現狀

近年來(lái)，我國宣布全面支持半導體產(chǎn)業(yè)，這將加速中國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？v觀(guān)半導體制造工藝，每個(gè)生產(chǎn)工藝在制造過(guò)程中都必須重復操作幾次，非常適合使用自動(dòng)化產(chǎn)品。而且，由于半導體產(chǎn)品的尺寸和精度，使半導體的制造過(guò)程未來(lái)趨于自動(dòng)化。展望未來(lái)，中國半導體行業(yè)將會(huì )保持較高景氣度，對于自動(dòng)化產(chǎn)品的采購也會(huì )維持在較高增速。

客戶(hù)需求

全球某知名半導體封裝測試企業(yè)在晶圓封裝測試過(guò)程中遇到了難題，由于該行業(yè)生產(chǎn)工藝的獨特性， 前后工序設備并非一一對應，前序下線(xiàn)的一些在制品需經(jīng)過(guò)中間庫的存放后，才能上線(xiàn)至后續工位。在此過(guò)程中，該企業(yè)一直以來(lái)都依靠人工搬運在制品。而且，晶圓的領(lǐng)取及使用依靠紙質(zhì)料單進(jìn)行記錄，也不利于生產(chǎn)管理。為了加快晶圓轉運速度，降低工人勞動(dòng)強度，并實(shí)現物料數據追溯，該企業(yè)決定在中間庫增加RFID系統，來(lái)解決以上問(wèn)題。

圖1 應用現場(chǎng)

RFID方案簡(jiǎn)述

根據客戶(hù)的要求以及現場(chǎng)的實(shí)際情況，圖爾 克智能制造部門(mén)的工程師設計了一套完善的RFID 系統，協(xié)同國內知名機器人公司，利用AGV運送物 料，大大減少送料時(shí)間，解放大量勞動(dòng)力。AGV上 安裝機械手臂用于取放晶圓載具。晶圓載具上端安裝RFID標簽，用于存儲物料信息，中間庫的物料架 頂端安裝RFID讀寫(xiě)頭，可以快速實(shí)現載具出入庫自動(dòng)檢測和識別。AGV取放載具的時(shí)候，RFID系統通過(guò)WMS系統與ACS控制系統建立通訊，提供物料信 息，WMS系統則根據需求給出庫位引導，指導AGV自動(dòng)運行。RFID系統通過(guò)WMS系統實(shí)現與MES系統的信息綁定，對物料在生產(chǎn)環(huán)節進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，同 時(shí)為車(chē)間級物料可視化管理系統提供可靠數據。

 圖2 利用AGV運送物料

圖爾克RFID產(chǎn)品特性

由于現場(chǎng)環(huán)境整潔，于是為客戶(hù)選擇了經(jīng)濟型的 IP20防護等級接口模塊，通過(guò)現場(chǎng)分布I/O技術(shù)統一 控制中間庫的運行及完成控制器與各工位間的通訊。 加長(cháng)感應距離的讀寫(xiě)頭，使讀取操作更加穩定。IP68防護等級、環(huán)氧樹(shù)脂制成的載碼體，即使表面有劃痕、污漬也不會(huì )影響正常識讀。而且，載碼體可以被重復使用，很適合這種閉環(huán)應用。

圖3 安裝載碼體的晶圓載具

圖4 模塊化設計的接口模塊

客戶(hù)評價(jià)

該項目的系統集成商是圖爾克智能制造部門(mén)。 項目負責人張亦弢在談到圖爾克RFID產(chǎn)品時(shí)說(shuō)： “圖爾克模塊化設計的接口模塊，除了可以連接 RFID模塊，還可以兼容其它I/O模塊，使現場(chǎng)傳感器和LED燈的信號通過(guò)同一個(gè)網(wǎng)關(guān)與MES系統進(jìn)行交互，這樣減少了現場(chǎng)布線(xiàn)；如果現場(chǎng)需要添加新的讀寫(xiě)頭，只需要增加RFID模塊和底板，便可以大大降低硬件成本和施工難度；通過(guò)LED指示燈可以清楚地看到讀寫(xiě)頭和RFID模塊的工作狀態(tài)；預鑄的線(xiàn)纜方便現場(chǎng)安裝，并且確保數據安全傳輸；加長(cháng)距離的讀寫(xiě)頭使每個(gè)料槽有足夠的空間，便于機械手臂取放載具；圖爾克的RFID產(chǎn)品支持熱插拔，大大減少停機時(shí)間，從而使設備維修變得快速、簡(jiǎn)單。 使用圖爾克RFID產(chǎn)品后，庫區效率提升6.48%，為此庫區管理部門(mén)精簡(jiǎn)了2個(gè)人員編制。通過(guò)RFID自動(dòng)識別，企業(yè)提高了自動(dòng)化水平。不僅加快了物料運送速度，而且實(shí)現了物料數據追溯。

總結

隨著(zhù)工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，RFID技術(shù)也將在半導體行業(yè)內起到至關(guān)重要的作用。RFID系統可以遠程實(shí)時(shí)監測和管理物料信息，增強企業(yè)的管理力度，提高設備的運作和生產(chǎn)效率，降低設備故障率和維護成本。相信以RFID為主的自動(dòng)化產(chǎn)品必將助力中國半導體產(chǎn)業(yè)的崛起。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年6月刊