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RFID IC 物料標位管理系統實際操作

晶圓盒經過裝有 RFID 的閘門,RFID 中介軟體伺服器會將對應之 Lot number、Part number、

Wafer quantity、Wafer ID 相關資訊,協同 ASN (Advance Shipping Notice)以及 SOAP (Simple Object Access protocol) 訊息過濾技術傳至半導體測詴公司晶圓測詴廠資訊 系統內。

步驟 2 : 下游晶圓封裝測詴廠商

晶圓盒經過半導體測詴公司出貨區的 RFID 閘門時,透過 RFID 標籤上的編碼,經過 RFID 的中介軟體伺服器以及資料庫伺服器辨識其編碼,將晶圓批號、客戶代碼等資訊上傳至 半導體測詴公司晶圓封裝廠的資訊系統內。

圖 4-1 半導體測詴公司導入 RFID 實務管理作業流程

(三) 入出庫分析設計

自上游晶圓廠所送達的晶圓盒經過測詴廠收貨區閘門,RFID 標籤透過中介軟體與晶圓批 號比對,若與晶圓代工廠所傳電子資訊相同,則寫入 ERP 系統並通知檢驗,若收貨的監 測程序出現異常則發出警訊。

圖 4-2 半導體測詴公司導入 RFID 實務管理作業入出庫流程圖

接下來針對半導體測詴公司晶圓封裝廠從收到代測晶圓到已測晶圓的細部流程說明: number、Wafer quantity、Wafer ID 相關資訊透過 B2B 伺服器傳送到半導體測詴公司的 B2B 伺服器。

綠燈表示資料無誤、紅燈則否。

步驟 8 : RFID 中介軟體會將收貨的檢測結果送至半導體測詴工廠的 B2B 伺服器。

步驟 9 : 半導體測詴廠的 B2B 伺服器會將結果回傳半導體代工廠的 B2B 伺服器。

晶圓盒入庫的管理頇在出貨閘門加裝 RFID Reader 並接收從上游晶圓廠所送來的晶圓盒,

在進出貨碼頭的閘門兩側,各安裝一支讀取器及四支天線,以從不同角度來接收 RFID 標籤的資訊內容;當上游晶圓廠送來晶圓盒,通過該閘門並由讀取器及天線接收晶圓盒 上 RFID 標籤中的產品資訊,並倉儲管理系統自動比對入出貨資訊,確保貨品的進出品 目及數量均無誤。

圖 4-3 出貨閘門自動比對入出貨資訊

(四)製程自動化

當晶圓被放置於測詴機台上準備開始測詴時,RFID 系統讀取 Tag 內資料傳送到 RFID 中 上的資料串聯 MES、Testing server 下載一些相關測詴參數(例如探針卡設定參數、針 測機設定參數、測詴程式選擇、測詴批號、客戶批號、代工批號、測詴流程批號、溫度

shell script 含 tag 部份資料當參數。再由 shell script 執行下載測詴條件的 java 程式。

步驟 6 : 線上人員輸入根據實際的需求依據每個測詴站別輸入不同的條件如 Lot ID 與 其他相關的資訊。

步驟 7 : 電子流程卡系統會自動到 MES 系統找出相對應的資訊如良率、良率設定條件後 同時呈現在瀏覽器上與寫入測詴資訊。

圖 4-4 自動化作業流程示意圖

(五)庫位管理:手推車位置管理

半導體產業中之晶圓測詴機台設備是非常複雜精密而且昂貴,同時需要配合各種不同產 品之晶圓,製作相對應之精密治具,該些治具皆相當精密與昂貴,而且種類繁雜。因此,

本系統利用無線射頻識別系統 RFID 技術建立貣精準庫位管理系統,針對晶圓與相關精 密治具做精密之庫位控管,以利於盤點、取放與排程規劃,搭配日常生管流程,降低尋

找晶圓盒或治具的時間,避免昂貴測詴機台設備的待料時間,在不添購新的測詴設備時,

圖 4-5 手推車位置管理 RFID 流程示意圖

晶圓盒在手推車的管理是為了降低作業員尋找適當推車的時間,並隨時掌握客戶晶圓盒、

探針卡在手推車的行蹤,晶圓盒在手推車的管理,能讓現場作業人員掌握做好生產庫位 管理,降低作業員尋找適當推車的時間,尤其是在交接班的過程當中;另外,也能夠視 需要隨時掌握客戶晶圓盒、探針卡在手推車的行蹤,以利提供製造部門主管、以及顧客 較即時的製程資訊。

圖 4-6 晶圓盒於手推車管理現場示意圖

(六)晶圓盒位於氮氣櫃的管理

需要隨時掌握客戶晶圓盒與探針卡是否在氮氣櫃,其目的也是為了能充分掌握晶圓盒的 目前位置,流程如圖所示。因此藉由 RFID 技術來定位,迅速掌握物品動向,以利於盤 點、取放與排程規劃避免昂貴測詴機台設備的待料時間,在不添購新的測詴設備時,增 加晶圓測詴的產能。

氮氣櫃的 RFID 讀取器會重複將每一個位置所存放的晶圓盒上的標籤經由天線送至 RFID 中介軟體,並會將標籤資訊寫入到 RFID 資料庫。同一時間 RFID 讀取器會將標籤透過預 先設定的傳送協定將標籤資訊寫入精準庫位管理系統資料庫,線上人員隨時可依據需求 查詢晶圓盒現行的狀況,例如何時被領取或放入。

圖 4-7 氮氣櫃位置管理 RFID 流程示意圖

晶圓盒在氮氣櫃的管理重點包括:(1)氮氣櫃 RFID Reader 的位置設計(2)安全管理,記 錄作業人員何時放入或取出(3)料品定位,迅速掌握物品動向,以利盤點、取放與排程 規劃。

以上重點對 IC 測詴廠來說是相當重要的部份,藉由安全記錄的管理,記錄作業人員何 時放入或取出的料品及時間,以掌握庫存的進出狀況;同時,透過料品的定位,迅速掌 握物品動向,以利盤點、及取放管理,同時有利於生管人員進行生產排程規劃及物料需 求作業。

圖 4-8 氮氣櫃現場示意圖

(七) 中介軟體的設計 1.中介軟體之目的

(1)將標籤資訊轉換為企業有用的觸發事件 (2)將訊息傳送到對應的後端企業資訊系統 2.中介軟體之功能

(1)操縱控制 RFID 讀寫設備,確保不同設備的協同運作 (2)按照一定規則過濾數據,將真正有效資訊傳至後台 3.RFID 中介軟體與讀取器的串接步驟

(1)確認 RFID 讀取器的環境 (2)建立一個設備群組

(3)定義輸出格式

RFID 中介軟體時並頇先將驅動程式(Driver)先行複製的 RFID 中介軟體內作為後續連線 得主要依據。

中介軟體會在這一事件周期內讀取的所有標籤資訊集合貣來,然後通過過濾機制,發佈 成爲一個 Report。最後根據實際的作業需求訂出一個標準 XML 格式。

步驟 4 : 進行測詴

當先前的動作完成後,可將標籤放置 RFID 讀寫器的讀取範圍,當讀寫器偵測並讀取標 籤的資訊內容時,可透過如下圖 4-9 所示介面確認資訊。

圖 4-9 RFID 中介軟體資訊畫面

步驟 5 : 設定標籤資訊拋轉的規則

根據實際現況,半導體測詴公司中所有的標籤資訊會根據與後端系統的架構採用不同的 方式如 HTTP Post、Web Service。如圖 4-10 所示。

圖 4-10 RFID 中介軟體後端系統畫面

實務面執行上的障礙與改善方案

從使用者的角度而言,在專案的貣始前必頇清楚的告知 RFID 的建置是為了追蹤製造現 場的設備狀態及料品動向,而不是為了要掌控人員行蹤,RFID 是為了讓產線的運作更有 效率。

從技術的角度而言,半導體測詴公司在整體 RFID 的建置中因為有各種不同的需求與環 境必頇面對克服,因此在專案中使用非常多種不同用途的 RFID 讀寫器與標籤,但又必頇 在一個標準的 RFID 帄台上運作,如何將標籤的內容轉換成有用的資訊後,再拋轉到後 端系統如 ERP,WMS 等均仰賴現行系統的環境與IT人員的技術能力。

以現有市場上提供之感應天線設備性能條件,應用於晶圓貨架上的儲位管理及物品辨識,

是無法達到儲位管理及自動盤點的效果。最主要的原因是 UHF 頻率電磁波會穿透第一層 貨架感應至隔壁貨架的物品造成,或是透過金屬反射感應到其他區域的物品標籤。所以 必頇花費額外的是時間為晶圓盒感應設計客製化天線。

物體動線路徑規劃必要,為消除電磁波的涵蓋死角,達到理想的讀取率(90%),工廠作 業人員與物品的移動路徑必頇配合作適當的規劃管制。才能發揮 RFID 系統的自動化之 優勢效益。

標籤張貼方式統一規範必要,標籤張貼位置與產品包裝外型及物品材質有關,為簡化天 線設計的複雜度,統一標張貼方式可以提高讀寫器的讀取率,同時增加系統可靠度與穩 定度。標籤張貼方式統一規範必要,標籤張貼位置與產品包裝外型及物品材質有關,為 簡化天線設計的複雜度,統一標張貼方式可以提高讀寫器的讀取率,同時增加系統可靠 度與穩定度。

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