Studija slučaja: Kako je proizvođač pločica za poluvodiče smanjio otpad za 89% uz pomoć integriranih vakuumskih ventila
Time: 2025-08-22
Profil klijenta : Američki proizvođač komponenata za poluvodiče koji se specijalizirao za visokofrekventne pločice za 5G bazne stanice i poslužitelje u centrima za podatke. Klijent dnevno proizvede 12.000 pločica – uključujući ekstremno tanke fleksibilne pločice (debljine 0,15 mm) i HDI pločice s termalnim vijevima promjera 0,2 mm – i isporučuje glavnim proizvođačima čipa poput [Semiconductor Brand]. Prije suradnje s Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ,mučili su ih trajni problemi s rukovanjem koji su prijetili njihovom cilju kvalitete od 99,5%.
Izazovi specifični za poluvodiče: Zašto tradicionalni gripperi nisu uspjeli
Poluvodičke ploče zahtijevaju strožije uvjete rukovanja nego ploče za potrošačku elektroniku: one zahtijevaju preciznost pozicioniranja ispod 0,1 mm, nultu kontaminaciju površine i kompatibilnost s uvjetima u čistim prostorijama (razred 1000). Postojeći tradicionalni vakuumski stezni elementi klijenta nisu mogli zadovoljiti ove standarde, što je dovelo do tri kritične točke problema:
1. Kritične curenja na HDI vijama
Modeli 5G ploča klijenta imaju 20+ toplinskih vija promjera 0,2 mm po ploči za rasipanje topline s visokofrekventnih čipa. Standardni stezni elementi s jednom vakuumskom komorom propuštali su zrak kroz ove vije, što je primoralo operatore da povećaju tlak na 12 kPa – što je bilo dovoljno za deformaciju tankih bakrenih slojeva ploče (18 μm debljine) i uzrokovalo da 7,8% ploča ne prođe električno testiranje.
2. Ogriotine koje uništavaju masku za lemljenje (i povjerenje kupaca)
Ploče s tiskanim krugovima za poluvodiče koriste ekstremno osjetljive zavarivače (debljine 30 μm) koji štite od električnih smetnji. Gumeni usisni čašice klijenta ostavile su mikro ogrebotine na 6,2% ploča - čak i uz postavke s niskim tlakom. Budući da klijenti za poluvodiče odbijaju bilo kakvo kozmetičko oštećenje (iz straha od degradacije zavarivača tijekom vremena), ove ogrebotine su značile mesečne otpadne materijale u vrijednosti od 42 000 USD.
3. Spori prelasci na prilagođene veličine PCB-a
Klijent mjesечно proizvodi 15 prilagođenih veličina PCB-a (od ploča za servere dimenzija 60x80 mm do 5G modula dimenzija 40x50 mm). Tradicionalni stezni elementi zahtijevali su 2,5 minute ručnog premještanja čašica po promjeni - što je dodalo 37,5 minuta dnevne zastoje - a i dalje su promašili ciljne pozicije za 0,3 mm, što je dovelo do 2,1% ploča koje nisu bile poravnate s laserskim bušiličkim strojevima.
4. Prevelike stezne naprave koje začepljuju linije u čistim prostorijama
Čiste prostorije između njihovih pećnica za refluks i inspekcione stanice imale su samo 140 mm širine. Standardni griperi (2,1 kg, s vanjskim cijevima) nisu mogli stati bez rizika od dodira s drugom opremom – što je primoravalo klijenta da pokreće samo jednu liniju istovremeno, smanjujući kapacitet za 50%.
„Dostavljamo čipove koji pokreću centre podataka – ako PCB otkaze, padaju cijele mreže”, rekao je [Raj Patel], direktor proizvodnje kod klijenta. „Naša stopa odbacivanja bila je 16,1% – daleko iznad industrijskog standarda od 0,5% – i gubili smo dva važna kupca zbog kvalitete. Trebali smo griper izrađen za poluvodič PCB-ove, a ne generičke dijelove.”
Rješenje: Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ugrađene vakuumsko-ssisne čašice (prilagođene poluvodičima)
Nakon analize radnog procesa u čistoj prostoriji klijenta i testiranja njihovih 5G/server PCB-a, prilagodili smo naše ugrađene sisne čašice specifičnim zahtjevima poluvodiča. Evo kako je svaka značajka riješila posebne probleme:
1. Porozni nepovratni ventili: Nula curenja na 0,2 mm vijama
Opredijelili smo griperima za poluvodičke porozne nepovratne ventile (kalibrirano za rupe od 0,1-0,3 mm) koja zatvaraju pojedinačne komore čaša čim zrak dosegne putem rupe. Za razliku od standardnih ventila (koji reagiraju za 0,1 s), naši se aktiviraju u 0,03 s – dovoljno brzo da spriječe skokove tlaka. Također smo smanjili maksimalni vakuumski tlak na 6 kPa (sigurno za slojeve bakra debljine 18 μm), a da pritom zadržimo snagu hvata.
Rezultat? Nema više izobličenih ploča. Odbijanje povezano s vijama kod klijenta smanjilo se s 7,8% na 0,5% već u prvoj tjednu.
2. Čaše od silikona certificiranog za čistu prostoriju: bez ogrebotina, otporne na kontaminaciju
Zamijenili smo standardni silikon Silikonom u skladu s FDA klasom VI za uporabu u prehrani (tvrdoća Shore A 28) – isti materijal koji se koristi u medicinskim uređajima – za usisne čaše. Ove čaše:
- Ne ostavljaju nikakve ostatke (ključno za standarde čiste prostorije klase 1000) i otporne su na izopropanol (koji se koristi za dnevno čišćenje).
- Prilagođavaju se 30 μm maskama za lemljenje bez primjene tlaka – time potpuno uklanjaju mikro-ogrebotine.
- Izdrži temperature reflow pećnica od 180°C (nakon lemljenja, klijent zahtijeva da ploče prođu kroz komore od 175°C).
Tijekom dvije tjedna, kozmetički otpad od ogrebotina je pao na 0% — što je zadržalo 42 000 USD mjesečno.
3. Kupovi u obliku matrice s laserskim poravnavanjem: 0,05 mm točnosti za posebne dimenzije
Kako bi riješili kašnjenja pri prelasku na novi proizvod i pogrešno poravnavanje, koristili smo matricu 5x7 magnetski fiksiranih čašica (promjer 10 mm, manji od našeg standardnog 12 mm radi smještanja malih pločica PCB 40x50 mm) u kombinaciji s laserskim alatom za poravnavanje. Operateri sada:
- Odaberu veličinu PCB ploče s dodirnog ekrana hvataljke (unaprijed programirano s 15 posebnih veličina).
- Laser projicira vodič na hvataljku, a čašice se fiksiraju na mjesto za 8 sekundi (naspram 2,5 minute ručno).
- Točnost pozicioniranja poboljšana je na 0,05 mm — znatno unutar zahtjeva klijenta od 0,1 mm za poravnavanje laserskog bušenja.
Vrijeme zastoja zbog prelaska na novi proizvod smanjeno je s 37,5 minuta na 2 minute dnevno, a otpad zbog pogrešnog poravnavanja smanjen je s 2,1% na 0,1%.
4. Aluminijska legura cilindra: kompaktna, pripremljena za čistu sobu
Jezgru šapa smo izgradili od anodizirane aluminijske legure 6061-T6 (otporna na kemikalije u čistim sobama), čime se težina smanjuje na 0,9 kg (48% lakše nego kod njihovih starih šapa) i ukupna širina smanjuje na 130 mm – dovoljno usko da stane u njihove prolaze u čistim sobama široke 140 mm. Također smo integrirali vakuumski razvodnik u cilindar (bez vanjskih cijevi) kako bi se izbjeglo nakupljanje prašine i pojednostavilo čišćenje.
Klijent sada pokreće dvije linije istovremeno, povećavajući kapacitet za 50% bez širenja njihove čiste sobe.
5. Kompletna integracija: Brzo pokretanje za visokobrzinske linije
Linije poluvodiča rade s 40 ploča/minuta – brže nego linije potrošačke elektronike – pa smo optimizirali pokretanje vakuma šapa na 0,12 sekunde (20% brže nego kod našeg standardnog modela). Konstrukcija cilindra od aluminija koja rasipa toplinu također sprječava pad tlaka tijekom 12-satnih smjena (ključno za klijentovu proizvodnju 24/7).
Brzina njihove linije ostala je na 40 ploča/minuti, ali sada bez ikakvog vremena bez aktivnosti zbog kvara stezaljki.
Rezultati: Smanjenje otpada za 89%, Povećanje kapaciteta za 50%
Nakon 30 dana potpune implementacije, proizvodnja poluvodičkih PCB ploča kod klijenta se transformirala:
- Ukupna stopa otpada : Smanjena s 16,1% na 1,8% (smanjenje od 89%) – dostignut je industrijski standard od 0,5% unutar 60 dana.
-
Mjesečni trošak otpada : Od
8.500 USD (štednja od 89%) – 834.000 USD godišnje.
- Kapacitet : Povećan za 50% (s 12.000 na 18.000 PCB ploča dnevno) korištenjem dvije linije u čistim prostorijama.
- Zadržavanje stranika : Dva klijenta koja su prijetila odlaskom obnovila su svoje ugovore, a klijent je dobio novi godišnji red za 2.000.000 USD od [brenda poluvodiča].
“Prije smo testirali svaku 10. ploču na ogrebotine ili izvitoperenje,” rekao je [Raj Patel]. “Sada testiramo jednu na svakih 100 – jer stezaljka nikada ne izazove kvar. Ne samo da ispunjavamo standarde – već ih postavljamo.”
Na dugi rok, klijent projicira 6-mjesečni ROI na stezne uređaje—zahvaljujući uštedama na otpadu i povećanoj kapacitetu.
Zašto je ovo funkcioniralo za PCB-ove u poluvodičkoj industriji (u usporedbi s generičkim rješenjima)
Razlika nije bila samo u steznom uređaju—već u prilagodbi za poluvodiče . Mi nismo jednostavno „prodali alat“—već smo:
- Testirali stezni uređaj s klijentovim točnim materijalom PCB-a (bakar 18μm, maska za lemljenje 30μm) u čistoj prostoriji.
- Podesili značajke (brzinu ventila, granice tlaka, veličinu čašice) kako bi udovoljile standardima kvalitete poluvodiča.
- Osigurali održavanje koje je kompatibilno s čistim prostorijama (npr. sredstva otporna na alkohol) kako bi se izbjegla zastoje.
„Generički stezaljki su izgrađeni za 'dijelove' — vaši su izgrađeni za naš dijelove,“ dodao je [Raj Patel]. „To je razlika između dobavljača i partnera.“
Spremni da riješite probleme u manipulaciji PCB pločama u poluvodičkoj industriji?
Ako imate problema s curenjem, ogrebotinama ili zastojima na PCB pločama za 5G, servere ili čipsete, naša integrirana vakuumskih usisna čaša može se prilagoditi vašem specifičnom radnom procesu u poluvodičkoj industriji.
- Zatražite besplatni test u čistoj prostoriji : Pošaljite nam uzorak vaše najzahtjevnije PCB ploče, a mi ćemo je testirati u našoj laboratoriji klase 1000 — podijeliti videozapise testiranja i izvješće o učinkovitosti.
- Pogledajte demonstraciju za poluvodiče : Pogledajte kako stezaljka radi s fleksibilnim pločama debljine 0,15 mm i otvorima debljine 0,2 mm u stvarnom vremenu u čistoj prostoriji.
- Zatražite personalizirani ponudu : Recite nam dimenzije vaših PCB ploča, klasu čiste prostorije i ciljeve kvalitete — dizajnirat ćemo rješenje koje odgovara vašim potrebama.
“Mislimo da ćemo morati investirati 500 tisuća dolara u novu čistu prostoriju kako bismo riješili naše probleme. Umjesto toga, investirali smo u stezne uređaje koji odgovaraju našem postojećem prostoru – i riješili smo naše probleme s kvalitetom. Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. nisu samo uštedjeli novac – spasio nas je. — [Raj Patel], Direktor proizvodnje