» BAUGRUPPENFERTIGUNG Verpackung von Front-Opening-Shipping-Boxen für Wafer-Rohlinge Vollautomatische Verpackung für Elektronikfertiger Die luftdichte Verpackung sogenannter Front Opening Shipping Boxes (FOSB) für den Transport von Wafer-Rohlingen zu einem Halbleiterwerk ist aufwendig und zeitraubend. Der auf Fertigungsautomatisierung spezialisierte Anbieter cts GmbH aus dem oberbayerischen Burgkirchen hat hierfür eine reinraumgeeignete Lösung entwickelt, mit der sich der Automatisierungsgrad der FOSB-Verpackung schrittweise erhöhen lässt. Bild: Entegris Das richtige Verpacken von Wafer-Rohlingen für den Transport zu einer Halbleiterfabrik (Fab) ist ein kritischer Prozess. Bei den empfindlichen Trägern darf nicht die geringste Verunreinigung auftreten. Das aufwendige luftdichte Verschweißen der Transportbehälter in Spezialfolien, oftmals „Bag in Bag“ mit innerem und äußerem Beutel, erfolgt bei vielen Herstellern immer noch in zeitintensiver Handarbeit. FOSB für den Versand von bis zu 25 Wafern mit einem Durchmesser von 300 mm sind sperrig und wiegen bis zu zehn Kilogramm – für Mitarbeitende keine unerhebliche Belastung. Hinzu kommt, dass bei manueller Verpackung eine zu 100 % zuverlässige Dichtheitsprüfung meist nicht möglich ist. Bild: cts Der Autor ist Alfred Pammer, Leiter der Fertigungsautomatisierung der cts GmbH in Burgkirchen. „Aufbauend auf einer Einzelanfertigung für einen Kunden hat cts nun eine standardisierte modulare Gesamtlösung entwickelt, die auf Wunsch den gesamten Prozess der FOSB-Verpackung vollständig automatisiert“, erläutert Stefan Schmiedlechner, Leitung Fertigungsautomatisierung beim Automatisierungsspezialisten. „Wafer-Produzenten erreichen so in drei Ausbaustufen umfassende Prozesssicherheit, entlasten ihre Mitarbeitenden, machen sie frei für wichtigere wertschöpfende Tätigkeiten und eliminieren mögliche Fehlerquellen. Mit einer möglichen Auslastung von bis zu FOSB, hier ein System des Herstellers Entegris, erfordern besondere Sorgfalt und erhöhten Aufwand für das versandfertige Verpacken 10.000 FOSB pro Quartal, was 250.000 Wafern entspricht, eignet sich die Lösung sowohl für mittel dimensionierte Megafabs als auch für kleinere Gigafabs mit bis zu sechsstelligem Produktionsvolumen pro Monat. Das halbautomatische Modell ‚Manual Bagging‘ und die vollautomatische Version ‚Auto Bagging‘ gehören dabei zu den marktweit kompaktesten Lösungen und nehmen so wenig wie möglich wertvollen Platz in Reinräumen ein.“ Verpackung und Dichtheitsprüfung Den Kern der Lösung bilden die Verpackungsmaschine für die FOSB und die Unterdruckprüfkammer zur Sicherstellung der korrekten Verschweißung der Verpackungsbeutel. Die Verpackungsmaschine bietet vier Schubladen für Verpackungsbeutel, so können durchsichtige oder blickdichte Beutel für die Bag-in- Bag-Verpackung ohne Umrüstung verwendet werden. Für den Verpackungsprozess nimmt die Maschine einen Versandbeutel aus dem entsprechend passenden Magazin, spannt ihn auf und ein Greifarm hebt die FOSB in den geöffneten Beutel. Daraufhin wird die Öffnung gefaltet, verschweißt und dabei zusätzlich Prüfgas, eine Mischung aus Helium und Stickstoff, auf ein konfigurierbares Level in den Beutel geleitet. Der luftdichte Verschluss der Verpackung 54 EPP » 10 | 2021
BAUGRUPPENFERTIGUNG « wird dann im Nachgang in der Unterdruckprüfkammer verifiziert und kann so für jede verpackte FOSB dokumentiert werden. Mit entsprechenden Umrüstmaßnahmen lässt sich die Verpackungsmaschine auch für kleinere Trägersysteme nutzen. Stufe 1 – Automatisches Verpacken in Transportbeutel In der ersten Stufe zur vollautomatischen Lösung wird die Platzierung der FOSB in die Einführungsschiene der Maschine noch durch den Bediener erledigt, danach übernimmt das System. Nach Abschluss der Verschweißung erfolgt die manuelle Übergabe an die Prüfkammer, die ihre Arbeit wiederum automatisch ausführt. Ist eine Bag-in-Bag- Verpackung gewünscht beziehungsweise erforderlich, findet eine zweite Runde statt, beginnend mit der manuellen Übergabe von der Prüfkammer wieder zur Einführungsschiene der Verpackungsmaschine durch den Bediener. Die Vorabkontrolle auf korrekten Sitz der Wafer in den FOSB » cts hat eine standardisierte modulare Gesamtlösung entwickelt, die auf Wunsch den gesamten Prozess der FOSB-Verpackung vollständig automatisiert « Stefan Schmiedlechner, cts Bild: cts Je nach Automatisierungsgrad erledigt die Lösung der cts GmbH den Verpackungsvorgang mithilfe von Bedienern oder vollautomatisch mit dem Einsatz von Industrierobotern EPP » 10 | 2021 55
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