封装测试制造企业生产管理的问题与瓶颈及研究现状综述

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：本章通过对封装测试制造企业的特点及生产管理现状的分析，阐述了封装测试制造企业在我国制造业及国民经济发展中的地位和重要性，生产管理中存在的问题和管理瓶颈。在此基础上，对国内外封装测试企业生产管理技术方面的研究状况进行了综述。而对于封装测试动态调度的研究，目前相关的系统的研究资料很少。

半导体封装测试是半导体制造企业的非常重要的工序，可以分成两部分：封装和测试。封装主要是通过晶元贴膜、切割、芯片粘合、固化、半成品检验等步骤制作芯片；测试则主要是对芯片的功能进行检测，电性能测试、老化测试、激光刻蚀、倒贴焊球、真空包装等，并且按照功能类型，将产品分类。半导体产品种类繁多，生产流程复杂，需要多种多样的资源种类，且资源结构具有多重性，因此导致半导体制造企业的生产能力计划问题远比一般车间作业复杂。它属于大规模生产企业。生产线设备与加工工序数量很大，人为因素颇多，站点设备还具有组批(多卡)生产。尽管很多文章研究了半导体生产规划问题，但是大多数研究的问题都集中在晶元片生产领域。目前，晶元芯片的生产计划控制研究相对成熟一些，但对于封装测试工厂来说，生产能力规划方面研究资料颇少。

本章通过对封装测试制造企业的特点及生产管理现状的分析，阐述了封装测试制造企业在我国制造业及国民经济发展中的地位和重要性，生产管理中存在的问题和管理瓶颈。在此基础上，对国内外封装测试企业生产管理技术方面的研究状况进行了综述。提出了生产管理中存在的问题，以及现有研究存在的不足之处，阐述了本课题的研究目的及意义，确定了本课题的主要研究内容以及章节的安排。

从封装测试的定义来讲，半导体的生产首先是芯片的生产，如二极管、三极管、集成电路，然后就是封装测试。芯片制造后的一系列工序是将晶元片分割成单个的芯片，并安放和连接到一个封装体上，这个工艺过程叫封装，为了剔除不合格品而进行按标准的各种测量和筛选，这个工艺过程叫测试。

目前的芯片封装测试技术正朝着小尺寸、高速度、高集成的方向发展，从而导致新的工艺和设备不断涌现。随着设备的不断更新和规模的不断扩大，以及制造业的竞争加剧，生产线的产能平衡和生产计划与控制提出了更高的要求。并且，该行业的设备和原材料的投入需要大量的资金，对于不同的产品，设备的生产加工能力不尽相同，如何提高设备的利用率以及降低在制品的库存来降低生产周期，就成为当前封装测试企业保持竞争优势的极具挑战性的任务，因此，生产过程中任务的调度就成为核心问题。任务调度是制约生产良性发展的瓶颈。静态调度是指在制造系统状态和加工任务确定的前提下，形成优化的调度方案的过程。以某一时刻t0的制造系统状态U(t0)、确定的工件信息(具体的加工任务描述)及时间长度T0(一般称为调度深度)为输入，采用适当的调度算法，在满足约束条件及优化目标的情况下，生成调度周期[t0， t0+T0]内的调度方案。静态调度的约束条件包括系统资源、产品的工艺流程、交货期等，优化目标包括工件的平均加工周期、设备利用率、生产率等。该调度方案一经产生，所有工件的加工方案就被确定了，在以后的加工过程中也不再改变。然而，对于实际生产线来说，由于工序较多，随着随机事件和不确定因素的发生，仅仅依靠静态调度几乎是不可能的，必须实施动态调度。动态调度就是对调度执行过程中发生的不确定事件和其他改变作出反应，然后去更新一个存在的生产调度的过程。在实际制造系统中，封装测试企业是比一般车间作业复杂的生产系统。动态调度是在系统状态的基础上对下一段时期作周期计划活动，以原调度中未执行的部分作为起点重新搜索一个新的适应变化环境的调度过程。在大规模生产制造环境下，动态调度的实施是不可避免的。而对于封装测试动态调度的研究，目前相关的系统的研究资料很少。

对于目前封装测试行业而言，由于工艺水平不高，通过对多家封装测试企业的实地调研发现，封装测试生产任务调度是封装测试企业管理中的瓶颈之一。生产线随时有不确定因素发生，各种变化和意外冲突频发，导致车间级的任务调度成了封装测试企业的生产管理中最为薄弱的环节，也是生产管理者最为棘手的问题。本研究就是对复杂多变的大规模封装测试车间加工企业的任务动态调度进行系统的研究，探讨实用化的解决思路，来提高任务调度的效率。

封装测试制造企业生产管理的问题与瓶颈及研究现状综述

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