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案例頻道現狀
近年來，我國宣布全面支持半導體產業，這將加速中國半導體產業的發展。縱觀半導體制造工藝，每個生產工藝在制造過程中都必須重復操作幾次，非常適合使用自動化產品。而且，由于半導體產品的尺寸和精度，使半導體的制造過程未來趨于自動化。展望未來，中國半導體行業將會保持較高景氣度，對于自動化產品的采購也會維持在較高增速。
客戶需求
全球某知名半導體封裝測試企業在晶圓封裝測試過程中遇到了難題，由于該行業生產工藝的獨特性， 前后工序設備并非一一對應，前序下線的一些在制品需經過中間庫的存放后，才能上線至后續工位。在此過程中，該企業一直以來都依靠人工搬運在制品。而且，晶圓的領取及使用依靠紙質料單進行記錄，也不利于生產管理。為了加快晶圓轉運速度，降低工人勞動強度，并實現物料數據追溯，該企業決定在中間庫增加RFID系統，來解決以上問題。
圖1 應用現場
RFID方案簡述
根據客戶的要求以及現場的實際情況，圖爾 克智能制造部門的工程師設計了一套完善的RFID 系統，協同國內知名機器人公司，利用AGV運送物 料，大大減少送料時間，解放大量勞動力。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讀寫頭，可以快速實現載具出入庫自動檢測和識別。AGV取放載具的時候，RFID系統通過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自動運行。RFID系統通過WMS系統實現與MES系統的信息綁定，對物料在生產環節進行實時監控，同 時為車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產品特性
由于現場環境整潔，于是為客戶選擇了經濟型的 IP20防護等級接口模塊，通過現場分布I/O技術統一 控制中間庫的運行及完成控制器與各工位間的通訊。 加長感應距離的讀寫頭，使讀取操作更加穩定。IP68防護等級、環氧樹脂制成的載碼體，即使表面有劃痕、污漬也不會影響正常識讀。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
客戶評價
該項目的系統集成商是圖爾克智能制造部門。 項目負責人張亦弢在談到圖爾克RFID產品時說： “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，使現場傳感器和LED燈的信號通過同一個網關與MES系統進行交互，這樣減少了現場布線；如果現場需要添加新的讀寫頭，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LED指示燈可以清楚地看到讀寫頭和RFID模塊的工作狀態；預鑄的線纜方便現場安裝，并且確保數據安全傳輸；加長距離的讀寫頭使每個料槽有足夠的空間，便于機械手臂取放載具；圖爾克的RFID產品支持熱插拔，大大減少停機時間，從而使設備維修變得快速、簡單。 使用圖爾克RFID產品后，庫區效率提升6.48%，為此庫區管理部門精簡了2個人員編制。通過RFID自動識別，企業提高了自動化水平。不僅加快了物料運送速度，而且實現了物料數據追溯。
總結
隨著工業4.0和物聯網的迅猛發展，RFID技術也將在半導體行業內起到至關重要的作用。RFID系統可以遠程實時監測和管理物料信息，增強企業的管理力度，提高設備的運作和生產效率，降低設備故障率和維護成本。相信以RFID為主的自動化產品必將助力中國半導體產業的崛起。
摘自《自動化博覽》2021年6月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號