_Handhabung & Montage
_Handhabung & Montage Roboterzelle für die automatisierte Handhabung kleiner Halbleiterkomponenten 176 Sauggreifer setzen Chips um Bei der Schweizer Electronic AG setzt ein Stäubli-Scara-Roboter bis zu 31.000 Chips pro Stunde in eine Spezialhalterung für das Ätzbad um. Möglich machen das 176 Sauggreifer von Schmalz. 176 Flach-Sauggreifer heben die Chips zeitgleich aus dem Tray. Der Leiterplattenhersteller Schweizer Electronic AG suchte einen zuverlässigen Automatisierungspartner, der ihm eine Lösung für das Umsetzen kleiner Elektronikkomponenten entwickelt. Die Herausforderung dabei: Die einzelnen Elemente messen nur einen Quadratzentimeter. Diese empfindlichen Chips in Kupfer-Inlays werden später in eine Leiterplatte eingebettet. „Vor dem Einbetten muss die Kupferoberfläche im Ätzbad angeraut werden. Unsere Anlage setzt die Chips in eine spezielle Vorrichtung, mit der sie später komplett in das Behandlungsbad eintauchen“, erklärt Andreas Ehm, der bei der Erler GmbH Automation Robotik für das Projekt verantwortlich ist. Die Chips kommen in standardisierten Jedec- Trays – robusten Kunststofftabletts mit 176 definierten Aussparungen. „Würde die Schweizer Electronic AG dieses Tray ins Ätzbad tauchen, Bild: J. Schmalz GmbH schwämmen die Komponenten oben auf. Daher wurde ein eigenes Tray entworfen“, erklärt Projektleiter Ehm. Die SE-Trays haben vier Nester zu je 176 Kavitäten für die Halbleiterkomponenten. Ein Deckel verschließt diese und hält die Chips beim Eintauchen am Platz. 176 Teile auf einen Streich Für das Umlagern werden die Trays manuell in einem Transportwagen an die Roboterzelle angeliefert. Über ein Servoachssystem fahren die einzelnen Trays in die Zelle. „Hier nimmt der Scara-Roboter gleichzeitig alle 176 Komponenten auf und legt sie in das SE-Tray ab“, sagt Ehm, der sich für diese Aufgabe Unterstützung beim Vakuum-Spezialisten Schmalz geholt hat. Schmalz war für das End-of-Arm-Tooling des Roboters sowie die Greiferspinne für die Spezial- Trays verantwortlich. Dabei stellte sich da Greifen der Halbleiterbauteile als besonders anspruchsvoll heraus: Zugunsten kurzer Taktzeiten soll der Greifer ein Tray in einem Schritt ent- oder beladen können. Da die Chips nicht plan aufliegen, sondern in der Kavität versenkt sind, müssen alle 176 Sauggreifer etwas in das Tray eintauchen. „Anfangs sah es so aus, als wären Höhenunterschiede zwischen den zu greifenden Komponenten auszugleichen. Wir wählten daher Sauger mit Faltenbalg. Doch schon die ersten Praxistests vor Ort zeigten, dass die Trays so exakt gefertigt sind, dass wir eine flache und damit deutlich positionsstabilere Saugervariante verwenden können“, erklärt Christian Stoisser, Branchenmanager Electronic bei Schmalz. Greifer widersteht Chemikalien Die Vakuum-Experten entschieden sich für die Flachsauger PFYN. Diese bewegen sich auf- 52 April 2022
_Handhabung & Montage 1752646-3heitec_final.pdf - März 23, 2022 x Bild: J. Schmalz GmbH grund ihrer Geometrie nur minimal in axialer Richtung und sind so steif, dass sie die Werkstücke sauber aufnehmen und exakt wieder ablegen – ohne zu verkanten. Die im Durchmesser sechs Millimeter kleinen, gelben Sauger bestehen zudem aus dem Nitrilkautschuk NBR-ESD. „Dieses Material schützt die empfindlichen Bauteile vor unkontrollierter elektrostatischer Entladung und ist zugleich beständig gegenüber Chemikalien. Falls nach dem Ätzbad Rückstände am Tray oder an den Werkstücken anhaften, reagieren diese nicht mit dem Sauger“, erklärt Stoisser. An einer Stelle der Anlage wurden zur Handhabung der Trays weitere Sauggreifer mit flexiblen Federstößeln und einer eigenständigen Vakuumerzeugung verbaut. Ihre Aufgabe ist es, vor dem Beund Entladen der SE-Trays die Deckel abzunehmen und das Tablett zur Übergabestation zu transportieren. Der Vakuum-Greifer, der die Chips aus dem Tray entnimmt und sie in die Spezialhalterung für das Ätzbad einsetzt, misst 320 x 140 Millimeter. Dank seines Aluminiumgrundkörpers wiegt er lediglich 2,5 Kilogramm. Für eine einfache Montage an das Robotersystem verfügt er über eine vorgefertigte Flanschaufnahme. Das Vakuum im Greifer wird durch einen in der Anlage verbauten, IO-Link-fähigen Kompaktejektor vom Typ SCPMi erzeugt. ↓ J. Schmalz GmbH www.schmalz.com Der Stäubli-Scara-Roboter setzt die 176 Chips ein Spezialtray um. Erst dann können diese in ein Ätzbad abtauchen. Das „Karussell der Digitalisierung“- Realisieren und Optimieren Als Mittler zwischen den Fachdomänen und der Technik/IT versteht sich HEITEC als Technologiepartner über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage. Wir unterstützen unsere Kunden bei der digitalen Transformation mit hoher Lösungskompetenz durch eine nutzerfokussierte Beratung: Von der qualifizierten Aufnahme der Ist-Situation, z.B. mit der Ermittlung des Digitalisierungsindex, über die Erstellung der Digitalisierungsroadmap bis zur erfolgreichen Einführung und den Betrieb. HEITEC AG Güterbahnhofstraße 5 91052 Erlangen Telefon: +49 (0) 9131 877 0 Telefax: +49 (0) 9131 877 19 9 info@heitec.de www.heitec.de AP_Automationspraxis/Akzidenz-Satz/Advertorials 1Q4 188 x 65 mm Thema - Seite 3 AGRAF - 05.04.2022 11:02 _Smart Factory Produktions- und Logistikprozesse automatisieren Foto: Schiller Automatisierungstechnik Von der Automatisierung komplexer Intralogistikprojekte mit industriespezifischen Lager- und Materialflusslösungen, über einzelne Stationen sowie Montage- und Testlinien bis hin zu Rohbauprojekten – die nahtlose Integration dieser in bestehende Prozesswelten gehört zum Kerngeschäft der SCIO Automation Gruppe. SCIO entwickelt nachhaltige Lösungen für Neu- und Bestandsanlagen sowie kundenspezifische Produktinnovationen und betreut Projekte als gesamtverantwortlicher Generalunternehmer. Auf der internationalen Automatisierungsplattform vereinen sich mittelständische Spezialisten, die ihre Kunden aus unterschiedlichsten Industrien ganzheitlich auf dem Weg zur Smart Factory begleiten – die Automatisierung von Produktionsund Logistikprozessen kommt aus einer Hand. SCIO Automation GmbH Dürkheimer Straße 130 D-67227 Frankenthal Tel. +49 (0)6233–6000–650 info@scio-automation.com www.scio-automation.com April 2022 53
