Cobots: รูปแบบใหม่ของการหยิบจับแผ่นเวเฟอร์ในห้องปลอดเชื้อ 

Cobot เข้าปฏิบัติงานในห้องปลอดเชื้อในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งได้รับคะแนนจากลูกค้าในเรื่องของความน่าเชื่อถือ รวมถึงมาตรฐานด้านคุณภาพและความปลอดภัยในการหยิบจับแผ่นเวเฟอร์ Cobot ยกระดับมาตรฐานใหม่ให้ระบบอัตโนมัติสำหรับการปฏิบัติงานในห้องปลอดเชื้อ

หุ่นยนต์หยิบจับแผ่นเวเฟอร์ที่ตอบสนองไว 17 ตัวมอบประสิทธิภาพและความปลอดภัยให้แก่ลูกค้าของ KUKA อย่าง Infineon

เวเฟอร์ซิลิคอนไม่ใช่ผลิตภัณฑ์สำหรับการทำงานร่วมกัน: เวเฟอร์ซิลิคอนจำนวนมากบางกว่าเส้นผมด้วยความหนาไม่เกิน 40 ไมโครเมตร และยังมีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 150 ถึง 300 มิลลิเมตร ซึ่งเป็นความหนาที่ใกล้เคียงกับขนาดของพิซซ่า วัสดุที่มีความเปราะบางสูงซึ่งเราไม่สามารถและไม่ต้องการจะใช้มือจับ แผ่นเวเฟอร์จะต้องผ่านขั้นตอนกระบวนการมากถึง 1,200 ขั้นตอนในการผลิตเพื่อจะให้ได้ชิปจากเวเฟอร์ซิลิคอนที่บอบบาง ซึ่งเมื่อรวมกันต่อคาสเซ็ทแล้วจะมีมูลค่าเท่ากับรถยนต์ระดับกลางหนึ่งคัน และจะถูกขนย้ายในแต่ละครั้งไปยังฐานสำหรับงานขึ้นรูปด้วยระบบอัตโนมัติ เป็นกรณีที่เด่นชัดสำหรับหุ่นยนต์อย่างรุ่น LBR iiwa CR มีการผลิตอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าดังกล่าว ณ ที่ตั้งของบริษัท Infineon ในเมืองวิลลาคของออสเตรีย ตัวอย่างเช่น มีการนำอุปกรณ์ไปใช้กับยานยนต์ สมาร์ทโฟน ตู้เย็น หรือเซิร์ฟเวอร์ฟาร์มและชุดขับเคลื่อนหัวจักรรถไฟ เป็นต้น

เวเฟอร์ซิลิคอนที่ละเอียดอ่อนเหล่านี้เมื่อรวมกันเป็นคาสเซ็ทแล้วอาจมีมูลค่าเทียบเท่ากับรถยนต์ระดับกลางหนึ่งคัน

การผลิตมีความสะอาดยิ่่งกว่าห้องผ่าตัดเสียอีก

Infineon ทำการผลิตชิปในโกดัง 17 ของโรงงานเมืองวิลลาคภายในสภาพแวดล้อมของห้องปลอดเชื้อประเภทที่ 1 ในเรื่องเกี่ยวกับข้อกำหนดสำหรับการผลิต หมายความว่า: ห้ามให้มีอนุภาคฝุ่นละอองมากกว่าหนึ่งอนุภาคลอยอยู่ในอากาศ 28 ลิตร ซึ่งมีค่าน้อยกว่าที่ได้รับอนุญาตในห้องผ่าตัดอย่างเห็นได้ชัด เมื่อทำการเปรียบเทียบ: ในอากาศบนภูเขาที่ถือว่าปลอดโปร่งมาก จะมีอนุภาคราว 100,000 อนุภาคลอยอยู่รอบ ๆ ในปริมาตรดังกล่าว สำหรับพนักงานแล้ว หมายความว่า: สามารถทำการเข้าถึงการผลิตผ่านประตูป้องกันไม่ให้อากาศเข้าแบบพิเศษได้เมื่อสวมชุดป้องกันเต็มตัวสีขาวแบบพิเศษแล้วเท่านั้น ต้องสวมอุปกรณ์คลุมผิวหนังและผมอย่างมิดชิดเพื่อไม่ให้มีขุยหรือสะเก็ดรังแคเล็ดรอดออกมาด้านนอกได้ แล็บท็อปและอุปกรณ์เทคนิคอื่น ๆ ต้องผ่านกระบวนการทำความสะอาดอย่างพิถีพิถันก่อน
หุ่นยนต์สำหรับห้องปลอดเชื้อรุ่น LBR iiwa CR 17 ตัว ปฏิบัติงานให้บริษัท Infineon ในเมืองวิลลาค

หุ่นยนต์สำหรับห้องปลอดเชื้อช่วยให้มั่นใจได้ว่าการหยิบจับแผ่นเวเฟอร์จะไม่มีอันตรายระหว่างการทำงาน

“ด้วยเงื่อนไขการผลิตที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่งสำหรับแผ่นเวเฟอร์ เราจึงต้องไตร่ตรองอย่างรอบคอบว่าจะใช้เทคโนโลยีการขนย้ายใดดี” มาร์ติน โมเซอร์ หัวหน้าทีมระบบอัตโนมัติในแผนก AMHS (ระบบการขนถ่ายวัสดุอัตโนมัติ) ที่บริษัท Infineon Technologies Austria ในเมืองวิลลาคอธิบาย “หลังจากได้ทดลองใช้หน่วยเคลื่อนที่ต่าง ๆ และแรงงานคนในการผลิตแผ่นเวเฟอร์มาแล้ว จึงเกิดความคิดที่จะนำหุ่นยนต์ซึ่งได้รับการออกแบบให้มีขนาดกะทัดรัด ตอบสนองไว และรับประกันการทำงานที่ไร้อันตรายระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรมาใช้สำหรับระบบอัตโนมัติเท่านั้น โดยไม่ต้องใช้รั้วกันล้อมรอบ”
LBR iiwa CR ที่ตอบสนองไวไม่จำเป็นต้องมีรั้วกันในการหยิบจับแผ่นเวเฟอร์

การร่วมมือกันกับพันธมิตรระบบในการแก้ไขปัญหา

“ในระหว่างที่ค้นหาหุ่นยนต์ดังกล่าว เราให้ความสนใจกับ Cobot ของ KUKA เป็นพิเศษ” วิศวกรพัฒนาระบบกล่าว การพัฒนาให้หุ่นยนต์กลุ่มนี้ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ตามข้อกำหนดพิเศษในการหยิบจับแผ่นเวเฟอร์ในห้องปลอดเชื้อตามมาตรฐาน ISO3 เป็นกระบวนการเรียนรู้ที่เข้มข้นอย่างมาก ซึ่งผู้เชี่ยวชาญระบบอัตโนมัติของ Infineon ได้ร่วมมือกับพันธมิตรระบบ นอกจาก KUKA แล้ว ยังมีผู้เชี่ยวชาญจากบริษัท Mechatronic Systemtechnik GmbH สำหรับการประกอบติดตั้ง การวางสายเคเบิล และโครงสร้างในการผลิต รวมถึงโปรแกรมเมอร์จากบริษัท Micado Automation GmbH สำหรับระบบควบคุมโรงงาน 

“เมื่อก่อนนี้ เราไม่มีพิมพ์เขียวสำหรับหุ่นยนต์ในการผลิตแผ่นเวเฟอร์ เราได้ร่วมมือกันปรับปรุงระบบให้เหมาะกับความต้องการของเรา ซึ่งนับเป็นการบุกเบิกริเริ่มทั้งสำหรับเราและ KUKA” โมเซอร์กล่าว อีกทั้งยังรวมไปถึงการพัฒนาหุ่นยนต์น้ำหนักเบาให้ทำงานได้ในห้องปลอดเชื้อ ซึ่งยังเป็น “ดินแดนแห่งใหม่” สำหรับหุ่นยนต์ของ KUKA อีกด้วย “การปฏิสัมพันธ์ในการทำงานด้านโครงสร้างที่มุ่งเน้นการแก้ไขปัญหาจากผู้มีส่วนเกี่ยวข้องทุกฝ่ายมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งทำให้ในตอนนี้เรามีโซลูชั่นการขนส่งที่ดีเยี่ยมสำหรับการผลิตชิปด้วยระบบอัตโนมัติ” โมเซอร์กล่าว
ลิซ่า เอ็ปเนอร์ ได้มีส่วนร่วมในการรวมหุ่นยนต์คลีนรูมเข้ากับกระบวนการผลิตด้วยอัตโนมัติตั้งแต่เริ่มต้น

ขอบเขตการทำงานที่สมบูรณ์แบบสำหรับงานหยิบจับแผ่นเวเฟอร์ที่มีความแม่นยำสูง

ปัจจุบันนี้ หุ่นยนต์ LBR iiwa CR 17 ตัวได้ปฏิบัติงานในห้องปลอดเชื้อหลายห้อง ตลอด 24 ชั่วโมง 365 วันต่อปี “หุ่นยนต์มีขนาดกะทัดรัดมาก คล่องแคล่วเป็นพิเศษ และสามารถจัดการกับน้ำหนักบรรทุกได้สูงถึง 14 กิโลกรัม ทำงานโดยไม่มีการสั่นสะเทือนและใช้แขนจับในการทำงานที่มีความแม่นยำสูงได้แม้กระทั่งในห้องที่แคบมาก” โมเซอร์ กล่าวถึงข้อดีของหุ่นยนต์สำหรับห้องปลอดเชื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแกนที่เจ็ดเพิ่มเติมที่มีรัศมีการทำงานที่สอดคล้องกัน ทำให้สามารถเคลื่อนไหวเข้ามุมได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นไปไม่ได้กับหุ่นยนต์ 6 แกนทั่วไป
หุ่นยนต์ KUKA นำเวเฟอร์ซิลิคอนไปวางไว้ในช่องสำหรับงานขึ้นรูปได้อย่างแม่นยำ

มีความสมบูรณ์แบบเป็นที่น่าประทับใจในงานที่ต้องการความแม่นยำสูง 

ด้วยเหตุนี้หุ่นยนต์สำหรับห้องปลอดเชื้อจึงขนย้ายคาสเซ็ทสีดำที่เต็มไปด้วยเวเฟอร์ซิลิคอนไปยังขั้นตอนการขึ้นรูปแต่ละขั้นตอนได้อย่างเงียบสนิท ป้อนเข้าไปในช่องสำหรับการขึ้นรูปด้วยความแม่นยำ “ตั้งแต่เริ่มแรก เราก็ต้องการโซลูชั่นที่เหมาะสมสำหรับการผลิตของเราที่วิลลาค การใช้วิธีการอื่นเป็นไปไม่ได้เลยสำหรับเรา” มาร์ติน โมเซอร์ กล่าว “ดังนั้นเราจึงดูแลการประสานรวมระบบด้วยตนเอง โดยที่เราให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับการแลกเปลี่ยนโดยตรงกับนักพัฒนาของ KUKA โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยวิสัยทัศน์ที่ว่าเราจะทำการติดตั้งระบบทั้งหมดอย่างไรและจะ “เรียนรู้” ต่อไปในภายหลังได้อย่างไร” 
หุ่นยนต์สำหรับห้องปลอดเชื้อจะลำเลียงคาสเซ็ทสีดำที่เต็มไปด้วยซิลิคอนเวเฟอร์ไปยังขั้นตอนการประมวลผลแต่ละขั้นตอน

ความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างสิ่งที่เป็นไปได้กับสิ่งที่จำเป็นสำหรับการผลิตไมโครชิป

ลิซ่า เอ็บเนอร์ ได้ร่วมกับทีมของ มาร์ติน โมเซอร์ ตั้งแต่เริ่มในการรวมหุ่นยนต์เข้ากับกระบวนการผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนอัตโนมัติ ลิซ่า เอ็บเนอร์ เป็นแฟนพันธุ์แท้ของหุ่นยนต์สำหรับห้องปลอดเชื้อ: “ตอนที่ฉันเห็นหุ่นยนต์ LBR iiwa CR เป็นครั้งแรก ก็รู้สึกเหมือนต้องมนต์สะกดทันที: ฉันสามารถเฝ้าดูการเคลื่อนไหวที่นุ่มนวลและกลมกลืนของหุ่นยนต์ได้เป็นชั่วโมง ๆ” ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบอัตโนมัติมักจะอยู่ตามช่องทางการผลิตเป็นประจำ คอยตรวจสอบระบบที่ศูนย์ควบคุม และมองหาตัวเลือกอื่น ๆ ที่เป็นไปได้เพื่อทำให้การผลิตสมบูรณ์แบบ “ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต เราต้องหาสมดุลที่เหมาะสมระหว่างสิ่งที่เป็นไปได้ทางเทคนิคและทางกายภาพกับสิ่งที่สมเหตุสมผลเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิตของเรา เราต้องหามาตรการที่เหมาะสมสำหรับการผลิตที่คุ้มทุนเสมอ”
เพื่อการผลิตที่คุ้มค่า Infineon ต้องหาระดับที่เหมาะสมของสิ่งที่เป็นไปได้และสิ่งที่สมเหตุสมผลเสมอ

ความก้าวหน้าในการเรียนรู้เพื่ออนาคตของการผลิตชิ้นส่วนกึ่งตัวนำไฟฟ้า

“ทุกสิ่งที่เราเรียนรู้ในตอนนี้จะพาเราก้าวไปอีกขั้น - ไปสู่อีกระดับของระบบอัตโนมัติในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์” แบรนท์ ชไตน์เนอร์ หัวหน้าฝ่ายผลิตของบริษัท Infineon Austria ในวิลลาค กล่าว บริษัทลงทุน 1.6 พันล้านยูโร สำหรับโรงงานที่ตั้งอยู่ในเมืองวิลลาค น่าจะมีการผลิตอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าที่นี่ด้วยระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบในสิ้นปี 2021 “เป้าหมายของเราคือ การทำให้เกิดประสิทธิภาพการทำงานของโรงงานอัจฉิรยะให้สำเร็จลุล่วงในส่วนที่จำเป็นต้องใช้” ชไตน์เนอร์ กล่าว 

สำหรับชิปประหยัดพลังงานแห่งอนาคต - เช่นเดียวกับที่มีการนำไปใช้งานมากมายในชีวิตประจำวัน เช่น สมาร์ทโฟน เครื่องใช้ในครัวเรือน และรถยนต์ รวมถึงเซิร์ฟเวอร์ข้อมูล อุปกรณ์ทางการแพทย์ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ และโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อที่อุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยชีวิตของเราง่ายขึ้น ปลอดภัยขึ้น และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยิ่งขึ้น

แบรนท์ ชไตน์เนอร์ หัวหน้าฝ่ายผลิตของบริษัท Infineon Austria ในวิลลาค 

Related content

การตั้งค่าคุ้กกี้ ตกลงและค้นพบ KUKA

"เว็บไซต์นี้มีการใช้ข้อมูลคุกกี้ (รายละเอียดเพิ่มเติม) เพื่อมอบประสบการณ์การบริการที่ดีที่สุดแก่คุณ หากคุณต้องการใช้เว็บไซต์ของเราต่อ เราจะใช้ข้อมูลคุกกี้ที่จำเป็นทางเทคนิคเท่านั้น หากคุณคลิก “ตกลงและค้นพบ KUKA” จะถือว่าคุณยอมรับให้ใช้ข้อมูลคุกกี้เพื่อประโยชน์ทางการตลาด คุณสามารถเลือกได้ว่าจะให้เราใช้ข้อมูลคุกกี้ประเภทใดด้วยการคลิก “การตั้งค่าคุกกี้”

การตั้งค่าคุ้กกี้