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半導体と電子 自動化 ガイド
半導体およびPCBの組み立てのためのロボットシステム <unk> 固定する,部品の配置,精度要求のある検査自動化
[←使用例]
電子機器の製造には,精度100ミクロン以下,クリーンルームのコンプライアンス,OEEが85%以上が必要です.このガイドは半導体およびPCBの組み立てのためのロボット選択,視力統合,力制御をカバーします.
精密 な 要求
電子機器の組み立ては,最も精度の高いロボットアプリケーションの一つである. 耐性要求はプロセスによって異なります.
- 固定式/ウェーファー結合式**: ±10μmの配置精度.人間の毛は70μm
,これは毛の幅の7分の1です.視力指导の修正,振動隔離,熱補償を持つ専用型結合式が必要. - SMT (表面装着技術) PCBの組成:標準部品 (0402レジスタ,QFPIC) に対して ±50 μm;細いピッチ BGA パッケージについては ±25 μm.現代的なピックアンド・プレイスマシン (JUKI,Fuji,Panasonic) は,これらの許容量で5万以上の配置/時間で動作します.
- 穴の部品の挿入: ±100μm,より大きな部品のリードにより耐容性が高く.この範囲で選択式溶接ロボットが動作します.
- 協力ロボット (UR3e, Franka) は,制御条件下 ±50 μm の重複性を達成します. SMT 再加工と柔軟な組成ラインに十分な量ですが,専用ピックアンドプレイスマシンが生産量に勝った高速な大量生産では十分ではありません.
電子機器の組み立てのためのロボットタイプ
- デルタロボット 標準高速ピックアンドプレイス FANUC M-1iA: 150+ピック/分, ±25μmの重複性,クリーンルーム評価 (IP65,クラスのクリーンルームオプション).平行運動は,移動質量低で高速加速を提供します.コンポーネント単行,小部品の排序,IC処理.
- SCARAロボット
平面組装に最適化された4軸ロボット.エプソンT3: ±15μm重複性,5kgの有用荷,PCB組装.ヤスカワ SG650: ±10μm,35ピーク/分.PCB組装,トレイロード,コネクタ挿入.中速用アプリケーションではデルタより低コスト. - **コラボレーション腕 (6-DOF) **
UR3e,Franka Research 3. ±50μm重複性,3 5kgの有用荷,安全ケージは必要ありません.
視覚統合
- 構造化ライト3Dビジョン (Keyence, SICK, Photoneo)
作業部件にパターンを投影し,3D幾何学を再構築するために変形を測定する.測定精度: <5 μm. - 2D機械視野,サブピクセル精度 (コグネックス,バスラー,アライドビジョン) 部品の位置と方向のための作業馬.パターンマッチングは ±5μmまでコンポーネントセンターを位置します.追跡性のためにバーコード / QRコードを読み取ります. 20メガピクセル解像度で画像あたり50msで検査します.
- **自動光学検査 (AOI) ** 専用2Dまたは3D検査システムで PCBを欠落した部品,不適切な部品,墓石,不十分な溶接器を探索する. 通過力:1m2/min. 偽陽性率:<0.1%現代システム.
繊細な部品の力制御
半導体および電子機器の組み立ての多くの作業は,損傷を避けるために制御された挿入力が必要である.
- スレンゲージ力/トークセンサー (ATI,Rokubi,OnRobot Hex)
ロボット腕の6軸力/トークを測定する.解像度:0.01 N. 接続器挿入 (検出クリック),板レベルのIC座席,繊細なMEMSセンサー操作に使用される. - 脆弱な部品の力制限:MEMS加速計,結晶振動器,薄いガラス基質の骨折は 1
5 N.力制御はこれらの部品の接触力を < 1 N に制限し,過負荷検出を直ちに停止しなければならない. - 阻害制御
ロボットは位置軌道を正確にたどるのではなく,噴水のように作用します:意外な抵抗に直面した場合,強制ではなく遵守します.部品の許容がロボット位置許容に近づく穴の組み立てにおいて不可欠です.
クリーンルームの適合性
- **ISOクラス5 (クラス100) **: ≤3,520粒/m3 0.5 μm. 裸の死体処理,ウェーファー加工に必要な.ロボットはクリーンルームのレジスタンス・潤滑剤,密封された結合,粒子生成材料を使用しない.
- ISOクラス6
7 : ≤35,200352,000粒/m3.ほとんどのPCBの組み立てと試験に十分.標準的な工業ロボットがカバーとフィルタリング空気流で使用できます. - ESD グラウンド:電子機器と接触するロボット部品はすべてESD 安全 (地面に1MΩ未満) であり,ロボット腕のグラウンドベルト,ESD 安全の握手指先,コンベヤーの静電荷を中絶するためにイオン化空気バーを保持する.
- 粒子生成: 5級環境の対象 <10粒/ft3 ケーブル管理,
の蓋が関節を覆い,ステンレス鋼の固定装置は粒子生成を減らす.
プログラム 及び 変更
- CAD-to-path import 自動生成の配置プログラムにPCB GerberファイルまたはCAD組を輸入する.新しい製品のためのプログラミング時間を数日から数時間まで削減する.
- 視力による修正
カメラシステムは,実際の部品の位置を測定し,位置を動的に調整する. 再プログラムせずにPCBパネルからパネルに変化を処理する. - 変更時間: 柔軟な協力ロボットセルで,迅速な変更ツールが搭載され,新しい製品では <30分間で変更を達成できます.専用高速ラインでは機械的な変更には2
8時間が必要です.
業績目標
| Metric | Definition | Target | World Class |
|---|---|---|---|
| OEE (Overall Equipment Effectiveness) | Availability × Performance × Quality | > 85% | > 92% |
| Defect rate | Defective placements per million | < 50 PPM | < 10 PPM |
| MTBE (Mean Time Between Errors) | Operating time between placement errors | > 24 hours | > 72 hours |
| Changeover time (flexible cell) | Time to set up for a new product | < 30 minutes | < 15 minutes |
| Placement accuracy (SMT) | Component center offset from target | ≤ ±50 μm | ≤ ±25 μm |
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電子製造の精密自動化
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