KUKA-Cobot permite una producción 24/7 gracias a la tecnología de carga inductiva

El KMR iiwa CR es una solución de automatización que aumenta la productividad para el transporte de obleas altamente sensibles.

Desgaste de partículas excluido – el suministro de energía sin contacto permite el uso del cobot en la clase de sala limpia ISO 3. / No más desgaste de partículas – el suministro de energía sin contacto permite el uso del cobot en la clase de sala limpia ISO 3.

La demanda mundial de microchips está creciendo rápidamente. Para satisfacer la alta demanda, los productores deben automatizar aún más sus fábricas. Con el KMR iiwa CR, que combina un robot colaborativo y una plataforma móvil, KUKA ofrece una solución de automatización segura y que aumenta la productividad para el transporte de sustratos de semiconductores altamente sensibles (wafers). Gracias a la tecnología de carga inductiva integrada de Wiferion, el sistema cumple con los más altos requisitos en cuanto a pureza, productividad y seguridad.

Automatización en la fabricación de semiconductores

La industria de semiconductores está en auge. Megatendencias como el trabajo desde casa, el crecimiento de la inteligencia artificial y la creciente demanda de autos eléctricos hacen que la demanda de semiconductores siga aumentando. Según la consultora McKinsey & Company, la industria creció un 20 % solo en 2021. Los asesores pronostican que la industria mundial de semiconductores crecerá entre un 6 y un 8 % anual y llegará a ser una industria valorada en billones de dólares para 2030. Para cubrir la enorme necesidad de procesadores potentes, los fabricantes de chips están invirtiendo en nuevas ubicaciones de producción.

El transporte de wafers es propenso a errores

Para una fábrica moderna de chips, no es raro que los costos de inversión superen los varios miles de millones de dólares. En consecuencia, las expectativas sobre la fiabilidad y eficiencia de las fábricas inteligentes son muy altas.

Antes de que un wafer crudo se convierta en un microchip, a menudo se requieren varios miles de pasos en un entorno de sala limpia altamente protegido. Dependiendo del componente, puede tardar unos tres meses en salir de la producción, que funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Por ello, los sistemas de transporte y el control de la planta y los procesos desempeñan un papel crucial en el éxito de estas megafábricas. Algunos pasos de la producción ya están muy automatizados y en un alto nivel de calidad.

Carga inalámbrica para requisitos de pureza más estrictos

Hasta ahora, el transporte de sustratos de semiconductores de una estación de trabajo a otra era una excepción. Especialmente en instalaciones de producción más antiguas, los wafers se extraen manualmente de una máquina de procesamiento en cassettes de wafers por parte de un empleado y se transportan en un carrito al siguiente paso del proceso. Este proceso es propenso a errores. Si un empleado deja caer un wafer frágil o coloca accidentalmente el cassette equivocado en una máquina de procesamiento, se pueden perder rápidamente cantidades de cinco cifras. La automatización de los procesos de manejo y transporte con robots manipuladores móviles reduce al mínimo el riesgo de daño. Con el KMR iiwa CR, KUKA ofrece un cobot móvil para la manipulación segura de componentes delicados como wafers, que gracias a su tecnología de carga inductiva cumple también con los requisitos más estrictos de pureza.

Cobot móvil de KUKA para salas limpias con carga inductiva

El KMR iiwa CR es una combinación de un cobot para salas limpias y una plataforma robótica móvil. El pinza patentada del robot está especialmente diseñada para aplicaciones de manejo en entornos de salas limpias. Gracias a un software de navegación innovador, el KMR iiwa CR opera de forma autónoma en el espacio, carga y descarga las cassettes de wafers de forma independiente y las lleva a la siguiente estación de trabajo. Todo ello cumpliendo con las estrictas condiciones de la clase ISO 3 de salas limpias. Los robots industriales móviles de KUKA están diseñados para realizar su trabajo y movimientos mecánicos de manera confiable en entornos que deben ser más limpios que una sala de operaciones.

Generación mínima de partículas con máxima productividad

Para cumplir con la clase ISO 3, una característica central del KMR iiwa CR es, entre otras, su suministro de energía. "Para un entorno de sala limpia exigente, los sistemas de carga con contactos deslizantes tradicionales no son adecuados", explica Jakob Brandl, gerente de cartera de movilidad en KUKA. "En cada proceso de carga se genera desgaste de cobre. Las partículas se dispersan en el entorno de producción y, en casos extremos, pueden dañar los valiosos wafers." Por ello, KUKA utiliza el sistema de carga inductiva etaLINK 3000 de Wiferion. La transferencia de energía en la sala limpia se realiza sin contacto y de forma inalámbrica. Esto garantiza un proceso de carga con una generación mínima de partículas.

Proceso antiguo muy propenso a errores

Además, la tecnología de carga permite mantener la producción sin interrupciones para cargar la batería. "Cargamos nuestro cobot mediante 'Carga en proceso'. Durante el proceso de pick-and-place, el robot se desplaza sobre una estación de carga y se carga en ese proceso, sin pérdida de tiempo", explica Pascal Caprano, jefe de gestión de conceptos de ingeniería en KUKA. Los puntos de carga pueden colocarse, por ejemplo, frente a las máquinas de procesamiento. La alimentación de energía comienza automáticamente cuando el KMR iiwa CR inserta y retira las cassettes de wafers.

KUKA mejora la seguridad del proceso

En cuanto a seguridad, el cobot establece nuevos estándares gracias a la transferencia de energía inductiva. Mientras que las placas de carga con contacto tradicionales se elevan varios centímetros del suelo para que la alimentación funcione a pesar de la libertad de movimiento del robot, las placas de carga de Wiferion son muy planas y se pueden empotrar a nivel del suelo. "Con esto eliminamos los obstáculos para los empleados en la sala limpia", explica Jakob Brandl sobre las ventajas del sistema. Además, se reduce el mantenimiento debido a contactos dañados o contaminados. "En consecuencia, aumentamos la seguridad del proceso en toda la producción."