Не, силициевите подложки не се произвеждат чрез колаборативни роботи. С дебелина само 40 µm, много силициеви подложки са по-тънки от човешки косъм, но техният диаметър варира от 150 до 300 mm, което е колкото размера на една пица. Този силно крехък материал не може да се вземе с ръка. За да се произведат тези чувствителни полупроводникови подложки, разположени в касета, чиято стойност е от порядъка на тази за среден клас автомобил, и впоследствие да се преработят в микрочипове, те преминават през до 1200 технологични стъпки на производство. И за всяка от тях трябва да бъдат прехвърлени към различни автоматизирани обработващи станции.

„При манипулирането на подложки за полупроводници (б. ред. наричани още „вафли“), коботите получиха висока оценка от компаниите заради тяхната надеждност, както и поради постигането на най-високите стандарти за качество и безопасност. Това означава едно – коботите издигнаха автоматизацията в чистите помещения на ново ниво“, коментираха за ДигиталнаИндустрия.bg от фирма БГ Роботи (Витто ООД), която внася, продава, поддържа и сервизира промишлени роботи KUKA в България – нови и втора употреба.

Производствена среда, която е по-чиста от тази на операционна зала

В завода на Infineon във Филах, Австрия, се произвеждат силови полупроводници, които се използват в автомобили, смартфони, хладилници или в сървърни центрове и тяговите агрегати на локомотиви. В хале 17 на завода си във Филах компанията произвежда микрочипове в чиста среда от клас 1.

По отношение на изискванията за производство, това означава, че в 28 l въздух може да има не повече от една частица прах, което е значително по-малко от позволеното в операционна зала. За сравнение - в същия обем планински въздух, който се счита за особено чист, има около 100 000 частици. По отношение на служителите това означава, че при всяко влизане в производственото съоръжение, трябва да преминават през специална въздушна камера, облечени в стерилни бели защитни костюми, покриващи цялото тяло. Кожата и косата им следва да бъдат напълно покрити, така че нито една мъртва клетка на кожата да не попадне в околната среда. Лаптопите и другото техническо оборудване също първо се подлагат на щателно почистване.

Роботите за чисти помещения осигуряват безопасно взаимодействие по време на манипулацията на подложките

„Предвид изключителната чувствителност на подложките към производствените условия, използваната технология за обработка следва да бъде обмислена много внимателно“, пояснява г-н Мартин Мозер, ръководител на екип за автоматизация в подразделението AMHS (Автоматизирани системи за обработка на материали) в Infineon Technologies Austria. „Тъй като при производството на подложки се използват различни мобилни устройства, а освен това част от персонала се движи между отделните зони, автоматизацията може да включва само роботи, които са изключително компактни и чувствителни и са проектирани за безопасно взаимодействие с хората и машините. И всичко това без да се поставят каквито и да било защитни заграждения“, допълва г-н Мозер.

Ръка за ръка със системните партньори към намирането на решение

„По време на нашето проучване се запознахме с коботите на KUKA“, пояснява проектантът. Той отбелязва също, че подготовката на тези роботи към специалните изисквания за манипулация на подложки в чисти помещения в съответствие с ISO3 е включвал интензивен процес на обучение, при който експертите по автоматизация от Infineon са работили ръка за ръка със своите системни партньори. Освен специалистите от KUKA, в процеса са участвали и експерти от инженеринговите компании, участващи в проекта.

„По това време ние не предвиждахме използването на роботи в производството на полупроводници. Благодарение на общите ни усилия обаче успяхме да приспособим системите специално към нашите нужди. Това беше истинска пионерска работа - както за нас, така и за KUKA “, допълни г-н Мозер. Този проект превърна роботите KUKA от по-леките серии в готови за работа в чисти помещения технически решения – една неизследвана до този момент територия за роботите KUKA. „Конструктивното съвместно сътрудничество на всички участници допринесе в голяма степен за постигане на оптимално решение за манипулиране на материалите в едно автоматизирано производство на микрочипове“, коментира проектантът.

Оптимален обхват за прецизна манипулация на подложките

Днес 17 робота LBR iiwa CR работят денонощно 365 дни в годината в чистите помещения на Infineon. „Те са изключително компактни и пъргави, могат да се справят с товари до 14 kg, работят без вибрации и използват гриперите си, за да манипулират с точност до милиметър, дори в най-малките пространства“, допълва г-н Мозер, обяснявайки предимствата на роботите за чисти помещения.

Допълнителната им седма ос със съответния обхват дава възможност за извършването на прецизни движения и движения под различен ъгъл, които не са възможни при „конвенционалните“ 6-осни роботи.

Впечатляващо съвършенство и прецизност

Жужейки тихо, роботите за чисти помещения транспортират черните касети, пълни с ценни силициеви подложки до отделните технологични етапи за обработка, подават ги в съответните обработващи камери с точност до милиметър и впоследствие ги взимат отново.

„От самото начало искахме индивидуално решение за нашето производство във Филах. Всичко друго за нас беше изключено “, обяснява Мартин Мозер.

За баланса между това, което е възможно и това, което е необходимо в производството на микрочипове

Лиза Ебнер от екипа на Мартин Мозер участва в интеграцията на роботите в автоматизирания процес на производство на силициеви подложки от самото начало. Експертът по автоматизация е постоянно в движение по производствените пътеки, проверява системите в контролната станция и търси допълнителни начини за усъвършенстване на производствения процес. „За оптимизация е необходимо да намерим правилния баланс между това, което е технически и физически възможно и това, което има смисъл за нашите производствени цели. Винаги трябва да намерим правилната мярка, за да постигнем оптимизирано и рентабилно производство“, заявава тя.

Напредък чрез опит в производството на полупроводници

„Всичко, което научаваме сега, ще ни отведе по-нататък – до следващото ниво на автоматизацията в производството на полупроводници“, казва Бернд Щайнер, ръководител на производството в завода на Infineon. Компанията инвестира 1.6 милиарда евро в обекта си във Филах. До края на 2021 г. тук силовите полупроводници трябва да се произвеждат напълно автоматично. „Нашата цел е да осигурим захранването в умните фабрики точно там, където е необходимо“, обяснява г-н Щайнер. „Например в производството на енергоспестяващите микрочипове на утрешния ден, като тези, които се използват в много ежедневни устройства - смартфони, домакински уреди и автомобили, но също така и в сървъри за данни, медицински устройства, фотосоларни и индустриални системи. Те ще направят живота ни по-лесен, по-безопасен и по-екологичен“, допълва г-н Щайнер.

Повече информация за БГ Роботи, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg! Разберете още кои са активните постоянни и стажантски позиции на компанията, както и подробности за технологичните възможности и бъдещите ѝ планове за развитие от ТУК!

Източник на снимковия материал: БГ Роботи, KUKA