فهم عميق لنظام SPC في تصنيع الرقاقات

1. نظرة عامة على نظام SPC

SPC هي طريقة تستخدم تقنيات إحصائية لمراقبة عمليات التصنيع والتحكم فيها. وتتمثل وظيفتها الأساسية في اكتشاف أي خلل في عملية الإنتاج من خلال جمع البيانات وتحليلها آنيًا، مما يساعد المهندسين على اتخاذ التعديلات والقرارات في الوقت المناسب. ويهدف SPC إلى تقليل التباين في عملية الإنتاج، وضمان استقرار جودة المنتج وتوافقها مع المواصفات.

يتم استخدام SPC في عملية النقش من أجل:

مراقبة معلمات المعدات الحرجة (على سبيل المثال، معدل النقش، وقوة التردد اللاسلكي، وضغط الغرفة، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك)

تحليل مؤشرات جودة المنتج الرئيسية (على سبيل المثال، عرض الخط، وعمق الحفر، وخشونة الحافة، وما إلى ذلك)

ومن خلال مراقبة هذه المعلمات، يستطيع المهندسون اكتشاف الاتجاهات التي تشير إلى تدهور أداء المعدات أو الانحرافات في عملية الإنتاج، وبالتالي تقليل معدلات الخردة.

2. المكونات الأساسية لنظام SPC

يتكون نظام SPC من عدة وحدات رئيسية:

وحدة جمع البيانات: تجمع البيانات في الوقت الفعلي من المعدات وتدفقات العمليات (على سبيل المثال، من خلال أنظمة FDC وEES) وتسجل المعلمات المهمة ونتائج الإنتاج.

وحدة مخطط التحكم: تستخدم مخططات التحكم الإحصائية (على سبيل المثال، مخطط X-Bar، مخطط R، مخطط Cp/Cpk) لتوضيح استقرار العملية والمساعدة في تحديد ما إذا كانت العملية تحت السيطرة.

نظام الإنذار: يقوم بتشغيل الإنذارات عندما تتجاوز المعلمات الحرجة حدود التحكم أو تظهر تغييرات في الاتجاه، مما يدفع المهندسين إلى اتخاذ الإجراءات.

وحدة التحليل والتقارير: تقوم بتحليل السبب الجذري للتشوهات استنادًا إلى مخططات SPC وتوليد تقارير أداء منتظمة للعملية والمعدات.

3. شرح مفصل لمخططات التحكم في SPC

تُعد مخططات التحكم من أكثر الأدوات استخدامًا في SPC، إذ تساعد على التمييز بين "التغيرات الطبيعية" (الناجمة عن تغيرات طبيعية في العمليات) و"التغيرات غير الطبيعية" (الناجمة عن أعطال المعدات أو انحرافات العمليات). تتضمن مخططات التحكم الشائعة ما يلي:

مخططات X-Bar وR: تستخدم لمراقبة المتوسط ​​والنطاق داخل دفعات الإنتاج لملاحظة ما إذا كانت العملية مستقرة.

مؤشرا Cp وCpk: يُستخدمان لقياس قدرة العملية، أي ما إذا كانت مخرجات العملية تلبي متطلبات المواصفات باستمرار. يقيس Cp القدرة الكامنة، بينما يأخذ Cp في الاعتبار انحراف مركز العملية عن حدود المواصفات.

على سبيل المثال، في عملية النقش، يمكنك مراقبة معلمات مثل معدل النقش وخشونة السطح. إذا تجاوز معدل النقش لقطعة معينة من المعدات حد التحكم، يمكنك استخدام مخططات التحكم لتحديد ما إذا كان هذا تغيرًا طبيعيًا أم مؤشرًا على عطل في المعدات.

4. استخدام SPC في معدات الحفر

في عملية النقش، يعد التحكم في معلمات المعدات أمرًا بالغ الأهمية، ويساعد SPC في تحسين استقرار العملية بالطرق التالية:

مراقبة حالة المعدات: تجمع أنظمة مثل FDC بيانات آنية حول المعلمات الرئيسية لمعدات النقش (مثل طاقة الترددات الراديوية، وتدفق الغاز)، وتدمج هذه البيانات مع مخططات التحكم SPC للكشف عن أي أعطال محتملة في المعدات. على سبيل المثال، إذا لاحظت انحرافًا تدريجيًا عن القيمة المحددة لطاقة الترددات الراديوية في مخطط التحكم، يمكنك اتخاذ إجراءات مبكرة للتعديل أو الصيانة لتجنب التأثير على جودة المنتج.

مراقبة جودة المنتج: يمكنك أيضًا إدخال معايير جودة المنتج الرئيسية (مثل عمق الحفر وعرض الخط) في نظام SPC لمراقبة استقرارها. في حال انحراف بعض مؤشرات المنتج المهمة تدريجيًا عن القيم المستهدفة، يُصدر نظام SPC إنذارًا يُشير إلى ضرورة إجراء تعديلات على العملية.

الصيانة الوقائية (PM): يُساعد نظام SPC في تحسين دورة الصيانة الوقائية للمعدات. من خلال تحليل البيانات طويلة المدى حول أداء المعدات ونتائج العمليات، يُمكن تحديد الوقت الأمثل لصيانة المعدات. على سبيل المثال، من خلال مراقبة طاقة التردد اللاسلكي وعمر وحدة التحكم الإلكترونية (ESC)، يُمكن تحديد وقت الحاجة إلى التنظيف أو استبدال المكونات، مما يُقلل من معدلات أعطال المعدات وتوقف الإنتاج.

5. نصائح الاستخدام اليومي لنظام SPC

عند استخدام نظام SPC في العمليات اليومية، يمكن اتباع الخطوات التالية:

تحديد معايير التحكم الرئيسية (KPI): تحديد أهم معايير عملية الإنتاج وإدراجها في مراقبة أداء المنتج. يجب أن تكون هذه المعايير مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بجودة المنتج وأداء المعدات.

تحديد حدود التحكم وحدود الإنذار: بناءً على البيانات التاريخية ومتطلبات العملية، حدد حدود تحكم وحدود إنذار معقولة لكل معلمة. عادةً ما تُحدد حدود التحكم عند ±3σ (الانحرافات المعيارية)، بينما تعتمد حدود الإنذار على الظروف الخاصة للعملية والمعدات.

المراقبة والتحليل المستمران: مراجعة مخططات التحكم في SPC بانتظام لتحليل اتجاهات البيانات وتغيراتها. في حال تجاوز بعض المعايير حدود التحكم، يلزم اتخاذ إجراءات فورية، مثل تعديل معايير المعدات أو صيانتها.

معالجة الخلل وتحليل السبب الجذري: عند حدوث خلل، يُسجل نظام SPC معلومات مُفصلة عنه. يجب استكشاف المشكلة وتحليل السبب الجذري بناءً على هذه المعلومات. غالبًا ما يُمكن دمج البيانات من أنظمة FDC وEES وغيرها، لتحليل ما إذا كانت المشكلة ناتجة عن عطل في المعدات، أو انحراف في العمليات، أو عوامل بيئية خارجية.

التحسين المستمر: باستخدام البيانات التاريخية المسجلة في نظام SPC، حدد نقاط الضعف في العملية واقترح خططًا للتحسين. على سبيل المثال، في عملية النقش، حلل تأثير عمر وحدة التحكم الإلكترونية (ESC) وطرق التنظيف على دورات صيانة المعدات، وحسّن باستمرار معايير تشغيلها.

6. حالة تطبيقية عملية

على سبيل المثال العملي، لنفترض أنك مسؤول عن جهاز الحفر E-MAX، وأن كاثود الحجرة يعاني من تآكل مبكر، مما يؤدي إلى زيادة في قيم D0 (عيب BARC). بمراقبة طاقة التردد اللاسلكي ومعدل الحفر عبر نظام SPC، ستلاحظ انحرافًا تدريجيًا في هذه المعلمات عن قيمها المحددة. بعد إطلاق إنذار SPC، ستجمع بيانات نظام FDC وتحدد أن المشكلة ناجمة عن عدم استقرار التحكم في درجة الحرارة داخل الحجرة. بعد ذلك، ستطبق طرق تنظيف واستراتيجيات صيانة جديدة، مما يؤدي في النهاية إلى خفض قيمة D0 من 4.3 إلى 2.4، وبالتالي تحسين جودة المنتج.

7.في XINKEHUI يمكنك الحصول على.

في XINKEHUI، يمكنك الحصول على رقاقة مثالية، سواءً كانت رقاقة سيليكون أو رقاقة SiC. نحن متخصصون في توفير رقائق عالية الجودة لمختلف الصناعات، مع التركيز على الدقة والأداء.