具有多环特性的半导体封装测试系统性能分析

论文摘要

半导体封装测试是半导体生产的重要环节,中国的封装测试业在半导体制造业中所占比重超过50%。面对市场规模的增长和产业竞争的加剧,对半导体封装测试系统的性能进行评估分析,对系统进行合理规划,具有重要的意义。本文阐述了半导体封装测试系统的复杂特性,分析了半导体生产系统评估的重要性能指标,提出对系统进行粗略分析,平衡系统产率和周期的O_L图方法。针对半导体封装系统因多种辅助小车在系统中循环而形成的多环生产系统问题,文章重点研究了两环系统性能分析方法,提出了获得两环系统稳态生产产率和在制品库存分布的马尔可夫精确求解算法和基于单环分解算法的重叠式分解迭代近似求解方法。在精确求解算法中,提出两环系统状态空间的定义方法,构建块状结构的生成矩阵,并针对其结构特性,提出并证明了相应的RG分解方法,从而降低算法的复杂性。在近似求解算法中,以单环系统性能评估方法为基础,进一步尝试应用重叠式分解迭代思路,给出了近似解析两环系统模型的算法。本研究采用Witness仿真软件,构建了大量的仿真模型,用以进行数据仿真实验,与解析结果进行比较。通过大量的仿真和解析数据实验,证明了算法的有效性。同时,经过实验研究,表明:(1)没有缓存上限的不稳定系统中多环生产系统的生产产率随系统中循环资源的数量增加而增加;(2)在有缓存上限的情况下,不稳定系统则呈现产率随着资源数量先增加后减少的特性;(3)无论系统有无缓存上限,在制品库存随资源数量增加而增加;(4)处于两环交替的换车设备与其它设备相比,其性能改善带来的整体系统改善效果比其它设备改善效果明显。文章将提出的算法应用到半导体封装测试的实际系统中,阐述了实际系统的数据处理和算法应用过程,通过结果数据与真实数据的比较,证明了算法的可用性。同时,文章还讨论了算法实际应用的可行方案,包括进行资源优化,性能预测,目标分解及设定等方面,阐述了算法的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号对照表
• 第1章 引言
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 生产系统性能分析的研究现状
• 1.2.1 生产系统模型的分类
• 1.2.2 模型求解方法
• 1.2.3 生产系统性能分析的应用
• 1.2.4 存在问题的分析
• 1.3 论文的主要研究工作
• 1.4 本章小结
• 第2章 半导体封装测试多环系统问题
• 2.1 问题描述
• 2.2 基本两环模型建立
• 2.3 模型要素分析
• 2.3.1 设备元素
• 2.3.2 缓存元素
• 2.3.3 资源元素
• 2.4 性能分析指标
• 2.4.1 产率
• 2.4.2 生产周期
• 2.4.3 设备利用率
• 2.4.4 在制品库存
• L GRAPH）'>2.5 生产指标平衡：运作评估图（O_LGRAPH）
• 2.6 本文评估指标和研究目的
• 2.7 本章小结
• 第3章 两环系统精确求解方法
• 3.1 一般系统建模求解
• 3.1.1 Markov 模型
• 3.1.2 状态转移率矩阵自动生成
• 3.1.3 LU 型RG 分解算法
• 3.1.4 系统性能指标计算
• 3.1.5 方法局限性讨论
• 3.2 两环三设备系统无缓存空间上限的模型
• 3.2.1 Markov 模型
• 3.2.2 UL 型RG 分解算法
• 3.2.3 系统性能指标
• 3.3 两环三设备系统有缓存空间上限的模型
• 3.4 系统性能分析及比较
• 3.4.1 小车资源数量的影响
• 3.4.2 多种小车资源配比研究
• 3.4.3 设备加工时间参数的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 两环系统近似求解方法
• 4.1 模型描述
• 4.2 分解迭代近似方法原理
• 4.3 求解算法设计
• 4.3.1 单环系统性能分析算法
• 4.3.2 两环系统重叠式迭代分解方法一
• 4.3.3 两环系统重叠式迭代分解方法二
• 4.4 仿真模型描述
• 4.5 算法精确性探讨
• 4.5.1 平衡生产系统
• 4.5.2 不平衡生产系统
• 4.6 本章小结
• 第5章 半导体生产实例应用
• 5.1 问题描述
• 5.2 数据及其预处理
• 5.2.1 原材料充足假设
• 5.2.2 设备性能参数
• 5.2.3 缓存数据
• 5.2.4 小车数量
• 5.2.5 实际运行结果数据处理
• 5.3 算法结果比较
• 5.4 算法实际可行应用讨论
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 论文的主要创新点
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 自动生成矩阵部分函数代码
• A.1 函数NJ（Q,K,POS）
• A.2 函数DISTRIBUTION （Q,K,POS）
• A.3 函数STATE（POS）
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果