Automatizovaná správa skladu pro polovodičové destičky díky systému RFID

Digitalizace, a s ní i mikroelektronika, proniká do všech oblastí života, což znamená, že se polovodičový průmysl během několika let stal hnacím motorem globální ekonomiky. Uprostřed tohoto rozmachu čelí výrobci výzvě, jak uspokojit neustále rostoucí poptávku. Výroba polovodičů je vysoce komplexní proces skládající se ze stovek kroků. Vzhledem k jejich velikosti a složitosti je prakticky nemožné vyrábět integrované obvody ručně. Výroba navíc klade vysoké nároky na čistotu, hygienu a funkčnost. Z tohoto důvodu vyžadují továrny na polovodiče vysoce automatizované, inteligentně propojené, modulární a flexibilní výrobní koncepce. 

Jeden z předních světových výrobců polovodičů v Číně čelil výzvě, jak bezpečně skladovat citlivé křemíkové destičky v období mezi kontrolou kvality a jejich zabalením. Tyto citlivé součástky je nutné dočasně skladovat v regálech na materiál až do dalšího kroku výrobního procesu. V této fázi procesu se destičky dříve odebíraly ručně a jejich odebrání se zaznamenávalo na papírové listy. Tento proces byl nejen časově náročný, ale také náchylný k chybám a poskytoval pouze nedostatečný přehled o toku materiálu v rámci celého procesu. V důsledku toho bylo zapotřebí automatizované řešení, které by zaručilo spolehlivý a efektivní průběh procesu.  

Zákazník se proto nyní při správě skladu spoléhá na technologii RFID, aby dosáhl bezchybné a trvale transparentní výroby. Identifikace skladových míst pomocí RFID využívá RFID štítky k sledování toho, který wafer je umístěn na kterém skladovém místě během uskladnění, vyskladnění nebo přesunu. Všechny uskladněné wafery lze tak v případě potřeby okamžitě dohledat. 

Robotem podporované řešení RFID   

Při automatizovaném zpracování nezpracovaných destiček na integrované obvody hrají zásadní roli specializované vysoce výkonné manipulační roboty. Tyto automaticky řízená vozidla (AGV) s integrovaným robotickým ramenem se pohybují autonomně a zajišťují spolehlivou manipulaci s komponenty mezi jednotlivými procesy. Ve spolupráci s čínskou společností zabývající se robotikou společnost TURCK vyvinula kompletní řešení RFID pro využití vozidel AGV k přepravě materiálu. Toto řešení výrazně zkracuje dobu potřebnou k podávání waferů a minimalizuje pracovní náročnost tohoto kroku procesu. Systém řízení skladu propojuje informace z RFID systému s informacemi ze systému řízení výroby (MES) a tím monitoruje všechny destičky v reálném čase. 

Řešení BL ident® RFID zaujme   

Brána BL20 od společnosti TURCK se dobře hodí do čistého a přehledného výrobního prostředí. Přenáší data shromážděná moduly RFID a I/O v terénu do řídicí jednotky vyšší úrovně. Štítky RFID jsou připevněny na horní straně každého držáku destiček. Čtecí a zapisovací hlavy RFID jsou nainstalovány na horní straně stojanů na destičky a detekují nosiče zcela automaticky a zajišťují tak jejich spolehlivou identifikaci během nakládání a vykládání pomocí AGV. 

„Modulární konstrukce řešení BL20 od společnosti TURCK, které lze kromě modulů RFID vybavit i dalšími moduly I/O, umožňuje senzorům a LED displejům komunikovat se systémem MES prostřednictvím stejné brány. Tím se snižuje náročnost zapojení v terénu", vysvětluje projektový manažer Tao Zhang Yitao. „Pokud se přidá nová čtecí/zapisovací hlava, stačí připojit pouze RFID modul a základovou desku, což výrazně snižuje náklady na hardware i náročnost návrhu.“ 

LED displeje neustále poskytují jasné informace o provozním stavu čtecí/zapisovací hlavy a modulu RFID. Díky velkému dosahu čtecí/zapisovací hlavy má robotické rameno dostatek prostoru pro uchopení a umístění nosiče. Pouzdro nosiče z epoxidové pryskyřice s krytím IP68 nijak nenarušuje proces čtení, stejně jako znečištění na povrchu. Kromě toho lze štítek opakovaně používat, což je ideální pro aplikace s uzavřeným okruhem. Další výhody také zaujaly Tao Zhanga Yitao: „Předem smontované kabely lze rychle nainstalovat a zaručují bezpečný přenos dat. Především lze produkty RFID společnosti TURCK během provozu rychle vyměnit, což výrazně snižuje prostoje a usnadňuje údržbu zařízení.“ 

Shrnutí  

S rychlým rozvojem Průmyslu 4.0 a IIoT bude technologie RFID i nadále hrát důležitou roli v polovodičovém průmyslu. Díky využití řešení společnosti TURCK pro identifikaci skladových míst pomocí RFID se uživateli podařilo výrazně zvýšit efektivitu skladování a dále posunout bezpapírový tok materiálu a informací. Došlo nejen k urychlení dodávek materiálu, ale také k zajištění úplné sledovatelnosti údajů o materiálu, a tím i k dosažení trvale transparentní výroby.