1　背景

數字化和微電子正成為生活領(lǐng)域的重要組成部分，并導致半導體行業(yè)在幾年內就成為了全球經(jīng)濟的驅動(dòng)力。然而，在行業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，制造商卻面臨著(zhù)難以滿(mǎn)足客戶(hù)要求日益嚴格的挑戰。

半導體生產(chǎn)是一種高度復雜的工藝，涉及數百個(gè)工序。由于尺寸特殊且非常精密，幾乎無(wú)法手動(dòng)生產(chǎn)集成電路。此外，生產(chǎn)對純度、潔凈度和功能性提出了嚴格要求。因此，半導體工廠(chǎng)需要高度自動(dòng)化、智能互聯(lián)、模塊化且靈活的生產(chǎn)理念。

一家全球領(lǐng)先的中國半導體廠(chǎng)商在晶圓封裝測試過(guò)程中遇到了難題。這些敏感元器件必須在下一工序之前儲存在物料貨架上。該工序之前都依靠人工搬運在制品，并通過(guò)紙質(zhì)料單進(jìn)行記錄。這不僅耗時(shí)，而且易出錯，只能跟蹤很小一部分物料流。該工廠(chǎng)急需可靠且高效的自動(dòng)化解決方案。

為解決這一問(wèn)題，客戶(hù)在倉儲管理上使用了RFID技術(shù)來(lái)實(shí)現準確無(wú)誤且透明的生產(chǎn)。RFID載碼體儲存物料信息，貨架頂部的讀寫(xiě)頭識別RFID載碼體來(lái)監測拾放物料期間晶圓的儲存位置。因此，必要時(shí)可立即找到所有儲存的晶圓。

圖1 機器人確?？煽渴叭『头胖秘浖苌系木A

2　基于機器人的RFID解決方案

特制的高性能搬運機器人在將未處理晶圓自動(dòng)化加工成集成電路的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。這些自動(dòng)導引車(chē)（AGV）帶有集成的機械手臂，可以自動(dòng)導航并保證可靠處理不同工藝車(chē)間的元器件。在與一家中國機器人公司的合作過(guò)程中，圖爾克開(kāi)發(fā)了一套完整的RFID解決方案，可使用AGV進(jìn)行物料運輸。該解決方案可顯著(zhù)減少晶圓的供應時(shí)間，并充分減少該工序的工作量。倉儲管理系統將RFID的信息與生產(chǎn)控制系統（MES）的信息關(guān)聯(lián)在一起，可實(shí)時(shí)監測所有晶圓。

3　BL ident RFID解決方案贏(yíng)得認可

圖爾克的BL20網(wǎng)關(guān)非常適合整潔的生產(chǎn)環(huán)境。它可將現場(chǎng)RFID和I/O模塊采集的數據轉發(fā)至更高層級的控制器。RFID載碼體固定在晶圓載具的頂端。安裝在晶圓貨架頂部的RFID讀寫(xiě)頭會(huì )自動(dòng)識別載具，從而保證在A(yíng)GV拾放物料期間的可靠識別。

“圖爾克BL20解決方案采用模塊化設計，可以連接RFID模塊以及其他I/O模塊，這使得傳感器和LED顯示器可通過(guò)相同的網(wǎng)關(guān)與MES交互，從而減少現場(chǎng)接線(xiàn)的工作量?！表椖拷?jīng)理張亦?解釋道，“若要增加新讀寫(xiě)頭，僅需加裝RFID模塊和底板，這可顯著(zhù)降低硬件成本和工程量?！?/p>

LED顯示器可始終清晰提供有關(guān)讀寫(xiě)頭和RFID模塊的工作狀態(tài)信息。由于讀寫(xiě)頭讀取距離較大，機械手臂有足夠的空間拾取和放置載具。載碼體的環(huán)氧樹(shù)脂外殼防護等級達到IP68，即使表面有劃痕、污漬，也不會(huì )影響正常識讀。此外，載碼體可以重復利用，這對于閉環(huán)應用而言非常合適。張亦?同樣對其他優(yōu)勢印象深刻：“預制電纜可以快速安裝，保證安全的數據傳輸?？偟膩?lái)說(shuō)，圖爾克的RFID產(chǎn)品可以在運行期間快速更換，因此可以顯著(zhù)減少停機時(shí)間，并使設備維護變得簡(jiǎn)單快速?！?/p>

圖2 RFID載碼體位于晶圓載具的頂部

圖3 圖爾克BL20 RFID和I/O系統確保了與PLC的可靠通訊

圖4 物料貨架頂部的RFID高頻讀寫(xiě)頭可在物料拾放期間讀取晶圓載具的載碼體

4　結論

隨著(zhù)工業(yè)4.0和IIoT的快速發(fā)展，RFID技術(shù)將繼續在半導體行業(yè)發(fā)揮重要作用。通過(guò)使用圖爾克的RFID儲存位置識別解決方案，用戶(hù)可以顯著(zhù)提升儲存效率并進(jìn)一步實(shí)現物料和信息的無(wú)紙化管理?，F在，不僅物料的傳輸得以加速，物料數據的全面可追溯性也得到保障，因此客戶(hù)實(shí)現了穩定且透明的生產(chǎn)過(guò)程。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年4月刊