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研究生: 曾麒文
Tseng, Chi Wen
論文名稱: 基於萃智的晶圓真空壓膜製程設備改善設計
TRIZ-based Improvement Design for Wafer Vacuum Laminator Process Equipment
指導教授: 許棟樑
Sheu, Dongliang Daniel
口試委員: 宋震國
Sung, Cheng-Kuo
黃乾怡
Huang, Jay
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工業工程與工程管理學系
Department of Industrial Engineering and Engineering Management
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 358
中文關鍵詞: 萃智空壓膜晶粒乾膜載具晶圓
外文關鍵詞: TRIZ, Vacuum Laminator, Die, Dry Film, DF, Carrier, Wafer
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  • 本研究的晶圓真空壓膜(Wafer Vacuum Laminator, WVL)設備,在3D IC的製程技術上扮演著協助提升晶片效率與製程成本降低的重要角色,因為3D IC的製程皆為晶圓與晶圓或晶圓與晶粒間的堆疊,乾膜需完全填滿晶圓上所有間隙,為了要完全避免空氣包覆於晶圓間造成晶片短路,所以將對現有機台,進行技術性的突破、改良與提升穩定性。
    本研究使用萃智系統性創新分析方法,藉由萃智的問題定義、問題分析、問題解決、解答過濾與整合模式,產生創新解決設備問題的方法。本研究解決晶圓真空壓膜設備的氣泡、膜皺、整平與撕膜等問題,期望解決設備研發瓶頸與提升該系統設備效率。
    本研究主要貢獻:應用完整的萃智手法,實務解決真空壓膜設備的氣泡、膜皺、整平與撕膜等問題,排除設備多年難解的製程設備瓶頸,並產生顯著效果。


    This research of Wafer Vacuum Laminator equipment, in 3D IC application of technology, assist upgrade Die efficiency, and process cost reduced of important key, because 3D IC process are for Wafer to Wafer or Wafer to Die of stack, dry film needed completely fill Wafer clearance, and prevent bubble produced, makes Die short-circuit, so will on currently machine, for technical of breakthrough, and improved and upgrade stability.
    This study uses the TRIZ innovation method, using TRIZ its problem definition, problem analysis, solution generation, concept solutions and integrated solutions, innovative ways to solve equipment problems. To solve the Wafer Vacuum Laminator bubble, wrinkle, leveling, Mylar de-tape problems, hope to solve device development bottlenecks and improve equipment efficiency.
    The contributions of this research include: the application of TRIZ tools, practice solving Wafer Vacuum Laminator equipment problems, including bubble, wrinkle, leveling, Mylar de-tape, excluding equipment for many years a difficult process bottlenecks, and produce a significant effect.

    摘要 II 致謝 III 圖目錄 8 表目錄 16 第一章 緒論 28 1.1 研究背景與動機 28 1.2 研究目的 32 1.3 預期成果與貢獻 37 1.4 研究架構 38 1.4.1 TRIZ分析工具應用 39 第二章 產業說明 40 2.1 晶圓真空壓膜製程說明 40 2.1.1 製程應用 40 2.1.2 壓膜製程 40 2.1.3 產品優勢 44 第三章 文獻探討 46 3.1 TRIZ理論 46 3.1.1 TRIZ的引用提升專利的質與量 47 3.1.2 TRIZ的問題解題流程 47 3.2 問題定義 48 3.2.1 問題描述 48 3.2.2 解決方案的限制 49 3.3 問題分析 50 3.3.1 功能分析 50 3.3.2 流程功能分析 53 3.3.3 流的分析 64 3.3.4 表列所有不利點 70 3.3.5 因果衝突鏈分析 71 3.4 產生解決方案 74 3.4.1 替換/增加/刪減 (SAS) 75 3.4.2 矛盾矩陣與發明原則 81 3.4.3 物理矛盾與分離原則 83 3.4.4 功能導向與知識資料搜尋 84 3.4.5 專利迴避 85 3.4.6 演化趨勢 86 3.4.7 系統元件修剪 88 3.4.8 流程修剪 92 3.4.9 質場分析 113 3.5 解答選擇與整合工具 116 3.5.1 普氏矩陣 (Pugh Matrix) 116 3.5.2 超效應分析 (Super-Effect Analysis) 118 3.6 產業界相似應用案例 119 3.6.1 Carrier覆蓋晶圓,氣泡抑制 119 3.6.2 整平鋼板平整改善 119 第四章 研究方法 120 4.1 研究流程 120 4.2 問題定義 122 4.2.1 專案章程 (Project Charter) 122 4.2.2 問題描述 (Problem Statement) 123 4.3 問題分析 124 4.3.1 功能分析(Functional Analysis) 124 4.3.2 流程功能分析(Function Analysis for process) 128 4.3.3 流的分析(Flow Analysis) 132 4.3.4 表列流程功能分析所有不利點 133 4.3.5 表列功能分析所有不利點 (設備) 134 4.3.6 因果衝突鏈分析(CECCA) 134 4.3.7 衝突家族辨識 137 4.4 產生解決方案 138 4.4.1 替換/增加/刪減(SAS) 138 4.4.2 矛盾矩陣與發明原則(CM / IP) 139 4.4.3 物理矛盾與分離原則(PC / Sep + Transition) 140 4.4.4 功能導向與知識資料搜尋(FOS K/E DB) 145 4.4.5 演化趨勢(Trends) 150 4.4.6 系統元件修剪(Trimming for Function) 151 4.4.7 流程修剪(Trimming for Process) 152 4.4.8 質場分析(Su-Field Analysis) 153 4.5 解答選擇與整合 157 4.5.1 解答評估 158 4.5.2 解答擴張 160 第五章 案例應用 164 5.1 晶圓真空壓膜製程設備之流程分析 164 5.1.1 流程功能分析 164 5.1.2 流的分析 179 5.1.3 表列所有不利點 181 5.2 黏性乾膜包覆空氣產生氣泡問題改善 184 5.2.1 黏性乾膜黏貼於Carrier (含Die + BG Tape) -預切機工作站 184 5.2.2 黏性乾膜加壓於Carrier (含Die + BG Tape) –壓膜機工作站 220 5.2.3 Thin Wafer堆疊黏貼加壓於黏性乾膜 –壓膜機工作站 242 5.3 真空熱壓,乾膜壓合平整度差問題改善 273 5.3.1 乾膜壓合後TTV平整度不足 –整平機工作站 273 5.4 膠帶無法撕去Mylar問題改善 308 5.4.1 乾膜溢膠而造成膠帶無法撕去Mylar –撕膜機工作站 309 5.5 乾膜附著貼附性差與產生膜皺問題改善 347 5.5.1 黏性乾膜加壓於Carrier上附著貼附性差 –壓膜機工作站 348 5.5.2 腔體於抽真空時,乾膜瞬間接觸高溫而膜皺 –壓膜機工作站 350 5.6 晶圓真空壓膜製程設備採用流程修剪結果 352 5.6.1 功能模型-圖式,流程修剪比對 352 5.6.2 流程修剪結果 353 第六章 結論與未來研究方向 355 6.1 成果與貢獻 355 6.2 未來研究方向 355 參考文獻 356

    I.英文參考文獻
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    4. Iouri Belski. (2002), “Improve Your Thinking: Substance-Field Analysis”
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    II.中文參考文獻
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    2. 蔡雲方,(2014),KT式理性思考法的系統化分析與解題手法,國立清華大學工業工程與工程管理學系碩士論文。
    3. 許棟樑,(2013),局部因果鏈使用說明與範例課程教材。
    4. 山本雅之、長谷幸敏,(2013),發明專利:黏著帶貼附方法及利用該方法的黏著帶貼附裝置,日東電工股份有限公司,2013/12/01,日本。
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    9. 許棟樑,(2010),萃智系統性創新方法課程教材。
    10. 陳達仁,(2010),專利檢索與專利分析,經濟部智慧財產局,台北,三版。
    11. 許棟樑,(2009),萃智系統性創新上手,亞卓國際顧問,新竹,初版。
    12. 陳瑞田,(2009),創新性之專利迴避設計,經濟部智慧財產局,台北,三版,頁10-12。
    13. 陳明宗,(2009),晶圓壓膜機於3D-IC的應用,志聖工業股份有限公司創新研討會,2009/9/30,台灣台中。

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