Riešenie polohovania pomocou vízie na čistenie doštičiek

Predstavenie projektu

Čistenie plátkov je dôležitou súčasťou procesu výroby polovodičov. Proces čistenia doštičiek odstraňuje fotorezist, organické látky, kovy, častice a nečistoty. Následne leští doštičky pomocou chemických rozpúšťadiel a vody, čo zabezpečuje presnú výťažnosť doštičiek. Čistenie plátkov sa vykonáva pred každým procesom a po ňom v rámci celej výrobnej linky integrovaných obvodov a zaberá približne 1/3 celého výrobného času. Vo vysoko konkurenčnom odvetví výroby integrovaných obvodov sa výrobcovia zameriavajú na presnosť, efektívnosť a optimalizáciu.

Požiadavky na projekt

Výrobcovia polovodičov majú prísne kritériá na dodávateľov materiálov a zariadení, v ich dodávateľskom reťazci môžu byť len certifikovaní systémoví integrátori/predajcovia. Spoločnosť Advantech dlhodobo spolupracuje so systémovým integrátorom (SI), ktorý obsluhuje špičkového výrobcu polovodičov na Taiwane, ktorý hľadal riešenie na optimalizáciu a skrátenie času čistenia a polohovania doštičiek. Pred procesom čistenia je krok nazývaný "centrovanie doštičky", ktorý sa nachádza po vybratí doštičky z kazety. Vykonáva sa to pomocou akéhosi mechanického uchopovacieho zariadenia, ktoré sa používa na opätovné vycentrovanie každej doštičky pomocou polohovacieho algoritmu. Bohužiaľ to má za následok mierne zníženie účinnosti čistenia, pretože pri starostlivom opätovnom centrovaní doštičiek sa stráca čas. Okrem toho existuje malé, ale významné riziko praskania doštičiek spôsobené kontaktom s uchopovacím nástrojom, čo by mohlo viesť k zníženiu účinnosti. Spoločnosť Advantech navrhla použiť riešenie strojového videnia, ktoré nahradí mechanické polohovacie zariadenie, a výsledky ukazujú, že každú doštičku možno teraz presne precentrovať v priebehu milisekúnd namiesto sekúnd - bez poškodenia doštičky.

Opis projektu

Vzhľadom na to, že každý proces a mechanický pohyb spôsobuje mierny posun oproti pôvodnej absolútnej polohe doštičky, presná stredová poloha sa musí prepočítať, aby bolo možné vykonať presné nastavenia potrebné pre ďalší krok. Medzi strojom na vyberanie a umiestňovanie sú dve stanice: stanica na vyberanie - miesto a proces, pri ktorom robot odoberá doštičku z kazetového nosiča do medzistanice na centrovanie; stanica na umiestňovanie - miesto a proces, pri ktorom robot meria polohu doštičky a prenáša ju na vreteno na čistenie. Na odberovej stanici môžu mať doštičky v kazete zvyčajne až 4 mm chybu posunu spôsobenú pôsobením nosiča kazety. Nástroj na uchopenie potom vyberie každú doštičku z kazety a umiestni ju na medzistanicu na korekciu chyby.

Pri tomto projekte dodávateľ systémového integrátora integroval zariadenie IPC-7120 + AIMB-787+ PCIE-1674 od spoločnosti Advantech so zabudovaným systémom VisionNavi a jednu priemyselnú kameru Advantech QCAM s rozlíšením mega pixelov PoE na medzistanici, ktorá pomáha pri korekcii polohy. Kamera QCAM bola nainštalovaná nad doštičkou na snímanie vizuálnych údajov, ktoré sa odosielajú späť do IPC-7120 + ASMB-787 a VisionNavi na analýzu a akciu.

Počítač kompaktného systému videnia AIIS-3410P sa používa na umiestňovacej stanici so systémom VisionNavi a tromi QCAM na posúdenie stredovej polohy a prípadných deformácií pred presunom doštičky na čistiace vreteno. Po vypočítaní stredovej polohy a deformácie sa robotovi oznámi, aby umiestnil doštičku na čistiace vreteno v presnej polohe bez nerovnováhy alebo vibrácií a dokončil tak finálny proces čistenia.

Realizácia projektu:

IPC-7120: Stolný/stenný podvozok s prednými vstupno-výstupnými rozhraniami

AIMB-787: Základná doska s procesorom Intel 10. generácie

PCIE-1674 : 4-portový grabber snímok PCI Express GigE

AIIS-3410P: Kompaktná platforma na analýzu videnia

QUARTZ: 20,0-megapixelová priemyselná kamera PoE

VisionNavi: platforma pripravená na okrajové riešenia strojového videnia