Atvejo analizė: Kaip puslaidininkių PCB gamintojas sumažino atliekų kiekį 89 % naudodamas integruotus vakuumo siurbimo čiulpiklius
Time: 2025-08-22
Kliento profilis : JAV įsikūręs puslaidininkių komponentų gamintojas, kuris specializuojasi aukštos kokybės PCB plokštėse 5G bazinėms stočių sistemoms ir duomenų centrų serveriams. Klientas kasdien gamina 12 000 PCB plokščių – įskaitant ultra plonas lanksčias grandines (0,15 mm storio) ir HDI plokštes su 0,2 mm termo perjungikliais – tiekdamas didelius mikroschemų gamintojus, tokius kaip [Puslaidininkių prekės ženklas]. Prieš pradedant bendradarbiauti su Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ,jie susidūrė su nuolatinėmis apdorojimo problemomis, kurios kėlė grėsmę jų 99,5 % kokybės tikslui.
Specifinės puslaidininkio problemos: kodėl tradicinės griovės nepavyko
Puslaidininkio PCB reikalauja griežtesnio tvarkymo nei vartojimo elektronikos plokštės: jos reikalauja sub-0,1 mm pozicionavimo tikslumo, nulinės paviršiaus užterštumo ir suderinamumo su valymo patalpų (klasės 1000) sąlygomis. Kliento esami tradiciniai vakuumo grioveliai neatitiko šių standartų, todėl atsirado trys kritiškai svarbūs problemas:
1. Katastrofiški HDI pergręžimo kanalų nutekėjimai
Kliento 5G PCB modeliai turi 20+ 0,2 mm šilumos pergręžimo kanalų kiekvienoje plokštėje, kad būtų išsklaidyta šiluma iš aukštos dažnio mikroschemų. Standartinės griovelių vieno vakuumo kamera peršaldavo orą per šiuos kanalus, todėl operatoriai buvo priversti padidinti slėgį iki 12 kPa – pakankamai, kad būtų išlenktos PCB plonos vario sluoksnis (18 μm storio) ir 7,8 % plokščių nepateisintų elektrinio testavimo.
2. Brūkšnės, sugadinusios litavimo maske (ir sugadinusios klientų pasitikėjimą)
Puslaidininkių PCB plokštės naudoja labai jautrius litavimo sluoksnio (30 μm storio), kurie apsaugo nuo elektros trikdžių. Kliento guminės siurbimo puodeliai paliko mikrobrūkšnius ant 6,2 % plokščių – netgi esant žemam slėgiui. Kadangi puslaidininkių klientai atmeta bet kokį estetinį defektą (bijodami, kad laikui bėgant maskuotės sluoksnis gali blogėti), šie brūkšniai sukėlė 42 000 JAV dolerių mėnesinių atliekų.
3. Lėti pakeitimai, kai keičiamos individualios PCB plokščių dydžiai
Klientas kas mėnesį gamina 15 skirtingų PCB plokščių dydžių (nuo 60x80 mm serverių plokščių iki 40x50 mm 5G modulių). Tradicinės gnybtų sistemos reikalavo 2,5 minučių rankinio puodelių perkėlimo laiko kiekvienai pakeitimui – kas pridėdavo 37,5 minutės kasdienio prastojo laiko – ir vis tiek nesutapo su pozicionavimo tikslais 0,3 mm tikslumu, dėl ko 2,1 % plokščių netiko lazerinėms gręžimo mašinoms.
4. Per dideli gripperiai, užkimšantys valymo kambarių linijas
Valymo kambarių eilės tarp jų perkaitimo krosnų ir apžiūros stotų buvo tik 140 mm pločio. Standartiniai gripperiai (2,1 kg, su išoriniais žarnomis) negalėjo tilpti be rizikos, kad jie liestų kitą įrangą – tai privertė klientą paleisti tik vieną liniją vienu metu, sumažinant našumą 50%.
„Tiekiam mikroschemas, kurios varo duomenų centrus – jei PCB sugenda, tai paralyžiuoja visas tinklus“, – sakė [Raj Patel], kliento gamybos direktorius. „Mūsų atmetimo rodiklis buvo 16,1% – gerokai viršijantis 0,5% pramonės standartą – ir dėl kokybės problemų praradome du pagrindinius klientus. Mums reikėjo gripperio, sukurtų tiksliai PCB plokštėms, o ne generinėms detalėms. semiconductor PCB, o ne generinėms detalėms."
Sprendimas: Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. integruotos vakuuminės siurbimo taurės (pritaikytos puslaidininkiams)
Atlikę kliento valymo kambario darbo proceso auditą ir išbandę jų 5G/severio PCB plokštes, pritaikėme mūsų integruotus siurbimo puodelius pagal puslaidininkių reikalavimus. Štai kaip kiekviena savybė išsprendė unikalias problemas:
1. Poriniai atbulinio vožtuvo vožtuvai: nulinis nutekėjimas per 0,2 mm skylių
Gripperius aprūpinome puslaidininkio klasės porėtos atbulinio vožtuvo diafragmos (sukalibruotos 0,1–0,3 mm skylėms), kurios sandariai užhermetina atskirus kamerų indus, vos orui pasiekus perėjimą. Skirtingai nei standartiniai vožtuvai (kuriems reikia 0,1 s reaguoti), mūsų vožtuvai aktyvuojasi per 0,03 s – pakankamai greitai, kad būtų išvengta slėgio šuolių. Taip pat sumažinome maksimalų vakuumo slėgį iki 6 kPa (saugu 18 μm vario sluoksniams), išlaikant priveržimo jėgą.
Koks rezultatas? Nebepažeisti plokštės. Kliento išmetimo dėl perėjimų rodiklis per pirmąją savaitę sumažėjo nuo 7,8 % iki 0,5 %.
2. Valymo kambario sertifikuotos silikono taurės: be įbrėžimų, nuo užteršimo atsparios
Pakeitėme standartinį silikoną į Maistui skirtą silikoną, atitinkantį FDA VI klasę (Shore A 28 kietumą) – tokį patį medžiagą, naudojamą medicinos įrenginiuose – skysčių siurbimo taurėms. Šios taurės:
- Palieka nulinę likutinę medžiagą (būtina laikytis valymo kambario 1000 klasių standartams) ir atsparios izopropilo alkoholiui (naudojamam kasdieniam valymui).
- Pritaikytos prie 30 μm litavimo sluoksnių be jokio slėgio – visiškai pašalina mikroįbrėžimus.
- Atlaiko 180°C reflow krosnies temperatūrą (kliento po pjūvio apdorojimo reikalavimai reikalauja perleisti plokštes per 175°C kameras).
Per dvi savaites estetinio defekto atmetimas dėl įbrėžimų sumažėjo iki 0% – sutaupant 42 000 USD/mėnesį.
3. Matricinės puodelių konstrukcijos su lazerio alinavimu: 0,05 mm tikslumas pagal individualius dydžius
Kad būtų išspręstos perjungimo vėlavimų ir nesuderinamumo problemos, mes panaudojome 5x7 magnetinio užrakto puodelių matricą (10 mm skersmens, mažesnė nei mūsų standartinė 12 mm, kad tilptų mažos 40x50 mm PCB plokštelės), kartu su lazeriniu alinavimo įrenginiu. Operatoriai dabar:
- Pasirenka PCB plokštelės dydį iš griperio ekranėlio (iš anksto suprogramuotas su 15 individualiais dydžiais).
- Lazeris projekciją nukelia į griperio paviršių, o puodeliai užsifiksuoją per 8 sekundžių (vietoj 2,5 minučių rankiniu būdu).
- Tikslumo padėtyje pagerėjo iki 0,05 mm – gerokai viduje kliento nustatytų 0,1 mm ribų dėl lazerinio gręžimo alinavimo.
Perjungimo prastovų laikas sumažėjo nuo 37,5 minučių iki 2 minučių per dieną, o nesuderinamumo atmetimas sumažėjo nuo 2,1% iki 0,1%.
4. Aliuminio Lydinio Cilindras: Kompaktiškas, Paruoštas Naudojimui Valymo Kameroje
Mes sukūrėme gripperio (stulpelio) branduolį iš anodizuoto 6061-T6 aliuminio lydinio (atsparus valymo kameros chemikalams), kuris sumažina svorį iki 0,9 kg (48% lengvesnis nei jų senieji gripperiai) ir sumažina bendrą plotį iki 130 mm - pakankamai siauras, kad tilptų į jų 140 mm pločio valymo kameros praėjimus. Taip pat integruotas vakuumo kolektorius į cilindrą (be išorinių žarnų), kad būtų išvengta dulkės kauptis ir būtų palengvinta valymo procedūra.
Klientas dabar gali paleisti dvi linijas vienu metu, padidindamas gamybos pajėgumus 50% be reikalo plėsti valymo kameros plotą.
5. Vienoje Prijungimo Sistemoje: Greitas Aktyvavimas Didesnėms Gamybos Linijoms
Puslaidininkių linijos veikia 40 plokščių/minutę—greičiau nei vartojimo elektronikos linijos—todėl optimizavome gripperio vakuumo aktyvavimo laiką iki 0,12 s (20% greičiau nei mūsų standartinėje modelio versijoje). Aliuminio cilindro šilumą išsklaidančios konstrukcijos dėka išvengiama slėgio kritimo per 12 valandų pamainas (ypač svarbu klientui, gaminančiam 24/7 režime).
Jų linijos greitis išsilaikė 40 plokščių/minutę, tačiau dabar nebebuvo prastovų dėl griperio gedimų.
Rezultatai: 89 % mažesnis broko rodiklis, 50 % didesnis našumas
Po 30 dienų visiško diegimo, kliento puslaidininkių PCB gamyba pasikeitė:
- Bendras broko rodiklis : Nuo 16,1 % iki 1,8 % (sumažėjo 89 %) – per 60 dienų pasiekė 0,5 % pramonės standartą.
-
Mėnesinis broko kiekis : Nuo
8 500 (89 % taupymas) – 834 000 JAV dolerių per metus.
- Talpa : Padidėjo 50 % (nuo 12 000 iki 18 000 PCB per dieną) paleidus dvi valymo linijas.
- Vartotojų lojalumą : Du klientai, kurie ketino nutraukti sutartis, jas pratęsė, o klientas gavo naują 2 mln. JAV dolerių/metų užsakymą iš [Semiconductor Brand].
„Ankstčiau kiekvieną 10-ąją plokštę tikrindavome dėl įbrėžimų arba deformacijų“, – sakė [Raj Patel]. „Dabar tikriname tik kiekvieną 100-ąją – nes griperis niekada nebediržta. Mes ne tik atitinkame standartus – mes juos nustatome.“
Ilgalaikėje perspektyvoje klientas prognozuoja 6 mėnesių grąžą įrenginiams – dėl atliekų sutaupymo ir padidintos galios.
Kodėl tai veikė puslaidininkinių PCB atveju (palyginti su universaliais sprendimais)
Skirtumas buvo ne tik įrenginyje – tai buvo puslaidininkinių nustatymas . Mes tiesiogiai ne „pardavėme įrankį“ – mes:
- Išbandėme įrenginį kartu su kliento PCB medžiagomis (18 μm varis, 30 μm būgno sluoksnis) jų valymo patalpose.
- Suderinome savybes (vozducho vožtuvo greitis, slėgio ribos, puodelio dydis), kad atitiktų puslaidininkinių kokybės standartus.
- Pateikėme valymo patalpose naudojamų medžiagų priežiūrą (pvz., alkoholiui atsparūs tepalai), kad būtų išvengta prastovų.
„Bendrieji griovikliai yra sukurti „detalem“ – jūsų griovikliai sukurti detalem“, pridėjo [Raj Patel]. „Štai skirtumas tarp tiekėjo ir partnerio.“ mūsų detalem,“ pridėjo [Raj Patel]. „Štai skirtumas tarp tiekėjo ir partnerio.“
Pasiruošę išspręsti jūsų puslaidininkių PCB apdorojimo problemas?
Jei susiduriate su nutekėjimais, įbrėžimais ar prastovomis dėl 5G, serverių arba mikroschemų PCB, mūsų integruoti vakuumo siurbimo čiuptuvai gali būti pritaikyti prie jūsų specifinio puslaidininkio darbo proceso.
- Prašykite nemokamo valymo kambario testo : Įsiųskite mums jūsų sudėtingiausios PCB pavyzdį, ir mes jį išbandysime mūsų 1000 klasės laboratorijoje – pateiksime vaizdo įrašus ir individualų efektyvumo ataskaitą.
- Žiūrėkite puslaidininkio demonstravimą : Matykite, kaip grioviklis valdo 0,15 mm lanksčias grandines ir 0,2 mm kanalus tiesioginėje valymo kambario aplinkoje.
- Gaukite personalizuotą kainos pasiūlymą : Praneškite mums apie jūsų PCB dydžius, valymo kambario klasę ir kokybės tikslus – sukursime sprendimą, kuris atitiks jūsų poreikius.
„Manėme, kad turėsime investuoti 500 tūkst. USD į naują valymo patalpą, kad išspręstume problemas. Vietoje to investavome į grioviklius, kurie tiko į esamą erdvę – ir išsprendėme kokybės problemas. Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ne tik sutaupė pinigų – išgelbėjo mūsų verslą. – [Raj Patel], Gamybos direktorius