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Apparecchiature per la produzione di semiconduttori - perché la tracciabilità è importante

I produttori di semiconduttori e le apparecchiature necessarie per fabbricarli devono affrontare processi complessi e spesso dettagliati. Tali processi consentono ai dispositivi digitali moderni di funzionare nel modo giusto.

Per coloro che producono apparecchiature per la produzione di semiconduttori, la capacità di tenere traccia dei propri prodotti lungo tutta la linea di assemblaggio e la supply chain è fondamentale per il successo dei processi di produzione. Quindi, in questo settore all'avanguardia, perché la tracciabilità è così importante?

Errori dell'operatore - inevitabili o evitabili?

Quante volte abbiamo sentito l'espressione "commettiamo errori, siamo solo umani"? Anche se si tratta di un'affermazione corretta, commettere errori durante la produzione di semiconduttori non solo è estremamente costoso, ma potrebbe anche avere un impatto enorme sul ritmo di produzione. Soprattutto considerando che la produzione di alcuni semiconduttori richiede mesi. Il processo di produzione per trasformare i wafer di silicio in semiconduttori è quasi del 100% automatizzato, ma l'assemblaggio delle apparecchiature di produzione utilizzate per fabbricarli di solito non lo è. 

In molti impianti, la produzione di apparecchiature per la produzione di semiconduttori richiede attualmente migliaia di viti posizionate manualmente da un operatore. Indipendentemente dallo scopo dell'apparecchiatura (lucidatura, incisione, deposito, ispezione e così via), ci si aspetta che ogni vite sia fissata correttamente per garantire le prestazioni corrette dell'apparecchiatura di produzione.

Le apparecchiature utilizzate per processi sensibili, come le macchine CMP (macchine Chemical-Mechanical Planarization), potrebbero richiedere facilmente più di 100 dispositivi di fissaggio per testa di lucidatura. Per scopi di controllo della qualità o in caso di futuri reclami sulla qualità, è necessario porre le seguenti domande:

  • Come controllare se ciascuna di queste viti è stata fissata correttamente
  • Come garantire che l'operatore non manchi o salti nessuna posizione di assemblaggio?

È abbastanza ovvio vedere in che modo questi tipi di processi potrebbero trarre notevoli vantaggi dall'implementazione di una soluzione di sistema o di assemblaggio che garantisce una tracciabilità completa. È possibile evitare problemi di qualità come viti flottanti o mancanti, filettature incrociate e fuoriuscita delle punte utilizzando Smart Integrated Tools. Strumenti che non solo garantiscono la qualità del serraggio, ma forniscono anche analisi dei dati e tracciabilità completa.

utensile a batteria con tracciabilità

Utilizzando come esempio l'utensile cordless Tensor IxB di Atlas Copco, il processo di assemblaggio potrebbe iniziare con la scansione del numero di serie dell'unità, che selezionerà automaticamente una sequenza di assemblaggio. La sequenza di assemblaggio consentirà all'operatore non solo di contare le viti, ma di passare da un programma all'altro solo se necessario. L'operatore può assicurarsi che ogni singola vite sarà correttamente assemblata grazie al feedback visivo fornito attraverso il display dell'utensile. Infine, tutte le informazioni relative al serraggio verranno riportate e registrate a fini del controllo di qualità.

La scelta giusta, dalla produzione alla manutenzione

La complessità non è solo una sfida durante la produzione di apparecchiature per semiconduttori, ma anche quando queste macchine devono essere sottoposte a manutenzione preventiva. Per la produzione dei wafer che diventeranno semiconduttori, il settore dei semiconduttori si affida a una serie di processi. Questi processi estremamente complessi e interconnessi richiedono numerosi controlli e fasi di convalida.

La prima parte dell'equazione è garantire che queste macchine siano state assemblate correttamente fin dall'inizio, in modo che le prestazioni durante la produzione soddisfino le aspettative. La seconda parte riguarda la garanzia dell'affidabilità dell'apparecchiatura, qualcosa che richiede manutenzione preventiva in base alle specifiche indicate nel manuale.

I tempi di fermo macchina imprevisti o i guasti delle apparecchiature di produzione di qualsiasi produttore in qualsiasi settore possono essere catastrofici, ma possono essere particolarmente dannosi per coloro che operano nel settore dei semiconduttori. Quando si tratta di manutenzione, è necessario rispondere ad alcune domande fondamentali:

  • Come eseguire la manutenzione preventiva assicurandosi che l'operatore segua ogni fase di questo processo?
  • Come registrare che l'operatore ha eseguito queste attività?
  • E soprattutto, come verificare che ogni vite sia stata rimossa e riassemblata secondo le specifiche? 

 

È qui che l'implementazione delle soluzioni software Atlas Copco, come ToolsNet 8 (Data Management Solution), Scalable Quality Solution (SQS), può fare la differenza sia in termini di tracciabilità che di manutenzione preventiva corretta.

 

Prendiamo come esempio il processo di lucidatura CMP menzionato in precedenza. Per eseguire la manutenzione preventiva (PM) su questa apparecchiatura, l'operatore deve eseguire più operazioni:

  • Rimozione di più di 100 viti in una sequenza specifica
  • Rimozione e sostituzione di componenti
  • Riassemblaggio delle oltre 100 viti secondo uno schema specifico
  • Calibrazione
  • Test
Tracciabilità con SQS di Atlas Copco

Quando questo processo di manutenzione preventiva viene eseguito manualmente, non è raro che i tecnici subiscano infortuni e dolori muscolari a causa delle chiavi dinamometriche manuali. Questo processo è anche piuttosto esteso, pertanto può richiedere più di due ore a causa del numero di dispositivi di fissaggio che devono essere rimossi e rimontati. In questo modo si riduce la produttività dei processi, con conseguente riduzione dei tempi di produzione.

Immaginiamo che invece di eseguire una manutenzione preventiva manuale, un carrello per utensili mobile Atlas Copco sia configurato nella linea con tutte le apparecchiature e gli accessori necessari per eseguire questa operazione in modo qualitativo e produttivo. Questo tipo di stazione è comune nel settore dei semiconduttori e di solito include strumenti e soluzioni quali:

  • Utensili wireless
  • PC industriale per la guida dell'operatore e la raccolta dei dati
  • Altri accessori a scopo di feedback dell'operatore

Grazie all'uso di utensili a batteria smart, gli operatori possono evitare gli infortuni. Inoltre, ToolsNet 8 di Atlas Copco consente agli utenti di registrare e memorizzare i valori di ogni singolo serraggio, consentendo loro di generare report per scopi di controllo di qualità quando necessario. In combinazione con Scalable Quality Solution di Atlas Copco, è garantita la corretta esecuzione del processo di manutenzione. 

Per ulteriori informazioni su come Atlas Copco può aiutare il settore dei semiconduttori, clicca qui.