採用自動化達到靈活且具前瞻性的半導體和消費型電子產品製造

各產業製造的未來在於自動化 (圖 1)。有了合適的設備，設計人員就可以靈活擴充，因應種種挑戰，如供應鏈物流、勞動力短缺、員工流動、重新培訓、安全性、產品需求增加、產品設計持續變更。同時，還可減少手動流程、降低成本、提高生產力。以上都可以在不影響品質的情況下達成。事實上，隨著製造商採用自動化系統，這些系統變得更加強大、靈活、有效率，能簡化品質改進的迭代過程。

圖 1：在半導體和消費型電子產品等產業中，自動化和積層製造的發展正在重塑未來。(圖片來源：Getty Images)

許多公司和設計人員在重新思考其全球製造策略時，轉向採用自動化，但其程度各不相同。在許多情況下，可以歸結為教育以及輔助瞭解目前可達到的程度。

讓我們來看看自動化、機器人和尖端積層製造技術如何讓半導體和消費型電子產業受益。本文將介紹可助您入門的既有自動化和控制技術。

半導體製造自動化

半導體製造對環境的嚴格要求對人員而言是一大挑戰，必須考量無塵室的服裝要求和協定，以及避免日光以防止晶圓損壞。同時，半導體產業的許多製程設計用於達到最高精密度，因此已投入自動化解決方案。工作條件和精密製造的結合，使半導體產業的眾多層面適合進一步自動化。具有自動化商機的特定領域包括：

材料處理：許多晶圓廠的材料仍然以手工處理。晶片必須非常小心地處理，手動移動存在一定的風險，因為即使是微弱的振動也可能導致缺陷。此時移動機器人和／或協作機器人 (cobot) 就派上用場。協作機器人是工業機器人，通常在生產過程中與人員並肩工作，採用防護籠或其他裝置，以確保人員安全。協作機器人也可移動，用於運輸。

照明：晶圓廠需具有智慧自動控制功能的現代晶圓廠照明系統提供人工照明。

冷卻：自動冷卻製程控制變得更重要。這需要仔細檢視液位和流量控制單元。

視覺：必須具備機器視覺，才能自動化從產品處理到檢測的各個生產步驟。

機器人技術帶來靈活性

機器人技術是一種自動化或處理任務的方法，因此工業機器人對於現代化製造業非常重要。它們執行各種功能，例如材料處理，以及協調其他形式的自動化任務。相較於固定式，或稱為「硬式」自動化，機器人技術的主要優勢之一是其靈活性。機器人可以在更短的時間內以較低的成本分配新的任務。相較之下，在「硬式」自動化中，即使產品或流程有很小的變更，也可能成本高昂且難以實作，並且可能需要對人員再培訓。

DigiKey 的機器人和協作機器人經過配置，支援半導體和消費型電子產品生產中的各種自動化任務。首先，您需要半導體生產任務的詳細規格。接下來，您需要決定一個靈活、可重新編程的解決方案，這是由於不斷變化的任務定義將同時整合新舊生產線中。

要實驗機器人技術，請試用 Niryo 的 Ned 協作機器人 (圖 2)。此六軸協作機器人基於開源技術，專為教育所設計。

圖 2：Niryo 的自適應抓取器 Ned 機器提供靈活性，可以針對不同任務快速重新編程。(圖片來源：Niryo)

機器人的末端效應器 (如 Niryo 的自適應夾具 (圖 3))，是位於機械手臂末端的裝置，用於與環境互動。此裝置的確切性質取決於應用。末端效應器的嚴格定義源自串聯式機械手臂中機械手臂的最後一個關節 (或末端)。各式各樣的末端效應器可以輕鬆地為特定應用找到合適的解決方案。

圖 3：自適應抓取器是 Niryo 抓取器機器人的末端效應器。(圖片來源：Niryo)

如您所料，有各式各樣的機器人配件，從接近開關到支架和關節。

消費型電子製造

元件和電路尺寸不斷縮小，消費型電子產品的製造也變得越來越複雜。高元件密度、小間距、多層以及需要精確放置的小且精緻的零件等只是製造商遇到的部分問題。人們越來越依賴機器人工作單元的可重新配置能力，以適應新的消費型電子產品。消費型電子製造也使用與半導體製造相當的系統，包括機器人、協作機器人、機器視覺系統。

積層製造

積層製造使用 3D 列印機，有助於早期概念化和原型製作。在迫切需要零件、固定件、工具和處理配件時，也很有用。然而，並不是每個人都擁有 3D 列印機和相關材料。不過，您可以上傳 3D 模型至 Jabil，將可為您列印並在五個工作天內出貨。

結論

具有前瞻性的半導體和消費型電子產品自動化製造生產線必須高度靈活，才能用於多代生產，並處理日益複雜和精密的元件和電路。尖端生產線的設計人員與 DigiKey 合作，即可放心採用全面的自動化和控制解決方案滿足其需求。