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I settori della robotica e della produzione di semiconduttori sono in rapida evoluzione. In questo articolo vengono discussi i vantaggi dell'uso dei robot nel settore della produzione di semiconduttori, nonché i vantaggi e le sfide associate al loro utilizzo.
Crediti immagine: Wichy/Shutterstock.com
Con la crescente diffusione dei robot nell'automazione industriale e nella produzione, la loro potenziale applicazione nell'industria globale dei semiconduttori ha suscitato grande interesse.
La produzione di semiconduttori è un processo complicato. I sistemi robotici, tra le altre tecnologie, sono fondamentali nella produzione automatizzata di semiconduttori. A causa dei complessi assemblaggi e delle piccole parti come wafer e chip, i produttori stanno progettando robot flessibili in grado di soddisfare i delicati processi di fabbricazione dei semiconduttori.
L'utilizzo di robot per la manipolazione di parti microscopiche è diventato essenziale per l'introduzione di micro e nanotecnologie per i produttori di semiconduttori. Allo stesso modo, spostare i wafer di silicio a velocità elevate senza causare danni è un problema critico per queste macchine nella produzione di semiconduttori.
Questi compiti diventano più complessi con le dimensioni variabili dei wafer. Per evitare di danneggiare questi componenti delicati, vengono utilizzati robot puliti avanzati per la movimentazione.
Perché i robot sono utilizzati nell'industria dei semiconduttori?
La produzione di semiconduttori richiede un elevato livello di purezza e pulizia all'interno dell'ambiente di produzione. I produttori di robot svolgono un ruolo cruciale nel soddisfare queste esigenze, contribuendo a garantire un flusso di lavoro sicuro e privo di impurità.
Per le applicazioni altamente sensibili, questi sistemi possono offrire una linea di bracci robotici per camera bianca ad altissime prestazioni. Queste installazioni possono manipolare cassette, wafer di silicio, fotomaschere e pannelli in tutte le catene del valore dei semiconduttori con traiettorie fluide, alta velocità ed eccezionale precisione.
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La progettazione di questi robot dipende dal compito che devono svolgere. Poiché la manipolazione dei semiconduttori è un processo molto delicato, ogni componente del sistema direttamente coinvolto nella manipolazione dei semiconduttori deve essere valutato criticamente per garantire movimenti precisi.
Ad esempio, invece di avere un unico sistema progettato per tutte le attività, vengono realizzati robot specifici per la manipolazione, l'ispezione e la pulizia, mentre altri sono progettati per attività front-end come la fabbricazione di wafer.
Produzione pulita di semiconduttori
I produttori di robot hanno rivoluzionato l'industria dei semiconduttori. I progressi tecnologici ottenuti con l'aiuto di questi sistemi hanno contribuito a catalizzare la produzione di semiconduttori.
I robot più recenti offrono affidabilità, flessibilità e movimentazione ad alta velocità di wafer o cassette per i processi di produzione di semiconduttori front-end come pulizia, litografia, incisione e lucidatura. Allo stesso modo, eseguono attività di back-end come il collaudo, l'imballaggio e l'assemblaggio.
Un componente strutturale comune osservato tra i robot con bracci è il rivestimento di superfici in poliuretano lucido. Per soddisfare i requisiti delle camere bianche, i progetti moderni devono essere conformi agli standard ISO, tra cui l'ISO 14644-1 classe 2/3.
Diverse aziende offrono robot avanzati per mantenere pulita la produzione di semiconduttori, tra cui Mitsubishi, KUKA, Kawasaki e molte altre.
Kawasaki ha introdotto due serie di robot puliti, tra cui la serie NTS e la serie TTS. Questi sistemi ad alta precisione funzionano con sistemi di azionamento avanzati in modo molto fluido. Oltre all'alta precisione, la serie TTS è dotata di un meccanismo telescopico rigido che consente una movimentazione ad alta velocità sia in posizioni basse che alte.
Entrambe le serie NTS e TTS possono accedere a due e tre FOUP di EFEM senza binario. La serie NTS comprende due tipi di robot, ovvero NTS10 con un grado di libertà a quattro assi e NTS20 con un grado di libertà a cinque assi. Analogamente, la serie TTS comprende TTS10 con un grado di libertà a quattro assi e TTS20 con un grado di libertà a cinque assi. Sono conformi agli standard SEMI-F47 e SEMI-S2.
Sfide per la produzione di semiconduttori
Nel settore dei semiconduttori, la tecnologia avanza a un ritmo molto rapido. Per tenere il passo con queste innovazioni, il settore della robotica deve affrontare una sfida enorme: avanzare contemporaneamente.
Sebbene campi come la robotica morbida, la micro e la nanorobotica, l'intelligenza artificiale (AI) e l'apprendimento automatico abbiano dato impulso allo sviluppo di questo settore, c'è ancora spazio per miglioramenti per quanto riguarda le applicazioni nella produzione di semiconduttori.
Ad esempio, c'è ancora spazio per migliorare i robot completamente automatizzati grazie all'intelligenza artificiale e all'apprendimento automatico per ridurre il lavoro manuale, contribuendo così a mantenere l'ambiente più pulito. Inoltre, questo ridurrà anche il costo dell'assunzione di personale qualificato per far funzionare queste macchine.
Anche l'ispezione e il collaudo dei semiconduttori con robot dotati di visione è fondamentale per garantire che svolgano correttamente il proprio lavoro. Nella produzione di semiconduttori, l'ispezione e il collaudo sono attività fondamentali.
Poiché la produzione di semiconduttori coinvolge numerose parti piccole e fragili, sono necessarie telecamere con una migliore risoluzione. Solo le telecamere ad alta risoluzione sono in grado di individuare e ispezionare questi pezzi.
I produttori di semiconduttori possono utilizzare sistemi intelligenti con un sistema di visione per eliminare l'automazione e gli utensili, che in passato erano necessari per la produzione di semiconduttori. I robot svolgeranno un ruolo sempre più importante nella produzione di semiconduttori, poiché diventeranno più intelligenti, precisi e veloci. Questo adeguamento è prezioso perché consente di ottenere una maggiore produzione a un costo inferiore.