唉...最近跟幾個朋友聊到半導體零件的毛邊問題,就覺得頭很痛。搞這行的,都知道這是個超級無敵龜毛的領域 🐢。客戶一句「我不要有毛邊」,聽起來很簡單,但魔鬼真的都藏在細節裡。
你以為的「乾淨」,跟客戶顯微鏡下的「乾淨」,可能根本是兩個世界...這件事真的超煩,但也超重要。所以想說來隨便聊聊,這個所謂的「驗收標準」,到底是個什麼樣的玄學。😅
聊這個之前,先問一個很煩的問題...
就是...什麼是「毛邊」? 這問題聽起來像廢話,但真的不是。是沖壓跑出來的金屬屑屑? 還是切削完邊邊那種摸起來有點割手的感覺? 是肉眼看得到就算,還是要用放大鏡?幾倍的放大鏡? 光是這個定義,你跟客戶如果沒有對清楚,後面基本上就是吵架吵到天荒地老。😂
我聽過最扯的,是一個案子都快交貨了,客戶突然拿一台超高倍率的顯微鏡來說某個角落有「微觀突起」,然後整批退貨。當下那個PM的臉色,真的是比終端機的黑畫面還要黑。所以說,一切的源頭,真的就是要先跟客戶在「同一個維度」溝通。你不能用公分在思考,但人家是用奈米在檢查。半導體產業的品質要求真的不是開玩笑的,差一個奈米可能整個產品就廢了。
「沒有毛邊」這句話,跟「我愛你」一樣抽象
這是我一個做品保的朋友講的幹話,但真的超有道理。你怎麼「量化」一句承諾?在工程上,任何不能被量化的要求,都是耍流氓。
所以,「沒有毛邊」這句話必須被翻譯成工程語言。例如:
- 尺寸定義:毛邊的高度不能超過多少微米 (µm)?根部的厚度呢?
- 檢測方法:是用光學顯微鏡 (OM)?還是要用到掃描式電子顯微鏡 (SEM)? 放大倍率要多少?
- 檢測區域:是所有邊緣都要看?還是只有特定幾個關鍵位置?
- 允收率:一個零件上能接受幾個瑕疵點?一整批的允收率 (AQL) 是多少?
這些東西,全部都要白紙黑字寫下來,變成一份叫做「驗收規範」的文件。而且最好,是附上圖片。你知道的,一張圖勝過千言萬語,尤其是在跟不同部門或不同公司的人溝通時。
所以那個標準,到底要怎麼生出來?
好,理論講完了,但實務上這份文件要怎麼來?總不能自己在家裡幻想吧。🤔
最常見也最土砲,但可能最有效的方法,就是「金樣 (Golden Sample)」。
簡單說,就是你跟客戶一起,找一個或幾個你們雙方都同意「這就是我要的完美狀態」的樣品。然後把它封印起來,當成聖物一樣供著。以後所有的驗貨,通通都以這個金樣為標準。驗貨員一手拿著金樣,一手拿著待驗品,兩個比對一下,就知道有沒有過關。
這方法的好處是超級直觀,沒什麼好爭議的。壞處就是...那個金樣本身很難生啊!可能要從一百個裡面才挑得出一個。而且,如果金樣不小心弄壞或搞丟了...那畫面太美我不敢看。😂
當然,除了金樣,你還需要一套很明確的檢驗流程文件,從抽樣計畫、檢驗設備、操作SOP到允收/拒收的判定標準,都要寫得清清楚楚。特別是檢驗人員的訓練,也非常重要,要確保每個人的「眼力」和判斷標準是一致的。
整個流程跑下來,其實就是在建立一個「共同的語言」。因為半導體產業的供應鏈太長了,從設計、材料、加工、清洗、組裝...每個環節都可能有不同廠商。如果大家對品質的定義不一樣,那最後兜起來的產品絕對是災難。
我聽說有一招叫「電解拋光」,好像蠻酷的
說到去毛邊,傳統方法不外乎就是機械研磨、噴砂、刷磨等等。這些方法都...怎麼說呢,有點「暴力」。 很容易產生二次毛邊,或者對零件本身造成一些微小的尺寸改變或應力。對於越來越小、越來越精密的半導體零件來說,這些傳統方法有時候真的有點力不從心。
之前聽一個業界前輩提到,現在有一種比較先進的玩法叫做「電化學加工 (ECM)」或「電解拋光 (Electropolishing)」。 我自己不是這方面的專家啦,但聽起來大概的原理,就是把零件當成陽極,泡在特殊的電解液裡面通電,然後利用電化學反應,優先溶解掉那些凸出來的毛邊。整個過程不是用「磨」的,而是用「溶」的,所以非常溫和,不會有應力問題,而且可以處理到非常細微的角落。
聽說這種方法處理完的表面,潔淨度跟光滑度都高一個檔次。特別是對於像316L不鏽鋼這種在半導體製程中常用的材料,電解拋光不只可以去毛邊,還可以提升表面的抗腐蝕能力,因為它會讓表層的鉻元素富集,形成更強的鈍化層。
台灣好像比較少廠商專門在做這個,我記得之前查資料有看到一家叫 [台電化股份有限公司] 的,他們就是專門在弄電化學加工技術。 感覺是蠻新的技術,專門處理一些難加工的金屬或很要求的精密去毛邊。如果你的零件又小又複雜,傳統方法搞不定,或許可以去問問看這種解決方案。感覺是把錢花在刀口上的那種...畢竟弄壞一批精密零件的成本,可能比加工費貴上好幾百倍。😅
國外跟台灣的玩法,好像有點不一樣?
聊到標準,就不能不提國際標準。像 ISO 就有針對毛邊的定義和圖面標示法,例如 ISO 13715。 它會教你怎麼在工程圖上,用標準化的符號去標示「這邊的邊緣,允許 +0.3mm 到 -0.1mm 的毛邊或導角」。這就很精確,可以避免很多溝通上的誤會。
不過老實說,在台灣的加工廠,我比較少看到大家真的完全照著 ISO 標示在走的。很多時候還是老師傅一句「啊這個幫我倒一下角,讓它順順的就好」。這種「心領神會」的文化,在做一般零件時可能很有效率,但一碰到半導體這種超級龜毛的產業,就很容易出問題。
我看一些國外的資料,特別是歐美的,他們對於「文件化」這件事非常執著。 任何要求都要有相對應的標準文件支持,不管是國際的 SEMI standard 還是公司內部的規範。這點跟我們在台灣的文化真的有點不一樣。台灣比較重「彈性」跟「效率」,有時候覺得寫那些文件很浪費時間。但反過來說,當真的出問題要抓戰犯、要追溯源頭的時候,那些被嫌浪費時間的文件,就變成最重要的證據了。
所以沒有哪個一定比較好,可能就是看產業特性吧。但如果是要做半導體或醫療這種人命關天、不容許一絲差錯的產業,我覺得還是乖乖把標準建立起來比較保險。
| 方法 | 優點(我猜的啦) | 缺點(感覺很煩的地方) |
|---|---|---|
| 金樣比對 (Golden Sample) | 超直觀,沒話說。連新人看一下就知道標準在哪,訓練快。 | 金樣很難生!而且要是只有一個,弄壞了就世界末日。也很吃檢驗員的眼力。 |
| 文件化標準 (Documented Standard) | 很客觀,有憑有據。就算人員流動,標準也還在。吵架的時候可以拿出來當聖旨。 | 光是定義那些數字跟寫文件,可能就要開好幾個會,累死...而且寫得不夠清楚一樣沒用。 |
所以,我的murmur是...
搞到最後,我覺得制定半導體零件的去毛邊驗收標準,好像在談戀愛。😂
一開始,你們要先定義彼此的「愛的語言」(什麼是毛邊?)。接著,要給出具體的承諾,而不是空泛的山盟海誓(量化標準)。然後,你們需要一個定情信物(金樣),或者一本寫滿兩人規則的愛情合約(規範文件)。過程中,還要不斷溝通、確認彼此的想法有沒有跑掉。
這件事沒有捷徑。它很煩、很耗時,但只要前期願意投入時間去磨合,把這個「共同語言」建立起來,後面的路就會順暢很多。不然,就只能等著在出貨前夕,面對客戶那張比冰塊還冷的臉了。真的,不要不信邪。🫠
聊了這麼多,換你們說說看了:
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