กรณีศึกษา: ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์สำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ลดของเสียได้ถึง 89% ด้วยการใช้ชุดดูดสุญญากาศแบบบูรณาการ
Time: 2025-08-22
โปรไฟล์ลูกค้า : ผู้ผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ในสหรัฐอเมริกา ผู้เชี่ยวชาญด้านแผงวงจร PCB ความถี่สูงสำหรับสถานีฐาน 5G และเซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูล โดยผลิตแผงวงจร PCB จำนวน 12,000 แผงต่อวัน ซึ่งรวมถึงแผงวงจรยืดหยุ่นแบบบางพิเศษ (หนา 0.15 มม.) และแผงวงจร HDI ที่มีช่องระบายความร้อนขนาด 0.2 มม. จัดส่งให้กับผู้ผลิตชิปรายใหญ่ เช่น [ชื่อแบรนด์เซมิคอนดักเตอร์] ก่อนหน้านี้ได้เผชิญกับปัญหาในการจัดการวัสดุที่ส่งผลกระทบต่อเป้าหมายคุณภาพที่ตั้งไว้ที่ 99.5% Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ,ปัญหาเฉพาะทางในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์: เหตุใดเครื่องจับแบบดั้งเดิมจึงล้มเหลว
ความท้าทายเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์: เหตุผลที่เครื่องจับแบบดั้งเดิมไม่สามารถใช้งานได้
PCB สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ต้องการการจัดการที่เข้มงวดกว่าแผงวงจรสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: ต้องการความแม่นยำในการจัดวางระดับต่ำกว่า 0.1 มม. ปราศจากสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิว และสามารถใช้งานร่วมกับสภาพแวดล้อมแบบคลีนรูม (Class 1000) ที่จับแบบสุญญากาศที่ใช้อยู่เดิมของลูกค้าไม่สามารถตอบสนองมาตรฐานเหล่านี้ได้ ทำให้เกิดปัญหาหลักสามประการดังนี้
1. การรั่วของอากาศใน HDI Vias
แบบจำลอง PCB สำหรับ 5G ของลูกค้าแต่ละแผงมีรูระบายความร้อนขนาด 0.2 มม. มากกว่า 20 รู เพื่อช่วยระบายความร้อนจากชิปความถี่สูง ที่จับแบบสุญญากาศมาตรฐานมีห้องสุญญากาศเพียงห้องเดียว ทำให้อากาศรั่วผ่านรูเหล่านี้ บังคับให้ผู้ปฏิบัติงานต้องเพิ่มแรงดันเป็น 12 กิโลปาสคัล ซึ่งสูงพอที่จะทำให้แผงวงจรที่มีชั้นทองแดงบาง (18 ไมครอน) เกิดการบิดงอ และทำให้แผงวงจร 7.8% ไม่ผ่านการทดสอบทางไฟฟ้า
2. รอยขีดข่วนที่ทำลายชั้น Solder Masks (และทำลายความไว้วางใจจากลูกค้า)
แผงวงจรพีซีบีสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ใช้มาสก์บัดกรีที่มีความไวสูงมาก (หนา 30 ไมครอน) ซึ่งช่วยปกป้องการรบกวนทางไฟฟ้า ถ้วยดูดลมยางของลูกค้าทิ้งรอยขีดข่วนจิ๋วไว้บนแผงวงจรถึง 6.2% แม้จะใช้แรงดันต่ำก็ตาม เนื่องจากลูกค้าด้านเซมิคอนดักเตอร์ปฏิเสธความเสียหายที่เกิดขึ้นกับมาสก์ในเชิงทัศน์ (เกรงว่าคุณภาพมาสก์จะเสื่อมสภาพตามกาลเวลา) รอยขีดข่วนเหล่านี้ทำให้เกิดของเสียรายเดือนมูลค่า 42,000 ดอลลาร์
3. การเปลี่ยนเครื่องมือช้าสำหรับขนาดพีซีบีเฉพาะ
ลูกค้าผลิตพีซีบีขนาดเฉพาะที่แตกต่างกัน 15 ขนาดต่อเดือน (ตั้งแต่แผงเซิร์ฟเวอร์ขนาด 60x80 มม. ไปจนถึงโมดูล 5G ขนาด 40x50 มม.) ตัวจับแบบดั้งเดิมต้องใช้เวลาปรับตั้งค่าถ้วยดูดลมด้วยมือ 2.5 นาทีต่อการเปลี่ยนขนาดหนึ่งครั้ง ทำให้เสียเวลาหยุดเครื่องเฉลี่ย 37.5 นาทีต่อวัน และยังจัดตำแหน่งไม่แม่นยำ โดยคลาดเคลื่อนจากเป้าหมาย 0.3 มม. ส่งผลให้แผงวงจร 2.1% เกิดการไม่ตรงแนวเมื่อเข้ากับเครื่องเจาะเลเซอร์
4. ตัวจับแบบก้อนอุดตันทำให้สายการผลิตในห้องสะอาดเสียหาย
ทางเดินห้องสะอาดระหว่างเตาอบรีฟโลว์ (reflow ovens) และจุดตรวจงาน (inspection stations) มีความกว้างเพียง 140 มม. เครื่องจับแบบมาตรฐาน (หนัก 2.1 กก. และมีท่อต่อภายนอก) ไม่สามารถติดตั้งได้โดยไม่เสี่ยงต่อการสัมผัสกับเครื่องจักรอื่น—ทำให้ลูกค้าต้องเดินเครื่องเพียงสายการผลิตเดียว ลดกำลังการผลิตลงถึง 50%
“เราเป็นผู้จัดหาชิปที่ใช้ขับเคลื่อนศูนย์ข้อมูล หากแผงวงจร (PCB) เสียหาย อาจทำให้เครือข่ายขนาดใหญ่หยุดทำงานทั้งระบบ” [ราจ ปาเทล] ผู้อำนวยการฝ่ายการผลิตของลูกค้ากล่าว “อัตราของเสียของเราอยู่ที่ 16.1% — สูงกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมที่กำหนดไว้ที่ 0.5% อย่างมาก และเรากำลังจะเสียลูกค้ารายใหญ่สองรายไปเนื่องจากปัญหาด้านคุณภาพ เราจึงต้องการเครื่องจับที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับ หม้อลม แผงวงจร (PCBs) ไม่ใช่ชิ้นส่วนทั่วไปทั่วไป
การแก้ไข: Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ชุดดูดแบบสุญญากาศแบบบูรณาการ (ปรับแต่งสำหรับเซมิคอนดักเตอร์)
หลังจากที่เราตรวจสอบกระบวนการทำงานในห้องสะอาดและทดสอบแผงวงจร 5G/เซิร์ฟเวอร์ของลูกค้า เราได้ปรับแต่งชุดดูดแบบบูรณาการของเราให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ โดยแต่ละฟีเจอร์สามารถแก้ปัญหาเฉพาะจุดได้ดังนี้
1. วาล์วตรวจสอบแบบรูพรุน: ไม่มีการรั่วไหลบนช่องว่างขนาด 0.2 มม.
เราติดตั้ง วาล์วตรวจสอบแบบรูพรุนเกรดเซมิคอนดักเตอร์ (ปรับเทียบสำหรับรูขนาด 0.1-0.3 มม.) ที่ปิดผนึกช่องดูดแต่ละช่องทันทีที่อากาศสัมผัสผ่านวอไร์ ต่างจากวาล์วมาตรฐาน (ที่ใช้เวลาตอบสนอง 0.1 วินาที) วาล์วของเราตอบสนองภายใน 0.03 วินาที — เร็วพอที่จะป้องกันการเพิ่มขึ้นของแรงดัน เราได้ลดแรงดันสุญญากาศสูงสุดลงเป็น 6 กิโลปาสคัล (ปลอดภัยสำหรับชั้นทองแดง 18 ไมครอน) พร้อมกับรักษาแรงยึดดูดไว้
ผลลัพธ์คืออะไร? แผงเวเฟอร์ไม่บิดงออีกต่อไป อัตราของเสียที่เกิดจากวอไร์ของลูกค้าลดลงจาก 7.8% เหลือ 0.5% ภายในสัปดาห์แรก
2. ถ้วยซิลิโคนที่ได้รับการรับรองสำหรับห้องสะอาด: ไม่ทำให้เกิดรอยขีดข่วน และป้องกันการปนเปื้อน
เราได้เปลี่ยนซิลิโคนมาตรฐานเป็น ซิลิโคนเกรดอาหารคลาส VI ตามมาตรฐาน FDA (ความแข็ง Shore A 28) — วัสดุเดียวกับที่ใช้ในอุปกรณ์การแพทย์ — สำหรับถ้วยดูดสุญญากาศ ถ้วยเหล่านี้:
- ไม่เหลือสารตกค้าง (สิ่งสำคัญสำหรับมาตรฐานห้องสะอาด Class 1000) และทนต่อแอลกอฮอล์ไอโซโพรพิล (ที่ใช้ในการทำความสะอาดประจำวัน)
- ปรับตัวให้เข้ากับมาสก์บัดกรีขนาด 30 ไมครอน โดยไม่ต้องใช้แรงกด — ทำให้ไม่มีรอยขีดข่วนเล็กๆ เลย
- ทนอุณหภูมิเตาอบรีฟโลว์ที่ 180°C (การจัดการหลังการบัดกรีของลูกค้าจำเป็นต้องให้แผงผ่านห้องที่มีอุณหภูมิ 175°C)
ภายในสองสัปดาห์ ของเสียจากความเสียหายลดลงเป็น 0% ประหยัดได้ $42,000/เดือน
3. ถ้วยแบบเมทริกซ์พร้อมการจัดแนวด้วยเลเซอร์: ความแม่นยำ 0.05 มม. สำหรับขนาดที่กำหนดเอง
เพื่อแก้ปัญหาความล่าช้าและแนวไม่ตรงกัน เราใช้ เมทริกซ์ 5x7 ของถ้วยแม่เหล็กยึดล็อก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. ซึ่งเล็กกว่ามาตรฐาน 12 มม. ของเรา เพื่อให้พอดีกับ PCB ขนาดเล็ก 40x50 มม.) จับคู่กับเครื่องมือจัดแนวเลเซอร์ พนักงานสามารถทำสิ่งต่อไปนี้ได้
- เลือกขนาด PCB จากหน้าจอสัมผัสของอุปกรณ์จับ (ตั้งโปรแกรมล่วงหน้าด้วยขนาดที่กำหนดเอง 15 แบบ)
- เลเซอร์ฉายเส้นนำทางไปที่อุปกรณ์จับ และถ้วยจะล็อกเข้าที่ภายใน 8 วินาที (เทียบกับ 2.5 นาทีเมื่อทำด้วยมือ)
- ความแม่นยำในการจัดตำแหน่งดีขึ้นเป็น 0.05 มม.—ซึ่งดีกว่าข้อกำหนดของลูกค้าที่ 0.1 มม. สำหรับการจัดแนวเจาะเลเซอร์
เวลาหยุดเปลี่ยนงานลดลงจาก 37.5 นาทีเป็น 2 นาทีต่อวัน และของเสียจากแนวไม่ตรงกันลดลงจาก 2.1% เป็น 0.1%
4. กระบอกสูบอะลูมิเนียมอัลลอยด์: ขนาดกะทัดรัด เหมาะสำหรับห้องคลีนรูม
เราสร้างแกนหลักของเกรปเปอร์ด้วยวัสดุ อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061-T6 ชุบอะโนไดซ์ (ทนต่อสารเคมีในห้องคลีนรูม) ซึ่งลดน้ำหนักเหลือเพียง 0.9 กิโลกรัม (เบากว่าเกรปเปอร์รุ่นเก่าถึง 48%) และลดความกว้างรวมเหลือเพียง 130 มม. — เพียงพอที่จะติดตั้งในทางเดินคลีนรูมขนาด 140 มม. ของลูกค้า นอกจากนี้ยังรวมท่อสุญญากาศเข้ากับกระบอกสูบ (ไม่มีท่อด้านนอก) เพื่อป้องกันการสะสมของฝุ่นและช่วยให้ทำความสะอาดง่ายขึ้น
ลูกค้าสามารถเดินเครื่องได้สองสายการผลิตพร้อมกัน ทำให้กำลังการผลิตเพิ่มขึ้น 50% โดยไม่ต้องขยายพื้นที่คลีนรูม
5. การรวมทุกอย่างไว้ในหนึ่งเดียว: การทำงานเร็วสำหรับสายการผลิตความเร็วสูง
สายการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทำงานที่ระดับ 40 แผงต่อนาที — เร็วกว่าสายการผลิตอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค — ดังนั้นเราจึงปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งานระบบสุญญากาศของเกรปเปอร์ให้ใช้เวลาเพียง 0.12 วินาที (เร็วกว่ารุ่นมาตรฐานของเรา 20%) แบบจำลองการออกแบบกระบอกสูบอะลูมิเนียมที่ช่วยระบายความร้อนยังช่วยป้องกันการลดลงของแรงดันในระหว่างการผลิตตลอด 12 ชั่วโมง (ซึ่งมีความสำคัญต่อการผลิตแบบ 24 ชั่วโมงของลูกค้า)
ความเร็วสายพานยังคงอยู่ที่ 40 แผง/นาที แต่ตอนนี้ไม่มีการหยุดทำงานจากความล้มเหลวของกริปเปอร์เลย
ผลลัพธ์: ลดของเสียลง 89%, เพิ่มกำลังการผลิต 50%
หลังจากดำเนินการเต็มรูปแบบเป็นเวลา 30 วัน การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ของลูกค้าได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่:
- อัตราของเสียรวม : จาก 16.1% ลดลงเหลือ 1.8% (ลดลง 89%) — ซึ่งตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ 0.5% ภายใน 60 วัน
-
ค่าใช้จ่ายของของเสียต่อเดือน : จาก
: 8,500 (ประหยัดได้ 89%) — ประหยัดได้ปีละ 834,000 ดอลลาร์
- ความจุ : เพิ่มขึ้น 50% (จาก 12,000 เป็น 18,000 แผงต่อวัน) โดยการเดินเครื่องสองไลน์ในห้องสะอาด
- การรักษาลูกค้า : ลูกค้าสองรายที่เคยขู่ว่าจะยกเลิกสัญญา ได้ทำการต่ออายุสัญญาใหม่ และลูกค้ายังได้รับออร์เดอร์ใหม่มูลค่า 2 ล้านดอลลาร์ต่อปี จาก [แบรนด์เซมิคอนดักเตอร์]
“ก่อนหน้านี้ เราทดสอบแผงทุก 10 แผงเพื่อหาการขีดข่วนหรือการบิดงอ” [ราจ พาเทล] กล่าว “ตอนนี้เราทดสอบเพียง 1 ใน 100 เท่านั้น — เพราะกริปเปอร์ไม่เคยเกิดความล้มเหลวอีกแล้ว เราไม่ได้แค่ปฏิบัติตามมาตรฐานเท่านั้น — แต่เรากำลังกำหนดมาตรฐานใหม่”
ในระยะยาว ลูกค้าคาดการณ์ว่า rOI 6 เดือน บนอุปกรณ์จับยึด (grippers) นั้นมาจากเงินที่ประหยัดได้จากการลดของเสียและการเพิ่มขึ้นของกำลังการผลิต
เหตุใดจึงเหมาะกับ PCB สำหรับเซมิคอนดักเตอร์ (เมื่อเทียบกับโซลูชันทั่วไป)
ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่อุปกรณ์จับยึดเพียงอย่างเดียว แต่เป็น การปรับแต่งสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ . เราไม่ได้แค่ 'ขายเครื่องมือ' เราได้
- ทดสอบอุปกรณ์จับยึดกับวัสดุ PCB ที่ใช้จริงของลูกค้า (ทองแดงหนา 18μm, มาสก์บัดกรีหนา 30μm) ภายในห้องคลีนรูม
- ปรับตั้งค่าต่าง ๆ (ความเร็ววาล์ว ค่าแรงดันสูงสุด ขนาดถ้วยดูด) ให้เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
- จัดหาการบำรุงรักษาที่ใช้งานร่วมกับห้องคลีนรูมได้ (เช่น สารหล่อลื่นที่ปลอดภัยต่อการใช้แอลกอฮอล์) เพื่อป้องกันการหยุดทำงาน
“แกลมเมอร์ทั่วไปถูกสร้างขึ้นเพื่อ 'ชิ้นส่วน' โดยทั่วไป — แต่ของคุณถูกสร้างขึ้นเพื่อ ของเรา ชิ้นส่วนเฉพาะของคุณ” [ราจ ปาเทล] กล่าวเสริม “นี่คือความแตกต่างระหว่างผู้ขายทั่วไปกับพันธมิตร”
พร้อมที่จะแก้ปัญหาการจัดการแผงวงจรพีซีบีในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของคุณหรือยัง?
หากคุณกำลังประสบปัญหาการรั่วซึม รอยขีดข่วน หรือการหยุดทำงานของแผงวงจรพีซีบีในระบบ 5G เซิร์ฟเวอร์ หรือชิปเซ็ต เราสามารถปรับแต่งระบบดูดสุญญากาศแบบบูรณาการของเราให้เหมาะสมกับกระบวนการทำงานเฉพาะด้านเซมิคอนดักเตอร์ของคุณ
- ขอรับการทดสอบในห้องคลีนรูมฟรี : ส่งตัวอย่างแผงวงจรพีซีบีที่ท้าทายที่สุดของคุณมาให้เรา และเราจะนำไปทดสอบในห้องคลีนรูมระดับ Class 1000 ของเรา — พร้อมแบ่งปันผลการทดสอบผ่านวิดีโอและรายงานประสิทธิภาพเฉพาะสำหรับคุณ
- ชมวิดีโอสาธิตสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ : ดูว่าหุ่นยนต์จับชิ้นงานสามารถจัดการกับแผงวงจรแบบ Flex ขนาด 0.15 มม. และรูเจาะ (vias) ขนาด 0.2 มม. ได้อย่างไรในสภาพแวดล้อมคลีนรูมจริง
- รับใบเสนอราคาเฉพาะสำหรับคุณ : แจ้งให้เราทราบเกี่ยวกับขนาดแผงวงจรพีซีบี ระดับคลีนรูม และเป้าหมายด้านคุณภาพของคุณ — เราจะออกแบบโซลูชันที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ
“เราคิดว่าคงต้องลงทุน 500,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ เพื่อสร้างห้องสะอาดแห่งใหม่เพื่อแก้ปัญหาของเรา แต่สุดท้าย เราเลือกลงทุนในอุปกรณ์จับยึดที่เข้ากับพื้นที่เดิมได้ และก็แก้ปัญหาด้านคุณภาพของเราได้ Suzhou Shuowei Automation Technology Co., Ltd. ไม่เพียงแค่ช่วยประหยัดเงินให้เรา แต่พวกเขายังช่วยกอบกู้ธุรกิจของเราไว้ด้วย” — [ราจ ปาเทล], ผู้อำนวยการฝ่ายการผลิต