臺灣博碩士論文加值系統

近年來由於高速運算與電池長時間使用的需求，高效率電源管理半導體日趨重要。多晶片封裝技術整合多功能晶片在同一個模組內，減少晶片總體積，增加電子裝置可使用的空間，同時縮短傳輸線路距離，減少功率損耗。
整合型功率半導體封裝整合IC Controller 與MOSFET並且應用銅片在整合型功率半導體模組內。 導入銅片的整合型功率半導體的優點包括∶低傳輸電阻與電感、能承受高電流與更佳散熱能力。
然而，銅片與晶片同步迴流焊製程是一項具有挑戰性作業。迴流焊過程中，錫熔融成液態，銅片與晶片懸浮其上，可能有晶片旋轉、偏移、錫溢流或錫量不足等問題。錫量管控是主要關鍵因素，對於封裝製程生產良率有重大影響。
導入電腦視覺技術於整合型功率半導體封裝製程中，對錫量穩定度的控制有極大助益。
本論文運用Python進行製程數據分析，在銅片與晶片黏著製程找出影響良率的主要不良項目。應用電腦視覺技術，提出有效的作業方法，使得銅片與晶片黏著之前確保每一個晶片100%通過錫量標準才作業，否則設備將自動停機，由工程師立即檢修。從量產結果來看，本方法實施後良率大幅提升，驗證改良式整合型功率半導體封裝流程的有效性。

Efficient power management is crucial for increasing demands on high speed computing and longer battery service life. Multi-chip package is developed which integrates chips in a package whereas reduces dimension of devices and signal transmission distance.
Integrated power semiconductor integrates IC Controller and MOSFET in one package. Cu-Clip is used, especially, for this semiconductor. Advantages of Cu-Clip Integrated power semiconductors include: lower interconnect resistance and inductance, improved current handling capability, and Improved thermal performance
However, the one-time reflow soldering of Cu-Clip and Die together is a challenging process. The challenge is that Dies and Cu-Clips are floating on molten solder during reflow. They can be rotated, shifted, solder overflow, lack of solder etc. after solder reflow. Solder amount control is the key factor. It significantly impacts the assembly production yield.
Computer vision technology plays a very important role in solder amount control for Integrated power semiconductor.
We developed a robust computer vision process associated with data analysis using Python program for Cu-Clip and Die attachment process. All devices are through 100% automatic optical inspection before Cu-Clip and Die attachment. The process is automatically stopped if the solder amount is out of control. The results have shown the efficiency and effectiveness of this enhanced assembly process flow.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 動機 1
1.2 文獻探討 1
1.3 目標 2
1.4 章節架構 2
第二章 背景 3
2.1 市場現況 3
2.2 半導體技術的發展 4
2.3 整合型功率半導體的發展 6
第三章 整合型功率半導體介紹 7
3.1 整合型功率半導體結構 7
3.2 整合型功率半導體特性 9
3.2.1 散熱性能 9
3.2.2 電性性能 10
3.2.3 信賴性 10
第四章 整合型功率半導體封裝製程 11
4.1 整合型功率半導體封裝流程 11
4.2 關鍵封裝製程 12
4.3 封裝製程挑戰與議題 16
第五章 電腦視覺技術 18
5.1 電腦視覺光源 18
5.2 二值化影像 20
第六章 運用電腦視覺於封裝製程良率改善 22
6.1 整合型功率半導體製程關鍵問題點 22
6.2 改善方法 25
第七章 結果與討論 29
7.1 結果 29
7.2 討論 33
第八章 結論 35
參考文獻 36

[1]Kyaw Ko Lwin, Carolyn Epino Tubillo, Panumard T., Jun Dimaano, Dr. Nathapong Suthiwongsunthorn, Saravuth Sirinorakul, “Copper Clip Package for high performance MOSFETs and its optimization”, pp.2-6, 2016 18th Electronics Packaging Technology Conference.
[2]Kamal Sahota, VP Engineering Qualcomm Inc., “5G mmWave Radio design for Mobile”, IEEE 5G Summit, pp.4-12, June, 2017.
[3]Jeffrey G. Andrews, Stefano Buzzi, Wan Choi, Stephen V. Hanly, Angel Lozano, Anthony C. K. Soong, Jianzhong Charlie Zhang, “What Will 5G Be?”, IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 32, NO. 6, pp.3-9, JUNE 2014.
[4]Shintaro Shinjo, Keigo Nakatani, Koji Tsutsumi, Hideyuki Nakamizo, “Integrating the Front End”, IEEE microwave magazine, pp.34-40, July/August, 2017.
[5]周正全，＂晶圓打線檢測系統之研究＂，國立交通大學工業工程與管理學系博 士 論 文，pp.3-21，10月2006年。
[6]曾士桓，”以區域為主之互動式影像擷取”，國立清華大學資訊工程研究所碩士論文，pp.2-7, 6月2002年。
[7]劉美君，”競爭版圖大洗牌，半導體製造技術與策略發展新契機”，工研院產業科技國際策略發展所，2018年11月13日。
[8]楊啟鑫，”推動向前進，展望先進封測產業未來發展機會”，工研院產業科技國際策略發展所，2018年11月13日。
[9]N. Otsu, “Threshold Selection Method from Gray Level Histograms,” IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, SMC-9, pp.60-66, 1979.
[10]UTAC website https://www.utacgroup.com
[11]Texas Instrument website http://www.ti.com
[12]iST website https://www.istgroup.com/tw
[13]Ansforce website https://www.ansforce.com/knowledge
[14]Linda G. Shapiro and George C. Stockman, 2001 ,“Computer Vision”, Prentice-Hall Inc..
[15]R. C. Gonzalez and R. E. Woods, 2002 ,“Digital Image Processing”, 繆紹綱譯, Prentice-Hall, Inc., pp.33-773.
[16]Alasdair McAndrew, 2004,“Introduction to Digital Image Processing with MATLAB”, Thomson.
[17]E. R. Davies, 2005,“Machine Vision -- Theory, Algorithms and Practicalities”, 3rd edition, Elsevier Inc..
[18]何敏煌，, 2019, ”資訊社會必修的12堂Python通識課”，博碩文化。
[19]CC0 website https://cc0.wfublog.com/
[20]“台灣半導體 南韓比不過”，經濟日報， 2020-01-21。
[21]“文在寅總統：南韓半導體技術發展願景2030年達三項目標”，科技產業資訊室 (iKnow) – May，2019年5月2日。