 研究方法4

15 研究流程4

16 研究範圍與限制5

17 論文結構6

第二章 文獻探討7

21 失效模式與效應分析之作業架構7

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義8

23 失效模式與效應分析之歷史沿革8

24 失效模式與效應分析之目的10

25 失效模式與效應分析的實施程序11

26 失效模式與效應分析之風險評估17

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益22

第三章 印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立 24

31 各項蓋印異常24

32 雷射蓋印機台的進料區27

33 雷射蓋印機台的雷射打印區29

34 雷射蓋印機台的出料區29

35 子系統的失效模式分析31

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立31

第四章 射蓋印機台之改善方案37

41 雷射蓋印偏移之探討37

iv

42 CCD 定位系統介紹及使用37

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證43

第五章 結論與建議47

51 結論47

52 建議48

參考文獻49

v

圖目錄

圖 11 論文研究流程 5

圖 21 FMEA 的作業架構7

圖 22 系統數字編號圖13

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖16

圖 24 關鍵性矩陣17

圖 25 風險評估示意圖21

圖 26 風險水準法22

圖 31 印碼模糊25

圖 32 印碼偏移25

圖 33 印碼傾斜26

圖 34 印碼斷字26

圖 35 印碼反向27

圖 36 多重印碼27

圖 37 進料區28

圖 38 進料傳送28

圖 39 雷射打印區29

圖 310 出料區（一） 30

圖 311 出料區（二） 30

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖38

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖39

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖39

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖40

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖40

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）41

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）41

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一42

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二42

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三43

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

iii

目錄

摘要 i

誌謝 ii

目錄 iii

圖目錄v

表目錄vi

第一章 緒論1

11 研究背景1

12 研究動機2

13 研究目的3

14 研究方法4

15 研究流程4

16 研究範圍與限制5

17 論文結構6

第二章 文獻探討7

21 失效模式與效應分析之作業架構7

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義8

23 失效模式與效應分析之歷史沿革8

24 失效模式與效應分析之目的10

25 失效模式與效應分析的實施程序11

26 失效模式與效應分析之風險評估17

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益22

第三章 印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立 24

31 各項蓋印異常24

32 雷射蓋印機台的進料區27

33 雷射蓋印機台的雷射打印區29

34 雷射蓋印機台的出料區29

35 子系統的失效模式分析31

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立31

第四章 射蓋印機台之改善方案37

41 雷射蓋印偏移之探討37

iv

42 CCD 定位系統介紹及使用37

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證43

第五章 結論與建議47

51 結論47

52 建議48

參考文獻49

v

圖目錄

圖 11 論文研究流程 5

圖 21 FMEA 的作業架構7

圖 22 系統數字編號圖13

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖16

圖 24 關鍵性矩陣17

圖 25 風險評估示意圖21

圖 26 風險水準法22

圖 31 印碼模糊25

圖 32 印碼偏移25

圖 33 印碼傾斜26

圖 34 印碼斷字26

圖 35 印碼反向27

圖 36 多重印碼27

圖 37 進料區28

圖 38 進料傳送28

圖 39 雷射打印區29

圖 310 出料區（一） 30

圖 311 出料區（二） 30

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖38

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖39

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖39

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖40

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖40

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）41

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）41

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一42

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二42

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三43

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

iv

42 CCD 定位系統介紹及使用37

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證43

第五章 結論與建議47

51 結論47

52 建議48

參考文獻49

v

圖目錄

圖 11 論文研究流程 5

圖 21 FMEA 的作業架構7

圖 22 系統數字編號圖13

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖16

圖 24 關鍵性矩陣17

圖 25 風險評估示意圖21

圖 26 風險水準法22

圖 31 印碼模糊25

圖 32 印碼偏移25

圖 33 印碼傾斜26

圖 34 印碼斷字26

圖 35 印碼反向27

圖 36 多重印碼27

圖 37 進料區28

圖 38 進料傳送28

圖 39 雷射打印區29

圖 310 出料區（一） 30

圖 311 出料區（二） 30

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖38

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖39

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖39

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖40

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖40

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）41

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）41

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一42

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二42

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三43

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

v

圖目錄

圖 11 論文研究流程 5

圖 21 FMEA 的作業架構7

圖 22 系統數字編號圖13

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖16

圖 24 關鍵性矩陣17

圖 25 風險評估示意圖21

圖 26 風險水準法22

圖 31 印碼模糊25

圖 32 印碼偏移25

圖 33 印碼傾斜26

圖 34 印碼斷字26

圖 35 印碼反向27

圖 36 多重印碼27

圖 37 進料區28

圖 38 進料傳送28

圖 39 雷射打印區29

圖 310 出料區（一） 30

圖 311 出料區（二） 30

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖38

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖39

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖39

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖40

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖40

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）41

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）41

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一42

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二42

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三43

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

vi

表目錄

表 21 關鍵性分析表18

表 22 發生度19

表 23 難檢度20

表 24 嚴重度20

表 25 風險水準法的因子判斷原則21

表 31 嚴重度評分標準31

表 32 發生度評分標準32

表 33 難檢度評分標準33

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料33

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料34

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表34

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前43

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後44

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表44

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

1

第一章 緒論

自二千年以來國際經濟情勢大幅下滑尤其以半導體產業更為

首當其衝者幾乎所有的半導體廠商皆處於虧損的狀態而無一倖免

再加上美國對台灣半導體製造廠商採取所謂的反傾銷的策略加入世

界貿易組織及保護政策漸漸除去等等因素影響以至於在這波內外環

境的衝擊下國內半導體業者淘汰了不少的廠商但也促進了半導體

廠商更能往下一代的製程發展包括了 011μm 製程的研發及十二吋

晶圓廠的建廠等各個半導體廠商除了加速先進製程的研發外這幾

年也大量的購買先進機台除了大幅提高了產能外半導體各個廠商

亦將產品功能強使用的性能優越可靠度高售後服務與安全列為

主要目標廠商除了發展研發設計製程能力原物料機台操作等

科技都需有足夠的能力來配合外更要有可靠度工程相關技術方面的

充份能力方能製成品質優良的產品

11 研究背景

在半導體前段廠（包括晶圓廠及 DRAM 廠）於二ΟΟ三年初開始

復甦的同時半導體後段廠（包括封裝廠及測試廠）卻一直無法感受

到這波景氣的復甦主要原因除了因為前後段的製程相差了四個月左

右的製程以外於一九九九年開始半導體封裝及測試廠積極擴大產

能以致於產能過剩使得封裝及測試廠的廠商投資腳步變慢在這

波的半導體前段廠積極的開出產能的同時半導體後段廠卻維持保守

的心態尤其以測試廠為最其中最主要的原因是因為測試機台過於

昂貴因此遲自二ΟΟ三年年終各測試廠才開始緩步購買測試機台

然而測試廠製程除了測試以外另外還有炙燒（Burn In）及後段（Back

End）而後段製程又包括了蓋印（Marking）腳型檢測（Lead Scan）

及捲帶包裝（Tape and Reel）等三個製程其中蓋印製程分為油墨蓋

印（ Ink Mark）與雷射蓋印（Laser Mark）油墨蓋印是將調製完成的

白膠將足以代表客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要求必

須標示出之印碼蓋印於 IC 膠體上方但因其乃為高污染的製程因此

已經逐漸的不被國際世界所接受而雷射蓋印乃為一破壞性的製程

同樣的其目的亦是將客戶的 Logo IC 之型式與速度及其它客戶要

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

2

求必須標示出之印碼燒印在 IC 膠體上方而不同於油墨蓋印的則是雷

射蓋印乃是屬於破壞性的而且當如果該型機台並無有效的維護定

期的保養與適時的零件更換不僅對於產出與交期會有相當的影響

若是產品的蓋印品質不良甚至會導致整批性的報廢造成公司難以

估計的賠償而腳型檢測之製程乃是對於各項 IC 產品的外觀與腳型進

行檢查目的是在於確保 IC 在進行日後之 SMT 製程時能夠順利的

黏著雖然不至對 IC 之功能產生任何影響但如果出貨之產品不能夠

順利黏著則仍為一項品質的疏失且易被客戶抱怨要求重新加工

乃至於求償對公司的聲譽仍會造成影響捲帶包裝則是將產品以捲

帶的方式代替傳統以脆盤（Tray）包裝出貨方便使用於各種不同型

式的 SMT 機台

12 研究動機

IC 測試業是一種進入門檻低但所耗費於機器設備之資金資金卻

是十分龐大而測試廠並無所謂的自有產品或者是客戶委託加工生產

的產品有的只是對於客戶為了確保 IC 成品之功能與速度進而委請

IC 測試廠對於 IC 進行各種功能性之測試由於 IC 之各種功能之好壞

與多寡直接的影響到各產品的價值因此各家廠商皆對於如何提昇各

測試機台之測試效率如何減少誤宰（Overkill）與誤放（Underkill）

乃至於減少產品重測的時間及各型機台的維護與保養等等皆已經進

行了相當程度的研究與人力和資金的投入但是對於後段製程所使用

的各項機台卻總是被疏忽的一群以此次研究之某 IC 測試廠來說

除了要求設備維修人員加強保養及檢修以外短時間內並無新購機台

的計劃因此目前所使用的機台皆為一九九九年以前購買的機台不

僅機台老舊所產出的產品其品質也是令人憂心根據統計該公司

之炙燒（Burn In）和測試機台之總和與後段機台之比例為 5 比 1但

以二ΟΟ三年每個月的維護保養費用來看總平均投入費用為三百萬

元其中炙燒與測試機台所編列之維護保養費用之總共金額為二百八

十萬而後段機台所編列之維護保養費用之總金額僅有二十萬再就

設備維修人力來看炙燒與測試設備維修人力共約九十人而後段維

修人力則僅約十人由此可見後段機台不管是在維護保養之費用或者

維修人員皆是呈現不足的情況因此運用失效模式與效應分析以

有限的經費及有限的人力以最經濟的方法確實執行對後段所屬之

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

3

機器設備之性能所可能產生之異常進行有效的防制與修護乃是本

研究的主題

13 研究目的

回顧一九八Ο年代初期日本製的汽車電子產品及各項的消費

性商品在美國及世界各地造成一股炫風其最主要的原因乃為日本

製產品品質優良因此在一九八八年美國三大汽車廠（福特克萊

斯勒與通用汽車）引進了 QS9000而其中最主要的概念乃是美國航

空太空總署發展ldquo登月計劃時所用的品質保證技術當中即包含了

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）試

圖以這樣的方法來改善品質以提高產品的品質進而提昇顧客滿意

度而這樣的實施結果也的到了不錯的成效

而在半導體產業中產品的可靠度乃為各公司的利基而可靠度

分析必須依賴各種品管手法的維持其中失效模式與效應分析乃為

必要的手法之一如何應用失效模式與效應分析針對產品與機台的

各種潛在失效模式以更換維修及保養等方法減少失敗再現率進

而提昇製程能力及機台穩定性提高產品良率降低製造成本與增加

利潤使得整個公司在國際半導體市場中更具有競爭力

本研究的主要對象為半導體產業中的測試廠當中的雷射蓋印機

台在整個半導體製程中雷射蓋印製程乃為一識別該顆 IC 是否為良

品該顆 IC 的等級等等可識別的方法當一顆 Die 經過封裝後至測試

廠測試完成確定該 IC 為良品後就需將代表客戶及該 IC 的正印印

製在 IC 膠體上方但如果因雷射蓋印機台的不穩定或者是故障導致

該顆 IC 報廢對顧客將是無法接受的損失

失效模式與效應分析已經被成功的應用在航空業及汽車業也被

廣泛的應用在各項電子電機機械乃至於民生用品及服務業本

研究則在更進一步的闡述將其應用於半導體測試廠的雷射蓋印機

台先行將機台區分為三大子系統進行評估各子系統的失效模式

然後針對風險領先指數較高的子系統提出合理且有效的解決方案並

且實際比較改善前的系統與改善後的系統之產出良率並估算其花費

成本與節省成本驗證此改善方案是有效益的期望能提供機台使用

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

4

者及相關製程的廠商作為參考

14 研究方法

失效模式與效應分析其主要目的是利用分析表針對各項系統

產品製程及機台所可能產生或發生的潛在失效模式進行分析其發

生的原因與可能造成的影響並針對其影響的嚴重性進行改善優先順

序的評估然後採取有效的改善活動以防止各種可能失效的發生或

者針對長久無法改善的問題進行各種實驗以解決問題提高產品的品

質與良率

而隨著 e 世代的來臨客戶的產品更形多樣化客戶對訂單的交

期及產品的品質也愈來愈嚴格為滿足高品質多樣化的客戶要求

半導體廠商對於設備故障所造成品質的影響造成產品的損害的控制

也愈來愈嚴謹因此各廠商無不在最經濟的成本控制下確保每一

機台運轉製造的穩定性

本研究的方法乃是以可靠度工程之手法與 QS9000 所要求之統計

技術失效模式與效應分析（FMEA）來應用於後段之雷射蓋印機台

設備以各相關部門之工程師作業員與其他相關支援部門之工程師

組成一專案小組負責評估該機器設備之失效模式決定各項風險因

子之等級並計算出風險係數再將此風險係數交由設備單位決定

改善順序並訂出改善方法與日期該專案小組定期召開會議以監督

並確保所提出之改善方法皆如期進行與完成適時檢討改善後之各項

風險因子之變動與訂立下一個改善目標並且利用執行改善方法前與

執行改善方法後之生產資料的收集與分析研判執行之成果藉由這

樣的一個方法來達成機器設備之穩定性與所生產產品之品質

15 研究流程

本研究將以失效模式與效應分析的風險評價方法應用於本研究

對象公司內的雷射蓋印機台先透過相關文獻的介紹與探討 FMEA 風

險評價方法透過該公司所成立之失效模式與效應分析專案小組評

估雷射蓋印機台的失效模式並計算出風險係數然後交由該公司設備

單位針對影響較鉅之失效模式進行改善作業並將無法有效改善的失

效模式提出與相關機器設備代理商共同研究找出有效且合理解決的

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

5

方案最後針對該解決方案提出使用上的建議與未來的研究方向提

供相關廠商參考本論文研究流程如圖 11 所示

圖 11 論文研究流程

16 研究範圍與限制

本研究範圍是以某 IC 測試廠之雷射蓋印機器設備為例因各測試

廠所擁有之雷射蓋印機器設備之機型皆不盡相同因此僅能列舉本研

究論文所探討之測試廠所使用之機型進行研究

又機器設備之改善與其改善後之成效驗證皆需花費相當多時間

進行規劃與觀察再者本研究所進行探討之 IC 測試廠進行 FMEA

之活動時間僅有一年故僅能對於主要改善項目給予對策實施因此

所研究之項目並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對可能

的異常已經全部皆進行了改善行動

研究限制為以下三點所述

一本研究僅限於所取得資料之某 IC 測試廠對於其它 IC 測試廠則

受限於各公司之專業技術與商業機密資料取得較為困難

確立研究對象

文獻探討與回顧

區分機台各部位結構

各部位失效模式建立

與相關單位討論並提出改善措施

結論與建議

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

6

二本研究所探討之各型機器設備為該被研究之 IC 測試廠所有其研

究方法與結果並不能代表其它 IC 測試廠之相同型號之機器設

備或者不同機型之機器設備

三本研究所探討之 IC 測試廠進行失效模式與效應分析之活動僅一

年故研究結果僅能代表該型號之機器設備之主要改善項目以獲

得改善行動並不能代表該機器設備已經獲得完整的改善或者對

可能的異常已經全部皆進行了改善行動

17 論文結構

本論文共分為五個章節來進行研究各章節內容簡述如下

第一章 緒論本章說明了本研究的研究背景動機目的方法

流程與研究限制

第二章 文獻探討針對失效模式與效應分析的定義與歷史沿革作說

明然後針對現行的失效模式與效應分析的目的實行程序

及其中的風險評估進行探討最後針對失效模式與效應分析

的適用對象及其預期可產生的效益作歸納

第三章 雷射蓋印機台的失效模式與效應分析之建立區分雷射蓋印

機台各部結構並將失效模式與效應分析導入分析各部結

構之潛在失效模式並說明如何選用評價之風險領先指數

然後依據風險領先指數之高低決定改善順序並交由設備工

程師提出改善方法及日期

第四章 將無法解決或者執行改善措施後並無太大成效的失效模式

提出然後與相關機台設備製造或代理商討論並研究其它可

行之改善方案並重新制定改善後之失效模式與效應分析表

及統計資料

第五章 結論與建議整理歸納本研究提出之針對雷射蓋印機台無法

以現行改善措施之問題提出機台設備製造或代理商討論之

結果提供相關使用雷射蓋印機台之廠商作為後續之參考

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

7

第二章 文獻探討

在第二章中將就本研究中所應用的失效模式與效應分析之相關理

論文獻進行探討以作為本研究基礎

21 失效模式與效應分析之作業架構

失效模式與效應分析（Failure Mode and Effects AnalysisFMEA）

為一種防範於未然的可靠度管理技術【492223】其主要目的是

在於利用結構性的程序並且在系統尚未失效之前採取以所有相關

單位進行討論的方式發現系統潛在的失效模式發覺系統潛在的失

效原因並分析各個子系統對主要系統的影響關係使得系統在未發

生失效之前能夠讓相關單位提出適當的改善措施用以減少或避免

失效的發生機率或者減低發生的機率圖 21 為 FMEA 的作業架構【2

312】

RReliability

MMaintainability

SSSafety System

圖 21 FMEA 的作業架構【2312】

產品設計

概念 系統

設計

子系統

細部

設計 組件

機能

草圖

可靠性支援

RMSS 審查

設計修正變更

藍圖核定

分

析

系統功能

方塊圖

系統可靠

度

損害

嚴重

等級

失效

經驗

固有

經驗

FMEA 評價

可靠性問題

改正行動

元件

子系統

系統

分析失效效應

分析潛在失效現象

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

8

22 失效模式與效應分析之相關名詞定義

在實施失效模式與效應分析之作業時必須先行了解其中相關的

名詞定義【1517】

一可靠度（Reliability）定義產品於規定的時間或任務內及在相關

的環境應力之條件下所被要求其產品可以發揮能力的性質

二失效（Failure）定義一系統子系統或者該模組零組件在設

定的時間內其因不能完成預定的任務而表現出失去其能力的狀

態

三失效模式（Failure Mode）定義其可具體說明各種失效發生的原

因如斷裂磨損震動偏移變形或燒毀等等

四嚴重度（Severity）定義在某一失效發生後該系統或者是模組

於執行任務時所產生的影響並評估其對產品下一製程乃至於

顧客所產生的嚴重程度

五發生度（Occurrence）定義某失效模式可能會發生的機率通常

會以某一固定期間會發生的次數來決定其等級

六難檢度（Detection）定義某項產品模組或製程當中之失效模式

能夠被檢測或發現的程度或者產品之失效能被顧客所發覺出來

的機率

23 失效模式與效應分析之歷史沿革

在一九五Ο年代之前當時的飛機發動機皆為螺旋槳推進而其

操縱系統皆是以油壓裝置及電路裝置等較為複雜的系統所組成而當

在一九五Ο年初期飛機的發動機演變為更先進的噴射式推進為了

改善以油壓裝置及電路裝置等較為複雜且反應較慢的系統提昇其操

作之可靠性因此美國格魯曼（Grumman）公司開發出了利用失效模

式與效應分析的方法並且將之利用於噴射機的主操縱系統上成功

的改善了噴射機之主操縱系統之可靠性而在一九五七年Boeing 與

Martin Marietta 公司為了使其所生產的飛機能夠具有更為有效的可靠

度因此在其工程手冊中正式將失效模式與效應分析列入其作業程序

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

9

中一九六三年美國國家航空太空總署（National Aeronautics and Space

AdministrationNASA）推動阿波羅（APOLO）計劃時要求該計劃

中所有零組件供應商皆須推動實施失效模式與效應分析自此開始美

國之所有重要的太空計劃中【16】皆要求實施失效模式與效應分析

且成效極大也因此美國軍方及工業界也開始將失效模式與效應分析

使用於設計審查作業當中一九六九年Crown 對失效模式與效應分

析做了定義他指出失效模式與效應分析的作業架構一般是在產品

生命週期的早夭期開始實施用來提升產品與製程的可靠性降低日

後實施各項改善措施的成本而美國軍方並於一九七四年出版了軍用

標準 MIL-STD-1629規定失效模式與效應分析為標準作業程序【19

2124】

一九七七年福特汽車公司在產品的設計研發及製造初期為了

解決產品設計與製造上之潛在問題成功的利用了失效模式與效應分

析的方法進而有效的提昇產品的品質並且於一九八四年發表了失

效模式與效應分析手冊（Potential Failure Mode and Effects Analysis

Handbook）並大力推廣使用隨後美國各大汽車製造公司也陸續的推

動失效模式與效應分析應用於其汽車生產及各零組件供應商並且將

失效模式與效應分析區分為設計失效模式與效應分析及製程失效模式

與效應分析要求其供應商針對其所供應的產品進行設計與製程之失

效模式與效應分析並將這兩種失效模式與效應分析列為重點考核項

目但由於各公司的失效模式與效應分析之表格及規定皆不盡相同

相對的也使得各零組件供應商的負擔相形沉重為了有效改善這一現

象在美國品管學會（ASQC）的贊助與推動下美國三大汽車製造

公司「福特（Ford）」「克萊斯勒（Chrysler）」與「通用汽車（General

Motor）」等的「汽車互助團（AIAG）」開始致力於整合各汽車公司所

制定之表格及規定終於於一九九三年完成了『潛在失效分析參考手

冊』藉由此份手冊汽車工業對於失效分析之表格規定與程序有了

統一也因此奠定了失效模式與效應分析在工業應用上的地位同年

美國車輛工程學會也於車輛的設計上將失效模式與效應分析結合了

同步工程與專家系統更有效的提昇生產之車輛的品質

隨著科技的進步包括太空航空國防汽車電子機械

造船乃至於環保及服務業等等產業也都開始積極的推動實行失效

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

10

模式與效應分析例如林進財陳啟斌等【10】提出利用失效模式與

效應分析的手法於銀行授信避險決策分析盧昆宏提出利用失效模式

與效應分析於提昇壽險業務的可靠度Willy【26】則是提出將失效模

式與效應分析應用在 ISO14001 環境管理系統上對於新產品製造之

潛在環境風險作分析Wang and Labrie【27】將失效模式與效應分析

與布林代數法結合應用於系統安全設計上張清亮陳文欽蔡志

弘【8】利用失效模式與效應分析的技術針對醫療器材進行產品的風險

分析盧昆宏則將失效模式與效應分析應用到資源回收系統上羅應

浮【14】在專案管理上應用了失效模式與效應分析用以掌握各專案

的品質成本及安全等關鍵性因素

24 失效模式與效應分析之目的

失效模式與效應分析是一種結構化的系統程序方法在其中包括

了各種失效模式之整合與各種失效模式的效應分析其主要目的是為

了能夠及早發現潛在的失效模式並期望於分析預測當系統失效發生

時了解該失效會對系統和其上一層的子系統所造成的各種影響能

夠對系統的失效原因提出有效的對策採行各種預防的措施或改善對

策以期能提高產品或系統的可靠度

根據相關文獻失效模式與效應分析可以分為設計失效模式與效

應分析及製程失效模式與效應分析等兩種申論如下

一設計失效模式與效應分析

以往設計者多半只能根據符合性能的要求進行設計構想依

其是否能兼顧顧客的可靠度要求進行設計此種做法在選擇設計

構想階段往往無法考慮得很具體只能依照設計者的經驗做決

定而利用失效模式與效應分析進行設計可以進行分析產品的

各項設計參數並有效運用統計技術再透過堅實完整的設計程

序與品質改進用以確保研製產品的可靠度水準

設計失效模式與效應分析其主要目標是在於使產品具備最大

的固有可靠度最大的操作可靠度最低的總製造成本為達成

這三項的設計目標設計工程人員於概念定義階段至設計確定階

段的整個研究發展過程中透過嚴謹的作業分析詳細列出製程

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

11

中每一個環節步驟的潛在失效模式並評估其影響程度用以決

定其設計改善的優先順序並使失效的發生能被有效的防止為

了達成預定的效益設計失效模式與效應分析應配合設計發展的

各個程序反覆的進行驗證以便確認所有系統中可能發生失效的

原因都已被檢查出並針對這些可能的失效原因儘早提出設計變

更或系統修改使產品的設計能夠最佳化

二製程失效模式與效應分析

在已經完成的系統或模組中因為設計概念系統功能及選

用材料都已經固定而當使用者於發現問題時往往已經造成生

產的產品相當大的損害在以往使用者只能在問題發生時針

對發生問題的子系統進行維修如此並無法有效的預期系統發生

失效的情況進而採取預防的工作因此製程失效模式與效應分

析提供了一個讓使用者能夠有效的防止可能發生失效原因的方

法讓使用者能夠儘早針對失效模式提出改善措施或降低失效的

發生率

製程失效模式與效應分析其主要目的是在製造或組裝各項新

系統或新製程乃至於變更舊系統或舊製程中由工程人員利用

失效模式與效應分析所提供的分析與統計的手法列出並計算可

能的失效模式與其影響的程度並藉此找出系統中各失效模式的

可能發生原因及其發生率工程人員必須尋找各種有效的方法以

避免失效模式的再發生或者降低其發生率減少其影響的程度或

提高在製程中不良之檢出能力使系統或製程能夠順利生產並

且能夠符合品質時間及成本的要求

25 失效模式與效應分析的實施程序

不論是設計失效模式與效應分析或者是製程失效模式與效應分

析失效模式與效應分析通常是運用於新產品新製程或新設備的開

發上而其實行的作業程序大致上是相同的綜合相關文獻的探討

可以將失效模式與效應分析之實施程序分為十五個作業程序現在將

其簡略的整理如下【12512131925】

一成立跨部門之失效模式與效應分析之專案小組

12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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12

在實行失效模式與效應分析之前由各單位推出數名具有資

深工作經驗技術人員或是各製程的直接負責人員成立一跨部門

的專案小組共同參予失效模式與效應分析的作業

二實施失效模式與效應分析的作業訓練

在正式實施失效模式與效應分析之前要確保專案小組內所

有的成員都能夠深入的了解為何要實行失效模式與效應分析並

且對於失效模式與效應分析的目的方法實施程序及所應準備

之資料等如此才能確實的讓失效模式與效應分析能夠正常的推

動與執行

三定義各項系統的流程

失效模式與效應分析作業的第一部就是針對所欲分析的系

統將其各個子系統加以區分並將其定義之這就是所謂的系

統定義這些子系統包括了整體系統及製程所包含的基本的各項

功能與規格系統的整體任務輪廓等

四確認各項系統的任務

了解各項系統的任務並且區分各項子系統的功能是失效模式

與效應分析作業中非常重要的一個步驟如果被研究的系統及其

各項的子系統的功能其任務不明確則其被賦予的任務不能夠

被識別是否有效的達成當然不能進一步的判斷其各系統或子系

統是否失效

五決定系統分析水準

這個步驟是指在執行失效模式與效應分析時應將系統區分

至何種程度一般的分析層次主要區分為系統子系統單一組

件及各項零件等四個層次然後再依照實際進行失效模式與效應

分析作業進行時按照各個系統的大小或者執行任務的複雜性

適時的將各區分的各個系統分析的層次劃分予以擴大或縮減

六繪製系統功能方塊圖及可靠度方塊圖

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

13

可靠度方塊圖是指於產品任務的範圍內系統內各單元包

括系統子系統單一組件及各項零件等在可靠度計算裡的串

聯及並聯的關係並且在各個不同的層次上將之編碼予以識別

如圖 22【311】可靠度方塊圖是用以輔助失效模式與效應分析

作業的實施並且可以結合資訊管理系統以方便將各展開的層

次建立追溯標準與索引的依據這對後續的失效模式與效應分析

的分析追蹤與維持有很大的幫助

圖 22 系統數字編號圖【311】

七分析各子系統組件及零件的潛在失效模式

失效模式與效應分析是屬於預測性的失效預防的分析工作

因此專案小組人員可藉由歷史紀錄經驗系統規格及各類相關

研究資料等來推斷各子系統組件與零件的潛在失效因子

八選定並整理系統中重要的失效模式

列出上一程序所有可能的失效模式根據系統目前執行的任

務由專案小組討論並決定欲選出作為失效模式與效應分析的重

要失效模式加以整理之

九評估各項失效模式的影響（嚴重度）

評估因上一程序所選出的失效模式與效應分析之重要的失效

模式因失效而對系統所造成的影響並區分其嚴重度（失效效

1

1-2 1-3 1-1

1-3-1 1-3-2

1-4

1-3-3-1 1-3-3-2 1-3-3-3

1-3-3

系統

子系統

組件

零件

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

14

應）一般以影響極輕微之嚴重度為 1至影響極為嚴重之嚴重度

為 10 來評分

十分析各種失效模式發生原因（發生度）

專案小組依照現行製程中實際失效模式發生的真正原因及

其發生度並參考各種的歷史紀錄及經驗來決定發生度的估算

通常以發生次數最低之發生度為 1至發生次數極高為 10 來評分

十一失效模式與效應分析的現狀評估（難檢度）

失效模式與效應分析之專案小組針對現有系統進行了

解並了解其失效模式於現行作業中被檢測出的機率難檢度

評分是由最容易被檢測出的難檢度為 1至最難被檢測出的難

檢度為 10

十二利用風險領先指數（RPN）決定欲改善的失效模式

上述三程序（嚴重度發生度難檢度）決定後即可以

其乘積來決定風險領先指數（Risk Priority NumberRPN）專

案小組成員可以依據風險領先指數的高低來決定欲改善的失

效模式一般是以風險領先指數高於 80 的失效模式為優先改

善對象

十三提出改善或管制措施

在利用風險領先指數來決定欲改善的失效模式之後專案

小組的成員們就必須針對欲改善的失效模式提出改善或管制

措施並將所提出的改善或管制措施交由相關單位執行之並

且訂定改善的期限以利專案小組們掌握改善的進度

十四改善或管制措施實施後之評估

失效模式與效應分析之專案小組必須針對所提出的改善

或管制措施進行評估確實掌握各項的進度同時也評估所提

出之改善或管制措施是否可以克服潛在失效的問題或者是消

除或減低對系統的影響

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

15

十五失效模式與效應分析之綜合報告與檢討

在完成上述所提之各項程序之後失效模式與效應分析可

以說是大致完成專案小組人員除了將各項分析報告改善措

施改善期限改善結果等分析結論重點填入失效模式與效

應分析之相關表單同時也應該提出相關綜合報告及專案小組

之建議事項作為後續改善的相關依據圖 23 為失效模式與

效應分析之作業流程圖【67】

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

16

圖 23 失效模式與效應分析作業流程圖【67】

開始失效模式與效

應分析執行方案

分析產品特性定義製程流程 分析製程特性

分析失效模式 失效報告

分析與改正作業系統

分析失效效應 分析失效原因 分析現行控

制辦法

分析嚴重度 分析發生率 分析難檢度

計算風險領

先指數

建議改正行動

製程改善

檢驗程序改善

決定關鍵性

失效模式

撰寫報告

17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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17

26 失效模式與效應分析之風險評估

利用失效模式與要應分析來分析系統的失效模式並提出相關對

策進行改善必須先行了解各種失效模式的嚴重度發生度及難檢度

之後再依據問題的重要性來排定解決問題的先後順序而其決策的

方法可依據風險領先指數或關鍵值的大小來決定之目前實務上有

數種方法用以求得風險領先指數或關鍵值本節將探討並綜合各相關

文獻並歸類各種失效模式與效應分析對於失效風險評估的方法說

明如下

一關鍵性分析與關鍵性矩陣法

關鍵性分析執行程序須按關鍵性分析表各欄位的順序進行關

鍵性分析並依據所分析得到的結果來繪製關鍵性矩陣圖並提

到系統或設備之關鍵性零組件之清單交由相關單位規劃並進行

防治或補救之方案

在 MIL-STD-1629A 中對於系統中相關零組件失效的嚴重等

級評定是利用定量或定性的關鍵性矩陣來評定如圖 24【2】

圖 24 關鍵性矩陣【2】

關鍵性分析的執行程序可以依照關鍵性分析表當中各欄位的

順序來進行關鍵性分析關鍵性分析的表格中包括了（1）計劃名

A

低 高

B

C

D

E

4 3 2 1嚴重性分類

Cr

高 增加關鍵性

失效發生的機

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

18

稱系統說明參考圖號與頁次（2）單元編號（3）功能規

格（4）失效模式（5）失效原因（6）嚴重等級（7）失效機

率失效率來源（8）零件失效率（λp）（9）失效效應機率（β）

（10）失效模式發生率（α）（11）該項系統操作時間（ t）（12）

失效模式之失效模式失效機率（Cm）（13）該系統之失效機率

（Cr）（14）備註（15）分析者寫入填表日期並簽名（16）審

核者審核後並簽章等欄位表 21 為關鍵性分析表【29】

表 21 關鍵性分析表【29】

功能

編號

功能

規格

失效

模式

失效

原因

嚴重

等級

失效

率來

源

失效

率λ

失效

效應

機率

β

失效

模式

發生

率α

操作

時間

t

失效

模式

失效

機率

Cm

系統

失效

機率

Cr

備註

定量法是先做關鍵性分析以求得各零組件的關鍵度值

（Cr）然後再利用關鍵度值及嚴重性的分類構成關鍵性矩陣

而定性法是以零組件之失效模式的發生機率與失效模式的嚴重性

作為分類來構成關鍵性矩陣在關鍵性矩陣圖中愈位於圖形的

右上方的失效模式代表其失效的嚴重性愈高因此愈需更優先

的採取改善或防治措施【291824】

零組件的失效模式關鍵度值 Cr 可由零組件當中所有的失效

模式的關鍵性值（Failure Mode Criticality Number Cm）之總和得

知而失效模式的關鍵性 Cm 則為失效效應機率（Failure Effect

Probability β）失效模式比（Failure Mode Ratio α）零件失

頁次 之 頁

計劃名稱

系統 子系統 組件 零件

計劃名稱

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

19

效率（Part Failure Rate λp）及零件作業時間等的乘積決定之

從以上的論述可以明顯的得知如果要實行關鍵性分析

各項參數皆須很明確的量化表示但是這對大多數的產品來說

是有困難的因此關鍵性分析所應用的範圍也就相對的狹小

二風險領先指數法

在一九九七年福特汽車公司【19】成功的利用失效模式與效

應分析的技術在產品設計研發及製造的初期找到所生產產品的

潛在失效問題然後運用了風險領先指數（Risk Priority Number

RPN）來決定所希望改善的問題的優先順序並且藉由使用風險

領先指數的方法達到了良好的改善效果

風險領先指數的方法是採用先決定風險領先指數在依照風

險領先指數的高低來進行風險評估（Risk Assessment）其風險因

子是由以下參數所組成

Sf發生度mdash失效模式於系統中發生的機率

Sd難檢度mdash當失效發生時不會被顧客察覺出來的機率或

者是於系統中不會被檢查出來的機率

S嚴重度mdash當失效發生時對系統的影響或者產生的後果

上述三個因子依照各種程度的大小以 1 至 10 的分數給予不

同的評量表 22 至表 24 分別為此三個因子所代表的程度等級

及其分數區分的對照表

表 22 發生度

發生的機會 分數 發生機率

幾乎不可能 1 0

很低 2

3

120000

110000

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

20

表 22 發生度【20】（續）

中等 4

5

6

12000

11000

1200

高 7

8

1100

120

很高 9

10

110

12

表 23 難檢度【20】

失效難檢等級 分數 缺陷到達顧客的機率

（）

幾乎不可能 1 0-5

很低 2

3

6-15

16-25

中等 4

5

6

26-35

36-45

46-55

高 7

8

56-65

66-75

很高 9

10

76-85

86-100

表 24 嚴重度【20】

嚴重等級 分數

顧客可能不會注意 1

顧客稍有困擾 2

3

顧客不滿意 4

5

6

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

21

表 24 嚴重度【20】（續）

顧客高度不滿意 7

8

影響顧客生命安全 9

10

風險領先指數（RPN）是由發生度難檢度及嚴重度三項因

子的乘積得來而此三項因子的決策因子數可以依照失效模式與

效應分析的應用場合的不同而定出不同的分數評定準則圖 25

則為風險評估示意圖【8】

圖 25 風險評估示意圖【8】

三風險水準法（Level of Risk）

依據 DINV 19250 對於風險評價的度量所述產品的風險水

準是採用 S-A-G-W 四個因子來進行評估而這四個因子的判定準

則如表 25 所示

表 25 風險水準法的因子判斷原則

項目 準則

S造成傷害（Harm）的嚴重性 mdashS1輕微損傷

mdashS2嚴重傷害或引起一人死亡

mdashS3引起少數人死亡

mdashS4大災難或引起多數人死亡

失效模式 失效原因 如何控制

造成影響

風險評估 發生度 嚴重度 難檢度 times times

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

22

表 25 風險水準法的因子判斷原則（續）

A被察覺（Exposure）的頻率 mdashA1很少或經常性

mdashA2經常至連續性

G可避免的程度 mdashG1可能無法避免

mdashG2無法避免

W會引起傷害之事件的發生機

率

mdashW1低（發生機會極微）

mdashW2中（有時會發生）

mdashW3高（經常發生）

風險大小的評估是以一決策樹利用決策路線所得出其相對

應的風險水準例如S2-A1-G2-W2則其風險水準為 2（圖 26）

利用決策樹所得出之風險水準值愈高表示需要作更完備的改善

圖 26 風險水準法

27 失效模式與效應分析之適用對象及其效益

在任何產品系統或製程中失效模式與效應分析經常是被導

入解決相關問題的重要手法但是一般認為在以下階段或對象是實

施失效模式與效應分析的最佳階段或者是有較明顯的效益【12】

一新產品開發與設計改良

二失效率較高的產品系統或製程

-

1

2

3

4

5

6

7

-

-

1

2

3

4

5

6

W3

A1 S3

G2

G1G2

G1

A2

A1 S2

S1 W2 W1

1

2

3

4

5

6

7

8

A2S4

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

23

三瓶頸製程的設計改善

四安全性需求較高的製程

失效模式與效應分析的手法雖然是利用過去的相關經驗及現

有技術經由討論後來進行預防分析的手法但是如能落實執行失

效模式與效應分析亦可帶來可觀的效應進而使公司獲利【13】

一能從分析中具體了解產品設計上的缺陷提出改善計劃

二在指定的作業環境條件下透過書面的模擬若發現有設計上

之缺陷或瑕疵時可即時改善節省不必要的浪費

三利用失效模式與效應分析來找出問題不必等實際作業後再改

正顧可有效所短開發的時間與費用

四能有系統的累積製程經驗有利於能及早正確找出失效原因採

取改正行動並作為製程維護之參考以突顯經驗累積的成果

五能有效協助人員訓練使其能迅速而正確的學習到找尋失效原

因的方法並採取有效的改正行動

六可於主要的失效模式被改正之後持續追蹤並可針對次要的

失效模式進行改善行動有效的防止其它失效的發生

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

24

第三章 蓋印異常分析及雷射蓋印機台的失效模式與

效應分析之建立

由第二章的說明得知不論是設計失效模式與效應分析或製程失

效模式與效應分析首先都是採取系統化的展開方式將產品系統

或製程由上而下的像樹狀般的分解開再定義每個子系統的任務及其

相互之間的關係而在本章將利用失效模式與效應分析於雷射蓋印

機台亦必須了解系統任務進而了解各子系統之間相互串並聯的關

係

本章將針對各項蓋印異常進行分析實際探討各項蓋印異常的情

況並且將雷射蓋印機台的子系統區分為進料區雷射打印區及出料

區但由於在出料區中IC 之雷射蓋印製程已經完成故不會對蓋印

品質造成任何影響因此出料區之失效模式與效應分析之建立並不

在本研究探討的範圍中而本論文僅針對進料區及雷射打印區之可能

產生異常的機構進行失效模式與效應分析的分析

31 各項蓋印異常

蓋印異常的產生最主要來自於產品的定位不良雷射蓋印系統

的不穩定雷射蓋印系統之能量耗損以及作業人員的疏失以下為各

項於測試廠常見之蓋印異常

一印碼模糊

（一）異常判斷裸視距離 30 內在一般燈光下無法立即清晰

地辨識任一字元或符號

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損或作業前機台調校未

確實

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

25

圖 31 印碼模糊

二印碼偏移

（一）異常判斷印碼位置偏移超過標準蓋印位置一般來說

偏移超過 05mm 即可視為蓋印偏移

（二）異常原因產品定位不良

圖 32 印碼偏移

三印碼傾斜

（一）異常判斷蓋印內容與膠體角度之差異超過規範之規定

一般來說超過 3deg即可視為印碼傾斜

（二）異常原因產品定位不良

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

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4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

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7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

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9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

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17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

26

圖 33 印碼傾斜

四印碼斷字

（一）異常判斷斷字的情況影響印碼識別或者是超過規範之規

定一般來說斷字情況不得超過 12 線寬

（二）異常原因雷射蓋印系統之能量耗損

圖 34 印碼斷字

五印碼反向印碼方向與極性或規範內容顛倒

（一）異常判斷印碼方向與極性或規範內容顛倒

（二）異常原因作業人員的疏失

27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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27

圖 35 印碼反向

六印碼錯誤

（一）異常判斷印碼內容與規範或客戶要求不符

（二）異常原因作業人員的疏失

七多重印碼

（一）異常判斷 IC 正面出現兩個或以上的正印內容

（二）異常原因產品定位不良

圖 36 多重印碼

32 雷射蓋印機台的進料區

雷射蓋印機台的進料區主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組

成（圖 37）承載 Pin 主要功用為承載機台操作員所放入之脆盤承

載 Pin 具有伸縮的功能能夠將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔

開以防止同時間進料二個或以上的脆盤承載連桿其作用則為當承

載 Pin 將欲進料的脆盤與未進料的脆盤區隔開後承載連桿承載著欲

進料的脆盤緩慢的下降至傳送帶而傳送帶的功能則為將載有欲打

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

28

印 IC 的脆盤傳送（圖 38）至雷射打印區

圖 37 進料區

圖 38 進料傳送

29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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29

33 雷射蓋印機台的雷射打印區

雷射蓋印機台之雷射打印區（圖 39）主要結構為定位連桿升

降馬達震動機構及雷射打印裝置定位連桿主要為將脆盤固定於雷

射打印區下方的載盤上使脆盤於升降傾斜及震動時不因外力而有

所偏移升降馬達則為當定位連桿將脆盤固定於載盤後上升至雷射

打印區升降馬達並具有傾斜的功用得以讓震動機構於震動時有著

更好的定位效果震動機構則是利用震動的效果讓已經傾斜於雷射打

印區的脆盤內的 IC能因震動的關係而有著更好的定位效果雷射打

印裝置則是產生雷射的機構運用馬達的控制將所需要的 Logo 及

正印內容打印於 IC 正面

圖 39 雷射打印區

34 雷射蓋印機台的出料區

雷射蓋印系統的出料區其構造與進料區大同小異主要的目

的在於承載已蓋印完成的產品使作業員能夠方便的收集蓋印完成

之產品主要為承載 Pin承載連桿及傳送帶所組成出料區如圖

310圖 311 所示

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

30

圖 310 出料區（一）

圖 311 出料區（二）

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

31

35 子系統的失效模式分析

在進料區中承載 Pin 伸縮的控制為氣壓缸承載連桿及傳送帶

的控制則為伺服馬達當中承載 Pin 的故障最易引起 IC 位置擺放不

正當承載 Pin 的定位不準或作用失常常會卡住欲進料的脆盤而

當脆盤因重力而落至承載連桿上時IC 會容易掉出因此在進料區

中本研究將承載 Pin 之動作承載連桿之動作與傳送 Tray 盤的傳送

帶動作是否正常列為失效模式與效應分析的主要分析原因

在雷射打印區中定位連桿的失效升降馬達的未定位及震動機

構的震動力量大小皆為影響印碼偏移的主要原因當定位連桿的失效

發生則整盤脆盤將無法正確定位於載盤上升降馬達的未定位發生

則脆盤將無法於雷射打印區定位而震動機構的震動力量震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限以上三種失效都將導致整盤或部分 IC

產生正印偏移的情況因此在雷射打印區中本研究將定位連桿的

動作升降馬達的定位以及震動機構之作用是否正常列為失效模式

與效應分析的主要分析原因

36 各子系統的失效模式與效應分析的建立

根據本研究所探討的半導體測試廠的專案小組之分析（如 35 節

所述）在應用本研究於 26 節失效模式與效應分析之風險評估所提之

風險領先指數法參照本研究所探討的半導體測試廠之顧問公司所提

供之嚴重度（表 31）發生度（表 32）及難檢度（表 33）之評分標

準將所欲探討的雷射蓋印機台執行之失效模式與效應分析報表列

出以說明各子系統失效模式的發生度嚴重度難檢度及其風險領

先指數表 34 為該個案公司所列出之失效模式與效應分析表

表 31 嚴重度評分標準

效應 標準效應的嚴重度 等級

危險mdash無警告

傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響安全和

（或）涉及與政府規定不符時非常高的嚴重性等級

失效會在無警告的情況下發生

10

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

32

表 31 嚴重度評分標準（續）

危險mdash有警告

可能會傷害機器裝配操作員當一個潛在失效模式影響

安全和（或）涉及與政府規定不符時很高的嚴重性等

級失效會在有警告的情況下發生

9

甚高 造成生產線重大損壞產品不得不 100報廢功能無法

運作喪失基本功能顧客很不滿 8

高 造成生產線小損壞部份產品（少於 100）不得不報廢

功能能運作但功能下降顧客不滿意 7

中等

造成生產線小損壞產品經分類後部份（少於 100）報

廢（需要挑檢）功能能運作但某些方便性不能作用

顧客有些不舒服

6

低 造成生產現有一點損壞100產品要重新加工功能能

運作但某些方便性功能性下降顧客有點不滿 5

甚低 生產有一點損壞產品挑檢後部份要重新加工外觀

這一部份不合要求大多數顧客注意到的缺陷 4

很小 生產線有一點損壞部份產品不得不就地重新加工外

觀這一部份不合要求一般顧客注意到的缺陷 3

微乎其微

生產線有一點損壞部份產品不得不在生產中重新加

工但在站內外觀這一部份不合要求敏銳的顧客注意

到的缺陷

2

無 顧客無法發現的缺陷 1

表 32 發生度評分標準

失效機率 可能的失效率 等級

≧12 10 很高失效是不可避免的

13 9

18 8 高

120 7

180 6

1400 5 中等偶爾會失效

12000 4

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

33

表 32 發生度評分標準（續）

115000 3 低幾乎沒有失效

1150000 2

微乎其微不可能發生失效 ≦1150000 1

表 33 難檢度評分標準

效應

標準一個缺陷的存在將在下個或隨後的製程或在零

組件或元件離開製程或裝配廠所之前被製程管制檢測出

來之可能性

等級

幾乎不可能 現在沒有已知的管制去檢測失效模式 10

幾乎微乎其微 現行的管制將檢測出失效模式的可能性極其微乎其微 9

絕少 現行的管制檢測出失效模式的可能性絕少 8

甚低 現行的管制檢測出失效模式的可能性甚少 7

低 現行的管制檢測出失效模式的可能性較低 6

中等 現行的管制檢測出失效模式的可能性中等 5

適度的高 現行的管制檢測出失效模式的可能性不低 4

高 現行的管制檢測出失效模式的可能性較高 3

甚高 現行的管制幾乎可以確定能檢測出失效模式憑藉相似

的製程可靠的管制是已知的 2

幾乎可以確定 現行的管制檢測出失效模式的可能性已相當確定 1

其中嚴重度與難檢度為經驗值而發生度則為取二千盤 IC 進行

實地模擬（不執行雷射蓋印僅進料及出料）所得之數值參考而得

為分析改善動作是否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將

改善前及改善後的印碼偏移之比率作成比較（表 34表 35）並且

針對改善後的子系統再進行了失效模式與效應分析的建立（表 36）

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2374756 2374122 634 267

H 客戶 1024905 1024624 281 274

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

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liability Engineering and System Safety 50

34

表 34 進料區及打印區機構改善前統計資料（續）

P 客戶 764521 764323 198 259

S 客戶 967435 967200 235 243

總計 5131617 5130269 1348 263

表 35 進料區及打印區機構改善後統計資料

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2256380 2255823 557 247

H 客戶 912208 912005 203 223

P 客戶 423759 423671 88 207

S 客戶 864589 864386 203 235

總計 4456936 4455884 1052 236

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構的

動作力量

不正常

導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打印

進行時產

生不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

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11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

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12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

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14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

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15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

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16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

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18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

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19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

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20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

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21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

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22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

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23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

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24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

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25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

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27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

35

表 36 進料區及打印區機構改善後之失效模式與效應分析表（續）

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機構

動作過大

或過小或

無動作

發生度 5 5 1 4 5 5

現行製程

管制方式

於季保養

中進行位

置調教及

承載 Pin 氣

壓缸之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

帶動承載

連桿伺服

馬達之檢

測

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於月保養

中進行位

置調教及

定位連桿

氣壓缸之

檢測

於月保養

中進行位

置調教及

升降馬達

之伺服馬

達之檢測

於月保養

中進行震

動馬達之

測試與調

整

難檢度 6 6 3 5 5 8

風險領先

指數 90 90 6 80 100 200

改善計劃

或建議措

施

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

None

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批產

品生產前

進行震動

機構之測

試並調整

震動力量

之大小

嚴重度 3 3 ndash 4 4 5

發生度 3 2 ndash 3 4 4

難檢度 3 3 ndash 5 5 8

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 36 18 ndash 60 80 160

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

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21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

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22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

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lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

36

在表 34 及表 35 中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所不

同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的字

元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生的

日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而不

會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統計

條件有所偏差如 P 客戶雖然改善前後之統計資料有將近 30 萬顆

產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤差出現

由表 34 及表 35 比較雖有改善但兩者間並無顯著的改善再

由表 36 可以發現屬於進料區的兩項比較嚴重之異常在經過加裝

了 Sensor 偵測其因動作不良所造成的異常配合著將保養時程由季保

養改為月保養之後發生度及難檢度同時下降但是對於打印區之三

個失效原因除了因進行了每批的調整所以發生度略有下降以外

並沒有其它明顯的改善這結果顯示了雖然進料區及打印區的失效都

有可能造成蓋印異常但是進料區的失效並不是造成蓋印異常的主要

原因而在打印區的失效當中最需列為優先改善的機構為雷射打印

區中的震動機構但由於該機構為機器製造商所設計使用單位除了

進行縮短保養的時程以外並無法進行其它的改善尤其是因為機構

因為長期使用所造成的磨耗故很難從該機構直接進行改善必須另

行找尋相關解決的對策

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

37

第四章 雷射蓋印機台之改善方案

41 雷射蓋印偏移之探討

在經過失效模式與效應分析之實行且經過執行改善措施後可以

從當中發現多數的蓋印偏移的產生多因為雷射打印區的零組件異

常且難檢度都非常的高所導致因此負責的工程師與相關機台設備

代理商進行討論研究如何針對雷射打印區的結構進行改善或者是引

進新的技術或系統用以獲得更加的品質

當 IC 自進料區由機台自動傳送系統送至雷射打印區時期間如有

IC 因外力造成 IC 擺放不正者皆已經由感應器檢測出其餘不能被

檢測出者皆為有可能於雷射打印區被製造成打印偏移的產品

然而一般蓋印機台於雷射打印區皆設計有一震動機構其動作

乃為將承載 IC 的脆盤傾斜利用震動的方式令所欲蓋印之 IC 能夠

朝同一方向對齊但是由於脆盤此時是傾斜的狀態如果震動機構動

作太大容易造成 IC 因震動力量太大而跳出如果震動機構力量太

小對於 IC 的定位效果有限而當不論是因為震動力量太大而造成

IC 跳出或者因震動機構力量太小而造成定位效果不良皆有可能造

成 IC 的印碼移位再者震動機構因長時間的震動容易造成各項零

組件的鬆動此種情況亦會造成定位不良而使得雷射印碼偏移

42 CCD 定位系統介紹及使用

經與設備製造商討論後欲徹底解決雷射打印區印碼偏移的問

題廠商建議引進 CCD 定位系統CCD 定位系統利用於各項工程已

經行之有年測試廠中的腳型檢測機亦有部分機型採用 CCD 原理進

行腳型檢測利用 CCD 定位系統可以有效改善機構上因機構本身的

限制或者是因機台老化所造成的誤差

在此本研究大概簡述 CCD 定位系統的原理首先必須先決定檢

測系統欲檢測的範圍當然此範圍是有極限的並不能無限制的擴大

設定完檢測系統的範圍後就必須開始針對 IC 表面的特徵進行設定

此特徵必須為 IC 表面上固定的點且須隨著 IC 傾斜或偏移的角度一

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

38

起變化如此才可以讓系統獲得 IC 正確的偏移量完成檢測範圍及

IC 表面特徵的設定後便可以開始進行生產生產時CCD 定位系統

會依據生產前所設定的檢測範圍及 IC 表面特徵在執行雷射蓋印前

針對每一顆 IC 進行比對動作將所得到的資料交由電腦進行計算並且

進行個別的調整然後再回傳給檢測系統並進行再次比對確認計算

結果並無錯誤之後開始進行雷射蓋印圖 41 為 CCD 定位系統檢測流

程圖

圖 41 CCD 定位系統檢測流程圖

CCD 定位系統可以分別使用於切單成型且位於脆盤上的 IC 及尚

未切單成型位於導線架（Lead Frame）或基板（Subtray）上面的 IC

位於脆盤的 IC可利用 IC 呈 90deg的兩邊（於蓋印正印時使用）或者是

脫模孔（於蓋印背印時使用）作為定位點計算此定位點與設定之特

徵之角度偏差及位移距離並回傳給雷射打印系統藉以獲得正確的蓋

印位置圖 42 為使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖圖 43 為

使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖而使用於導線架或基板上之

CCD 定位系統則是利用位於導線架或基板上之定位孔進行整條導線

架或基板的定位由於 IC 位於導線架或基板的位置偏差很小因此不

需考慮這項誤差圖 44 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢

測流程圖圖 45 為使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意

圖

Camera area amp substrate

Pattern Match

Individual adjust

Feed-back by inspection

Marking

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

39

圖 42 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 43 使用於脆盤之 CCD 定位系統檢測示意圖

Start

Pre-image capture

bull Individual process for each

bull Batch process

Marking

End

X

d-thetaY1

dX

dY

In the FOV (Field

Of View)

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

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於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

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品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

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上使的

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印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

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其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

40

圖 44 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測流程圖

圖 45 使用於導線架或基板上之 CCD 定位系統檢測示意圖

CCD 定位系統主要是利用 IC 本身的特徵如脫模孔等因為這

些特徵於 IC 膠體的位置是固定的利用 CCD 定位系統可以確實的偵

Start

Pre-image capture

bull Each individual process

bull Decision Making

Marking

End

Strip

In the FOV (Field Of View)

dx

dy

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

41

測 IC 於脆盤上實際的位置而不受脆盤本身的誤差震動機構的限制

及震動機構的老化等造成印碼偏移的產生

圖 46 至圖 410 為 CCD 定位系統之實際使用狀況

圖 46 CCD 定位系統應用於基板（正常）

圖 47 CCD 定位系統應用於基板（傾斜）

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

42

圖 48 CCD 定位系統應用於脆盤之一

圖 49 CCD 定位系統應用於脆盤之二

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

43

圖 410 CCD 定位系統應用於脆盤之三

43 改善後各子系統的失效模式與效應分析的建立與驗證

在進行了 CCD 定位系統的安裝之後同樣的進行分析該系統是

否對實際的生產有著顯著的改善專案小組將改善前及改善後的印碼

偏移之比率作成比較（表 41表 42）並且針對改善後的子系統再

進行了失效模式與效應分析的建立（表 43）

表 41 安裝 CCD 定位系統改善前

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 2364189 2363577 612 259

H 客戶 1089452 1089214 238 218

P 客戶 648519 648372 147 227

S 客戶 846927 846762 165 195

總計 4949087 4947925 1162 235

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

44

表 42 安裝 CCD 定位系統改善後

客戶別 投入 IC 數 良品 IC 數 不良品 IC 數 不良品 ppm

N 客戶 1973624 1973520 104 53

H 客戶 1134069 1134003 66 58

P 客戶 871985 871945 40 46

S 客戶 763201 763165 36 47

總計 4742879 4742633 246 52

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表

製件名稱 雷射蓋印進料區 雷射蓋印打印區

潛在失效

模式 印碼不良 印碼不良

失效潛在

效果及對

於下工程

的影響或

不便情形

因機構的

動作力量

不正常導

致 IC 跳出

或跨於

Tray 上使

的 IC 於打

印進行時

產生不良

蓋印

因機構的

動作不順

暢導致 IC

跳出或跨

於 Tray

上使的 IC

於打印進

行時產生

不良蓋印

因機構的

動作無法

傳送至所

要求的位

置導致

Tray 盤無

法正常的

送至打印

區

因機構動

作不正

常導致

Tray 盤無

法定位

因機構動

作不正

常導致欲

蓋印的產

品無法送

至定位

因機構

的動作

力量不

正常導

致 IC 跳

出或跨

於 Tray

上使的

IC 於打

印進行

時產生

不良蓋

印

嚴重度 3 3 2 4 4 5

潛在問題

的原因

承載 Pin 動

作不良或

無動作

承載連桿

動作不良

或無動作

傳送帶無

法傳送或

傳送未定

位

定位連桿

未定位或

無動作

升降馬達

無法傳送

至定位

震動機

構動作

過大或

過小或

無動作

發生度 3 2 1 3 4 4

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

45

表 43 安裝 CCD 定位系統改善後之失效模式與效應分析表（續）

現行製程

管制方式

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於進料區

後方加設

一

Sensor使

其有效檢

測出定位

不良 IC

並將保養

時程改為

月保養

於季保養

中進行位

置調教及

傳送馬達

及傳送帶

之檢測

於每批產

品生產前

進行氣壓

缸之檢測

與調整

於每批產

品生產前

進行伺服

馬達之檢

測與調整

於每批

產品生

產前進

行震動

機構之

測試並

調整震

動力量

之大小

難檢度 3 3 3 5 5 8

風險領先

指數 36 18 6 60 80 160

改善計劃

或建議措

施

None None None 加裝 CCD

定位系統

加裝 CCD

定位系統

加裝

CCD 定

位系統

嚴重度 ndash ndash ndash 4 4 5

發生度 ndash ndash ndash 2 2 2

難檢度 ndash ndash ndash 3 3 3

改

善

結

果

評

估

風險領

先指數 ndash ndash ndash 24 24 30

表 41 及表 42 中為統計安中 CCD 定位系統前一個月及後一個月

的實際的生產資料在其中雖然每一家客戶所要求的正印格式有所

不同但因為每一家客戶其所有的正印格式是一樣的僅正印內容的

字元因為客戶所要求的批號之不同及因為製造日期不同所產生

的日期碼不同以外故可將之視為於相同的正印條件之下所進行而

不會因為正印內容之不同導致其所進行的條件也有所不同產生統

計條件有所偏差如 N 客戶雖然安裝 CCD 定位系統前後之統計資

料有將近 40 萬顆產品的實際生產落差但並不會因此而有統計上的誤

差出現可以表現出其實際改善確有成效

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

46

由表 43 可以發現包括發生度及難檢度皆大幅下降因為即使

機構發生問題在合理的偏移範圍內仍可利用 CCD 定位系統給予

校正並獲得正確的蓋印位置在其中仍有少數發生偏移的情況也

是因為超過 CCD 定位系統所能判讀及校正所造成

由表 41 及表 42 可以看出安裝了 CCD 定位系統之後所產生

之不良品也大幅減少因此加裝 CCD 定位系統確實可以有效的減少

印碼偏移情況的產生但 CCD 定位系統安裝並不便宜依據廠商報

價安裝一套 CCD 定位系統需二百萬元因此本研究將大略估算成

本效益

以二ΟΟ四年四月底DDR400 現貨市場報價每顆 54 美元換

算成台幣約為 33 元來計算每顆 DDR400 約折合台幣 178 元本研

究所討論之雷射蓋印機台每日產能約為 170000 顆 IC每月產能約為

5100000 顆 IC依據表 41 及表 42 所得之安裝前及安裝後之差異為

183ppm則每個月所減少之損失為 934 顆 IC換算成新台幣則每

各月可省下賠償客戶費用達 127092 元如此僅需 16 個月即可將安

裝 CCD 定位系統的費用全數回收

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

47

第五章 結論與建議

隨著經濟的復甦半導體產業也隨之蓬勃發展IC 的價格也隨之

水漲船高每顆 IC 的價值不斐也是相關從業人員的心血結晶如果

因為象徵 IC 識別碼的正印因偏移而造成數量過多的報廢相關的測試

廠需付出等值的賠償因此如何減少如印碼偏移這樣不必要的損失

變成了測試廠蓋印製程努力的目標

51 結論

本研究經實地的在半導體測試廠進行雷射蓋印的失效模式與效

應分析的實際操作藉由專案小組的六位工程師對每個失效模式進行

評估決定其改善順序然後再由負責機台的工程師進行研究改善

之後統計相關實驗數據重新計算風險領先指數以確定所提出之改

善方法確實有效降低蓋印偏移的產生在此將本研究的結論歸納出

以下四點

一雷射蓋印機台不論進料區或雷射打印區皆有可能因機構之損壞

而導致印碼的偏移

二因進料機構造成的 IC 擺放位置不正確其偏移量已經超過實驗所

提出之 CCD 定位系統所能夠協助重新定位的範圍但機台使用者

與維護者可以於進料區加裝一感應器令擺放位置不正之 IC 於進

入雷射打印趨前即可被有效的檢測出使雷射蓋印機台在執行雷

射蓋印製程執行前即可被即時的停止防止 IC 印碼偏移的產生

三CCD 定位系統雖然造價不斐但卻可有效改善印碼偏移的情形

且依照本研究所的之數據加裝 CCD 定位系統的成本可以在一年

半內回收極具經濟效益不僅可使舊有設備擁有更高品質的雷

射蓋印製程亦可減少公司的損失

四失效模式與效應分析之填寫乃是一相當繁雜的作業如能利用相

關的套裝軟體與公司既有的電腦系統進行連結將資料的彙整電

腦化可減去專案小組填寫相關表格及排版的時間則將可提升

專案小組的作業效率及減少錯誤的發生

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

48

52 建議

本研究受限於時間及經費限制僅能對本研究對象測試廠主力雷

射蓋印生產機型進行研究並未能針對其他機型進行相同的改善措

施且礙於公司間的機密問題並未能取得其它測試廠針對相同機型

所進行之研究分析因此未來的研究方向本研究提出以下幾點

可以提供後續研究者或從事相同製程的廠商進行參考

一將失效模式與效應分析之表格輸入以電腦化進行同時考慮其它

的風險因子並了解其影響程度對雷射蓋印機台進行更深入的

研究

二針對不同型號的雷射蓋印機台採用相同或類似的 CCD 定位系統進行

應用更能確定 CCD 定位系統的使用價值

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

49

參考文獻

1 王宗華（1988）「可靠度工程技術手冊」中華民國品質管制學

會

2 先鋒可靠度研究小組譯（1981）「FMEAFTA 實施法」先鋒企

管

3 吳世芳（1993）「設計 FMEA 之實施流程」品質管制月刊第

二十九卷第九期第 42-53 頁

4 周錫英章起明（1994）「實施失效模式效應與關鍵性分析之

功能需求與步驟」品質管制月刊第三十卷第十二期第

75-83 頁

5 柯煇耀（1999）「可靠度保證mdash工程與管理技術之應用」中華

民國品質學會

6 許芳勳彭鴻霖（1997）「失效模式效應與關鍵性分析結果之

應用」中華民國第二屆可靠度與維護度技術研討會論文集第

169-175 頁

7 許隆昌羅應浮魏秋建（2001）「生產系統預防保養之失效模

式效應與關鍵性分析」真理大學第二屆管理創新與實務研討會

8 張清亮陳文欽蔡志弘（1999）「CE 認證之產品風險分析mdash

以一般醫療管理器材為例」機械工業雜誌第一九一期第

154-162 頁

9 曹健齡楊義明（1997）「失效模式與效應分析的作業方式」

品質管制月刊第三十三卷第四期第 55-59 頁

10 陳哲斌林進才吳進成黃淑敏（1998）「簡易銀行授信避險

決策分析」灰色系統理論與應用研討會第 405-417 頁

11 陳紹興（1988）「失效模式及效應分析作業手冊」經濟部工業

局中衛推動小組

12 郭榮沛（1995）「失效模式與效應分析及其應用案例討論」機

械工業雜誌第一四二期第 137-148 頁

13 謝財源張忠孝鍾清章邱柏松王英一等譯（1990）「可靠

度管理手冊」中華民國品質管制學會第 195-211 頁

14 羅應浮（2000）「專案管理的失效模式與效應分析」中華大學

工業工程與管理研究所碩士論文

15 戴久永（1990）「可靠度導論」三民書局

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50

50

16 Chang C L C H Tsai and C C Wei (2000) rdquoA New Evaluation

Method for Failure Mode and Effects Analysisrdquo Journal of the

Chinese Institute of Engineers Vol 17 No 1 pp 51-64

17 Chrysler Corporation Ford Motor Company (1995) General Motors

Corporation ldquoPotential Failure Mode and Effects Analysisrdquo Re-

ference Manual Second Edition

18 Crown P L (1969) ldquoDesign Effective Failure Mode and Effect

Analysisrdquo Proceedings 1969 Annual Reliability and Maintaina-

bility Symposium

19 Ford Motor Company (1988) ldquoPotential Failure Mode and Effects

Analysisrdquo Instruction Manual

20 Gilchrist W (1993) ldquoModeling Failure Modes and Effects Ana-

lysisrdquo International Journal of Quality ampReliability Management

Vol 10 No 5 pp 16-23

21 Grant W (1992) ldquoHandbook of Reliability Engineering and Mana-

gementrdquo McGrew-Hill Inc E M Goldratt and J Cox ldquoGoalrdquo 2nd

Edition North River Press

22 Hwang C C (1989) ldquoA Safety on the Fuzzy Ranking and Its

Application on the Decision Support Systems Ph D S Disserta-

tionrdquo Tamkang Univ Taiwan R O C

23 IEC 812 (1985) ldquoAnalysis Techniques for System Reliabilityrdquo

Procedure for Failure Mode and Effects Analysis FMEA

24 MIL-STD-1629A (1980) ldquoMilitary Standard Procedure for Per-

forming a Failure Moderdquo Effects and Criticality Analysis Depart-

ment of Defense Washington DC

25 Teng S H (1996) ldquoFailure Mode and Effects Analysis-An inte-

grated Approach for Product Design and Process Controlrdquo Interna-

tional Journal of Quality amp Reliability Management Vol 13 No 5

pp 8-26

26 Willy W (1988) ldquoHow to FMEA to Reduce the Size of Your Qua-

lity Toolboxrdquo Quality Progress November pp 97-100

27 Wang J T Ruxton and C R Labride (1995) ldquoDesign for Safety

of Engineering System with Multiple Failure State variablesrdquo Re-

liability Engineering and System Safety 50