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案例频道现状
近年来，我国宣布全面支持半导体产业，这将加速中国半导体产业的发展。纵观半导体制造工艺，每个生产工艺在制造过程中都必须重复操作几次，非常适合使用自动化产品。而且，由于半导体产品的尺寸和精度，使半导体的制造过程未来趋于自动化。展望未来，中国半导体行业将会保持较高景气度，对于自动化产品的采购也会维持在较高增速。
客户需求
全球某知名半导体封装测试企业在晶圆封装测试过程中遇到了难题，由于该行业生产工艺的独特性， 前后工序设备并非一一对应，前序下线的一些在制品需经过中间库的存放后，才能上线至后续工位。在此过程中，该企业一直以来都依靠人工搬运在制品。而且，晶圆的领取及使用依靠纸质料单进行记录，也不利于生产管理。为了加快晶圆转运速度，降低工人劳动强度，并实现物料数据追溯，该企业决定在中间库增加RFID系统，来解决以上问题。
图1 应用现场
RFID方案简述
根据客户的要求以及现场的实际情况，图尔 克智能制造部门的工程师设计了一套完善的RFID 系统，协同国内知名机器人公司，利用AGV运送物 料，大大减少送料时间，解放大量劳动力。AGV上 安装机械手臂用于取放晶圆载具。晶圆载具上端安装RFID标签，用于存储物料信息，中间库的物料架 顶端安装RFID读写头，可以快速实现载具出入库自动检测和识别。AGV取放载具的时候，RFID系统通过WMS系统与ACS控制系统建立通讯，提供物料信 息，WMS系统则根据需求给出库位引导，指导AGV自动运行。RFID系统通过WMS系统实现与MES系统的信息绑定，对物料在生产环节进行实时监控，同 时为车间级物料可视化管理系统提供可靠数据。
图2 利用AGV运送物料
图尔克RFID产品特性
由于现场环境整洁，于是为客户选择了经济型的 IP20防护等级接口模块，通过现场分布I/O技术统一 控制中间库的运行及完成控制器与各工位间的通讯。 加长感应距离的读写头，使读取操作更加稳定。IP68防护等级、环氧树脂制成的载码体，即使表面有划痕、污渍也不会影响正常识读。而且，载码体可以被重复使用，很适合这种闭环应用。
图3 安装载码体的晶圆载具
图4 模块化设计的接口模块
客户评价
该项目的系统集成商是图尔克智能制造部门。 项目负责人张亦弢在谈到图尔克RFID产品时说： “图尔克模块化设计的接口模块，除了可以连接 RFID模块，还可以兼容其它I/O模块，使现场传感器和LED灯的信号通过同一个网关与MES系统进行交互，这样减少了现场布线；如果现场需要添加新的读写头，只需要增加RFID模块和底板，便可以大大降低硬件成本和施工难度；通过LED指示灯可以清楚地看到读写头和RFID模块的工作状态；预铸的线缆方便现场安装，并且确保数据安全传输；加长距离的读写头使每个料槽有足够的空间，便于机械手臂取放载具；图尔克的RFID产品支持热插拔，大大减少停机时间，从而使设备维修变得快速、简单。 使用图尔克RFID产品后，库区效率提升6.48%，为此库区管理部门精简了2个人员编制。通过RFID自动识别，企业提高了自动化水平。不仅加快了物料运送速度，而且实现了物料数据追溯。
总结
随着工业4.0和物联网的迅猛发展，RFID技术也将在半导体行业内起到至关重要的作用。RFID系统可以远程实时监测和管理物料信息，增强企业的管理力度，提高设备的运作和生产效率，降低设备故障率和维护成本。相信以RFID为主的自动化产品必将助力中国半导体产业的崛起。
摘自《自动化博览》2021年6月刊
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