Zapewnienie długoterminowego wsparcia komponentów dla istniejących projektów, z przechowywaniem płytek
W pierwszej części naszego opracowania dotyczącego „układanki” produkcyjnej dokonaliśmy przeglądu historii tego, jak i dlaczego firmy produkujące zespoły półprzewodnikowe odeszły od klasycznego montażu zespołów z ramkami wyprowadzeniowymi. Dla przypomnienia, wymagają one kosztownych narzędzi do przycinania i formowania, a rynek skierował się w stronę zespołów typu Ball Grid Array (BGA), Quad Flat No-lead Packages (QFN) i Dual Flat No-lead Packages (DFN). W drugiej części skoncentrowaliśmy się na zespołach QFN i DFN, które charakteryzują się najniższym poziomem złożoności i kosztów, ale będą miały duży wpływ na przyszłość produktów SOIC i zespołów PLCC o małej liczbie pinów. Teraz, w części trzeciej, skupiamy się na technologiach przechowywania płytek i produkcji półprzewodników.
Co napędza popyt na przechowywanie płytek i czy jest on wciąż obecny?
Podobnie jak w przypadku wielu wyzwań technologicznych, odpowiedź na to pytanie jest skomplikowana i aby zrozumieć jej subtelności, musimy zagłębić się w szczegóły.
Argument przemawiający za przechowywaniem płytek jest raczej prosty i obejmuje dwa czynniki. Po pierwsze, w przypadku zakończenia produkcji, przechowywanie umożliwia uniknięcie kosztów montażu i testów. Po drugie, płytki mogą być przechowywane na mniejszej przestrzeni i dłużej, niż produkty montowane. Oba te argumenty są prawdziwe, szczególnie w przypadku starszych produktów, ale tylko pod następującymi warunkami:
1. Montaż i testowanie mogą nadal być prowadzone.
2. Stan płytki został w pełni przetestowany i/lub skonfigurowany.
Pierwszy warunek może wydawać się oczywisty, ale często nie dostrzegamy jego potencjalnego znaczenia. Aby przechowywanie płytek miało nadal sens, zespół lub pakiet muszą pozostawać dostępne. Platforma testowa musi pozostawać dostępna przez cały okres, podczas którego wymagane jest przechowywanie płytek. W naszych poprzednich artykułach o „układankach” produkcyjnych omawialiśmy kwestie pakietów i stwierdziliśmy, że klasyczne technologie ramek wyprowadzeniowych odchodzą w przeszłość. Platformy testowe i odpowiednie obwody zewnętrzne muszą być dostępne przez cały wymagany okres przechowywania płytek. Jeśli nie można zapewnić dostępności testowania zewnętrznego, konieczność przeniesienia programu testowego stanowi kolejny koszt, który musi być brany pod uwagę w celu weryfikacji finansowej opłacalności przechowywania płytek. Ten pierwszy warunek można spełnić dzięki odpowiedniemu planowaniu i przygotowaniu. Firma Rochester Electronics inwestuje w montaż i testy, aby w dalszym ciągu zapewniać opłacalność przechowywania płytek.
Druga część argumentu dotycząca konieczności pełnego przetestowania i/lub skonfigurowania płytek jest znacznie bardziej skomplikowana. Przez ostatnie pół wieku przechowywania płytek w przemyśle półprzewodników łatwo było zrozumieć złożoność produktów, a testy i montaż zapewniały ich opłacalność. Obecnie jest to znacznie mniej proste. Na złożoność produktów takich, jak płytki wpływ ma kilka czynników, na przykład:
- Produkty pamięci bazowej nie istnieją samodzielnie. Ponieważ koszty zaawansowanych masek węzłów są bardzo wysokie, powszechnie stosowane jest rozwiązanie, w którym pojedynczy zestaw masek reprezentuje kilka wybranych produktów zawierających płytki. Nie jest niczym niezwykłym, że ta sama płytka obejmuje od 4 do 8 różnych produktów końcowych.
o Znajomość stanu zapasów pojedynczego produktu może być trudna do określenia w przypadku płytek składających się z wielu produktów.
o Pamięć EEPROM wymaga zwykle przeprowadzenia przed montażem operacji sortowania płytek w wysokiej temperaturze. Oznacza to, że program testowania i sortowania płytek musi stanowić część procesu ich przechowywania. - W przypadku produktów z dużą pamięcią konieczne jest wykorzystywanie wbudowanych funkcji samonaprawy (Built-In Self-Repair, czyli BISR), aby zapewnić prawidłowe sortowanie płytek. Dotyczy to większości technologii o rozmiarach 65 nm i mniejszych, w których przypadku obszar matrycy obejmuje przede wszystkim pamięć. Proces BISR jest przeprowadzany jako operacja sortowania płytek, po której zwykle następuje połączenie, aby umożliwić zamianę nadmiarowych kolumn lub wierszy pamięci dla podniesienia wydajności. Algorytmy BISR są zastrzeżone i unikalne dla każdego producenta półprzewodników lub dostawcy IP.
- Płytki typu Flip Chip wymagają przed ich złożeniem wykorzystania metalicznych warstw podkontaktowych. Możliwość wykorzystania metalicznych warstw podkontaktowych ma duże znaczenie i nie jest jeszcze jasne, czy warstwy zawierające określoną ilość ołowiu mogą być przyczyną obaw dotyczących niezawodności w perspektywie długoterminowej. Konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań. Przechowywanie płytek mogłoby teoretycznie być prowadzone bez zakłóceń, ale w miarę upływu czasu konieczne byłoby umożliwienie przeprowadzenia operacji BISR i łączenia.
- Jeśli płytka znajduje się w układzie BGA, musi być dostępne podłoże, do którego można przykleić matrycę lub na którym możliwe jest zamontowanie układu typu flip-chip. Podłoża nie mają długiego okresu żywotności i muszą być zamawiane w ilościach, które zwykle przekraczają zapotrzebowanie systemu w perspektywie długoterminowej. Możliwość długoterminowego przechowywania podłoży również wymaga dalszych badań.
Odpowiadając na pytanie, jakie jest zapotrzebowanie na przechowywanie płytek i czy wciąż występuje, jedyna prawdziwa odpowiedź brzmi: wszystko zależy od produktu. Aby dokonać ostatecznej oceny rentowności, należy przeanalizować wszystkie warunki opisane powyżej.
Kiedy płytki są dostępne w ramach zdarzenia dotyczącego ostatniego terminu zakupu (Last Time Buy, czyli LTB)?
W praktyce, dostępność miejsca do przechowywania płytek nie jest często opcją przedstawianą klientom końcowym. Oczekiwania finansowe w odniesieniu do ostatniego terminu zakupu dotyczą wyrobów gotowych i umożliwiają uzyskanie krótkoterminowego wzrostu przychodów przed upłynięciem ostatniego terminu zakupu. Istnieje nieodłączny opór przed obniżaniem przychodów w przypadku produktów gotowych w porównaniu z opcją ostatniego terminu zakupu. Zdarzenie ostatniego zakupu może być przewidywane wcześniej, a przychody są już zaplanowane z góry. Należy uwzględnić to podczas opracowywania biznesplanu. Firmy mikroelektroniczne z branży półprzewodników korzystają dla większości produktów z zewnętrznego łańcucha dostaw. Produkcja, montaż i testowanie półprzewodników to główne usługi stanowiące przedmiot zleceń dla podwykonawców. Ich punktem wyjścia nie jest zwykle proces wytwarzania produktów obejmujących wyłącznie płytki. Krótko mówiąc, większość firm mikroelektronicznych z branży półprzewodników nie zidentyfikowała samych płytek jako przedmiotu prac rozwojowych lub dokumentacji docelowej.
Rozmowy na temat przechowywania płytek z firmami mikroelektronicznymi z branży półprzewodników powinny zostać przeprowadzone przed zdarzeniem dotyczącym ostatniego terminu zakupu - w przeciwnym razie szanse na odpowiednie przechowywanie zostaną zdecydowanie zmniejszone. Producenci urządzeń zintegrowanych (Integrated device manufacturers, czyli IDM), którzy są właścicielami swoich zakładów produkcyjnych, mogą postępować inaczej. Producenci urządzeń zintegrowanych mają większą kontrolę nad każdym etapem rozwoju produktu. Producenci urządzeń zintegrowanych są bardziej skłonni do zakupu płytek niż firmy mikroelektroniczne z branży półprzewodników, ale ta dyskusja musi odbyć się przed zdarzeniem ostatniego terminu zakupu - w przeciwnym razie szansa może zostać utracona.
Zapewnienie dostępności płytek dla zdarzeń ostatniego terminu zakupu stanowi kwestię skomplikowaną i ma miejsce stosunkowo rzadko. Szanse na zakup po ogłoszeniu zdarzenia ostatniego terminu zakupu są niskie. Właściwe planowanie ze strony zespołów zarządzających produktami i firm takich jak Rochester Electronics zwiększa szanse na pomyślne wdrożenie długoterminowych umów dotyczących przechowywania płytek półprzewodnikowych. Firma Rochester Electronics przechowuje miliardy matryc i stale poszerza swoją ofertę produktów, aby zapewnić klientom korzystającym z systemów długoterminowych w pełni autoryzowane produkty potrzebne przez dziesięciolecia wykorzystywania systemu. Ponadto, firma Rochester ustaliła, że produkt może być przechowywany przez dziesięciolecia, co umożliwia ciągłą realizację dostaw dla klientów.
Jako licencjonowany producent półprzewodników, firma Rochester wyprodukowała ponad 20 000 typów produktów. Dysponując zapasami wynoszącymi ponad 12 miliardów matryc, firma Rochester utrzymuje zdolność do wytwarzania ponad 70 000 typów produktów.
Od ponad 40 lat, we współpracy z ponad 70 wiodącymi producentami półprzewodników, firma Rochester zapewnia swoim klientom ciągłe źródło półprzewodników o znaczeniu krytycznym.
Rochester Electronics oferuje w swoim zakładzie w Newburyport szereg usług mających na celu wydłużenie cyklu życia produktów półprzewodnikowych, wraz z usługami przechowywania płytek i przetwarzania matryc.
Przetwarzanie płytek
- Szlifowanie płytek po stronie tylnej
- Cięcie płytek
- Pobieranie i umieszczanie matryc
- Kontrola matry
Przechowywanie długoterminowe
- Programy długoterminowego przechowywania oraz zarządzania produkcją na potrzeby logistyki
- Usługi odbioru partii i testowania niezawodności w celu zapewnienia pełnej funkcjonalności produktu
- Zarządzanie częściami
- Raportowanie użycia
- Powiązane dokumenty są konwertowane i przechowywane w postaci elektronicznej
- Kontrola ERP zapasów i cech płyte
- Elektroniczne generowanie mapowania płytek dla płytek znakowanych tuszem
Przechowywanie nowej generacji
- Certyfikacja ISO-7/10K
- Rozszerzone kontrole systemów ESD
- Obszary kontrolne ISO-5
Kontrola wilgotności względnej - Monitorowanie temperatury i wilgotności w czasie rzeczywistym
- Automatyczne oczyszczanie w przypadku awarii zasilania
- Zabezpieczone pomieszczenia i szafy
Chcesz dowiedzieć się więcej? Skontaktuj się z nami już dziś.
Przeczytaj część 1: Ograniczanie starzenia się łańcucha dostaw: Rozwiązywanie „układanki” związanej z produkcją półprzewodników
Przeczytaj część 2: Ograniczanie starzenia się łańcucha dostaw: Produkcja półprzewodników zmierza w kierunku zespołów QFN i DFN
Dowiedz się więcej o rozwiązaniach firmy Rochester w zakresie przetwarzania i przechowywania płytek
OBEJRZYJ: aby poznać nasze możliwości w zakresie przetwarzania i przechowywania płytek
