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반도체 선택 및 장소 자동화: 전자 제조에 대한 정밀 로봇
반도체 및 전자 제조에 필요한 로봇 시스템 <unk> 소재 부착, 철도 결합, PCB 조립 및 검사 자동화.
[← 연구]
전자제품 제조에 필요한 정밀 로봇은 미리미터 이하의 정확성, 청정실 호환성, 생산 처리량에서 작동하는 기계 시각 시스템과 통합이 필요합니다.
전자 제조업에서의 정확성 요구 사항
전자 제조는 전형적인 산업 자동화보다 몇 가지 규모의 정밀성을 요구합니다.
- PCB 뚫린 구멍 부품: ±100
200μm 배치 정확성. 표준 SCARA 또는 카르테시아 픽 앤 팟 기계로 5,000 15,000 부품을/시간으로 달성합니다. - ** 표면 마운팅 (SMT) 0402 구성 요소:** ±30
50 μm 배치 정확성. 픽 및 위치 위치에서 시력 가이드 수정이 필요합니다. 고급 SMT 기계 (Fuji NXT, Panasonic NPM) 는 100,000+ CPH에서 ±25 μm를 달성합니다. - ** 정밀한 피치 BGA 패키지:** ±50 μm의 0.4 mm 피치 BGA에 배치. PCB 피티셜에 기계 시각 조화를 이루기. 재흐름 중에 열 확장에 필요한 온도 보상.
- 죽음의 첨부 장치 (반도체): 표준죽음의 첨부 장치에 ±10
15 μm; 고급 포장재에 ±3 5 μm (플립칩, 칩릿 통합) - 무선 결합: ±2
5 μm 유인 패드 위치. 공 결합 속도는: 15 25 유인/초 현대 기계 (쿠리케 & 소파, ASE 그룹) 에서.
전자 제조에 필요한 로봇 종류
고속 픽 앤 플레이스용 델타 로봇
델타 로봇 (동렬 운동학, 삼팔 구성) 은 특수한 속도와 가속 특성 때문에 고속 구성 요소를 선택하는 응용 프로그램을 지배합니다.
- ** 성능:** ABB FlexPicker IRB 360는 가벼운 부품에 대해 150+ 피크/분 (2.5 피크/초) 를 달성합니다. 15G까지 가속화 됩니다.
- ** 작업 공간:** 실린드릭 작업 공간 800
1600mm 지름, 200600mm 높이가. 컨베이어 기반의 픽 앤 장소에 적합합니다. - ** 제한:** 제한된 힘 제어, 3-DOF 번역에 제한되어 (대부분의 변형). 손목 회전을 추가하는 데는 네 번째 모터가 필요하며 속도를 줄입니다.
- **** 블러스터 패키지 채우기, PCB 디펜테일링, 부품 분류, 가속이 정밀성을 지배하는 음식 픽업 장소에서 가장 좋습니다.
PCB 집합을 위한 SCARA 로봇
선택적 컴플라이언스 관절 로봇 팔 (SCARA) 은 PCB 레벨 조립에 필요한 표준이며, 높은 수평 속도와 엄격한 수직 컴플라이언스 요구된다.
- ** 성능:** 전형적인 SCARA (Epson LS3, FANUC SR-6iA): ±10
25 μm 반복력, 4 6 kg의 유용무용 부하, 400 1,000 mm의 도달력. - ** 속도:** 표준 픽 앤 팟 동작에서 0.3
0.6초의 사이클 시간. 더 낮은 관동력과 더 간단한 운동학으로 인해 6DOF 팔보다 더 빠른. - 비전 통합: 대부분의 산업 SCARA 시스템은 신뢰성 조율 및 부품 검증을 위해 2D 기계 비전으로 통합됩니다.
- **PCB 집합, 작은 전자 집합, 커넥터 삽입, 정해진 위치로 나
을 때 가장 적합하다.
유연한 라인 을 위한 협업 무기
자주 교체되는 소량 전자제품 생산에 있어서, 6-DOF 협동 팔 (UR5e, Fanuc CRX-10iA) 은 고정 자동화와 비교할 수 없는 유연성을 제공합니다.
- 변화 시간: 빠른 변화 도구 (OnRobot, Schunk) 를 가진 협력 팔은 5
15분 대 시간 내에 자동화 할 수 있습니다. - ** 힘 제어:** 힘 동력 센서 (ATI, OnRobot HEX) 와 함께 협력하는 팔은 압력 부착 연결기, 케이블 좌석 및 ESD 민감한 부품 조작에 적합하게 삽입을 가능하게 한다.
- ** 제한:** 느려 (SCARA의 순환시간은 3
8초와 0.3 0.6초), 반복성이 낮아 (±25 50μm와 ±10 25μm).
기계 시각 통합
- 2D 바코드 및 QR: PCB 일련 번호 및 바코드 레이블을 통해 컴포넌트 추적. Cognex DataMan 또는 Keyence SR-X 시리즈는 150+ 읽기/분으로 <100 ms 읽기 시간을 달성합니다.
- 2D 신뢰성 조정은: PCB 신뢰성 표시 검출은 부품 배치 전에 절대적 위치 수정.
- 3D 구조화된 광 검사: 반사접속 결합 검사 (SPI, AOI) 는 접경 투명 또는 레이저 삼각화를 사용하여 용접조속 페이스트 높이를 측정하고 관절 기하학을 측정합니다. Koh Young, Saki, Omron 시스템은 PCB 스캔 속도 전체에서 5
10 μm 높이를 측정하는 정확성을 달성합니다. - AOI (자동적인 광학 검사): 실종된 부품, 극성 오류 및 다리 확인 후 및 후류 검사. 현대 AOI 시스템 (Mycronic MY700, Orbotech) 은 <50 PPM의 거짓 탈출 속도에서 결함을 감지합니다.
청결실 요구 사항
- ISO 클래스 분류: 반도체 소재 부착 및 철도 결합은 ISO 클래스 5
6 (100 1,000 입자/m3 ≥0.1 μm) 를 필요로 한다. - ** 로봇 입자 생성:** 산업용 로봇은 관절 가용, 윤활 가스 배출 및 서보 열에서 입자를 생성한다. 청정실 평가 로봇 (FANUC M-1iA/CR, Stäubli TX2 CR 시리즈) 는 ISO 5 요구 사항을 충족시키기 위해 봉인 관절, 흰색 에포시 코팅 및 HEPA 필터링 된 긍정적 압력 내부를 사용합니다.
- ESD 보호: 모든 도구, 최종 효과자 및 로봇 표면은 반도체 및 집합 PCB 관리를 위해 ESD 안전 ( 표면 저항성 105
109 Ω/sq) 이어야 합니다. 이것은 ESD 분해 자켓을 사용해야 하는 로봇 케이블까지 확장됩니다. - ** 열 관리:** 로봇 세로 모터 는 열을 생성 한다. 청정실에서 강제 공기 냉각 은 HEPA 필터링 을 해야 한다. 근처 에 있는 초음파 청소 시스템 을 피 한다.
OEE 및 결함 비율 목표
| Process | OEE Target | Defect Rate Target | Key Quality Metric |
|---|---|---|---|
| SMT placement | >92% | <50 PPM defect escape | Cpk >1.67 for critical dimensions |
| Die attach | >88% | <10 PPM void defects | Void rate by SAM inspection |
| Wire bonding | >90% | <5 PPM bond failures | Pull test, shear test compliance |
| AOI inspection | >95% | <100 PPM false escape | ROI: detected defect / false call ratio |
| Conformal coating | >90% | 0 holidays (gaps) | 100% thickness inspection by UV |
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