Adopte la automatización para una fabricación flexible y preparada para el futuro de semiconductores y productos electrónicos de consumo

En todas las industrias, el futuro de la fabricación reside en la automatización (Figura 1). Con el equipo adecuado, los diseñadores pueden escalar con flexibilidad para abordar desafíos como la logística de la cadena de suministro, la escasez de mano de obra, la rotación de personal, la recapacitación, la seguridad, el aumento de la demanda de productos y los cambios continuos en el diseño de los productos. Al mismo tiempo, pueden reducir los procesos manuales, bajar los costos y mejorar la productividad. Todo esto se puede lograr sin comprometer la calidad. De hecho, a medida que los fabricantes adoptan sistemas de automatización, esos sistemas se vuelven aún más capaces, flexibles y eficientes, simplificando el proceso iterativo de mejora de la calidad.

Figura 1: En industrias como la de semiconductores y electrónica de consumo, los avances en la fabricación automatizada y aditiva están cambiando el futuro. (Fuente de la imagen: Getty Images)

Si bien muchas empresas y diseñadores ya están migrando a la automatización a medida que reconsideran sus estrategias de fabricación global, el ritmo de adopción varía. En muchos casos, se reduce a educación y asistencia para comprender lo que es posible ahora.

Echemos un vistazo a cómo la automatización, la robótica y el fácil acceso a técnicas de fabricación aditiva de vanguardia pueden beneficiar a las industrias de semiconductores y electrónica de consumo. A lo largo del camino, veremos algunas de las tecnologías de control y automatización que ya están disponibles para ayudarlo a empezar.

Automatización en la fabricación de semiconductores

Los rigores de la fabricación de semiconductores la convierten en un entorno desafiante para los trabajadores, dado el código de vestimenta y los protocolos de las salas blancas y la falta de luz natural para evitar daños a las obleas. Al mismo tiempo, muchos procesos en la industria de los semiconductores ya están diseñados para lograr la máxima precisión, por lo que ya se utilizan soluciones de automatización. La combinación de condiciones de trabajo y fabricación de precisión convierte a los semiconductores en un entorno rico en objetivos para una mayor automatización. Las áreas específicas que ofrecen oportunidades para la automatización incluyen:

Manipulación de materiales: Esto todavía se hace a mano en muchas fábricas. Dado que los chips deben manipularse con mucho cuidado, el transporte manual conlleva ciertos riesgos, ya que incluso las vibraciones más débiles pueden provocar defectos. Aquí es donde los robots móviles o los robots colaborativos (cobots) pueden ofrecer apoyo. Los cobots son robots industriales que normalmente pueden trabajar lado a lado con los trabajadores en el proceso de producción, con jaulas protectoras u otros dispositivos, garantizando la seguridad de los trabajadores. Los cobots también pueden ser móviles para fines de transporte.

Iluminación: La necesidad de iluminación artificial en las fábricas de obleas requiere sistemas de iluminación modernos con control automatizado inteligente.

Enfriamiento: El control automatizado del proceso de enfriamiento es cada vez más importante. Esto requiere una mirada de cerca a las unidades de nivel de líquido y de control de flujo.

Visión: La automatización en muchos pasos de la producción, desde la manipulación del producto hasta la inspección, no es factible sin la visión artificial.

La robótica aporta flexibilidad

La robótica es una forma de automatizar o procesar una tarea, lo que hace que los robots industriales sean esenciales para la fabricación moderna. Ejecutan una amplia gama de funciones como la manipulación de materiales, al mismo tiempo que coordinan tareas con otras formas de automatización. Una ventaja importante de la robótica sobre la automatización fija o "dura" es su flexibilidad. A un robot se le puede asignar una nueva tarea en un tiempo relativamente corto y a bajo costo. En cambio, con la automatización "dura", incluso un pequeño cambio en el producto o proceso puede resultar costoso y difícil de implementar, y puede requerir una nueva capacitación de los trabajadores.

Los robots y cobots de DigiKey se pueden configurar para admitir diversas tareas de automatización en la producción de semiconductores y electrónica de consumo. Para comenzar, necesitará una especificación detallada de las tareas de producción de semiconductores. Luego, debe determinar una solución flexible y reprogramable para esas definiciones de tareas en constante cambio a medida que se integran en líneas de producción nuevas y heredadas.

Para experimentar con la robótica, pruebe el cobot Ned de Niryo (Figura 2). Se trata de un cobot de seis ejes basado en tecnología de código abierto y diseñado específicamente para la educación.

Figura 2: Al igual que con el robot de agarre adaptativo Ned de Niryo, los robots brindan flexibilidad porque pueden reprogramarse rápidamente para diferentes tareas. (Fuente de la imagen: Niryo)

En robótica, un efector de extremo, como la pinza adaptativa de Niryo (Figura 3), es el dispositivo al final de un brazo robótico que está diseñado para interactuar con el entorno. La naturaleza exacta de este dispositivo depende de la aplicación. En la definición estricta, que proviene de los manipuladores robóticos en serie, el efector de extremo significa el último eslabón (o final) del robot. La amplia variedad de efectores de extremo facilita encontrar la solución adecuada para una aplicación determinada.

Figura 3: La pinza adaptativa es el efector de extremo del robot pinza Niryo. (Fuente de la imagen: Niryo)

Como era de esperar, existe una gran cantidad de accesorios para robots, desde interruptores de proximidad hasta soportes y juntas.

Fabricación de productos electrónicos de consumo

La fabricación de productos electrónicos de consumo se está volviendo más compleja a medida que el tamaño de los componentes y circuitos continúa reduciéndose. La alta densidad de componentes, los pasos pequeños, las múltiples capas y las piezas pequeñas y delicadas que requieren una colocación precisa son solo algunos de los problemas que encuentran los fabricantes. Cada vez más, se confía en la reconfigurabilidad de las celdas de trabajo robóticas para adaptarse y producir nuevas ofertas de productos electrónicos de consumo. Sistemas comparables a los utilizados en la fabricación de semiconductores también se utilizan en la fabricación de productos electrónicos de consumo, incluidos robots, cobots y sistemas de visión artificial.

Fabricación aditiva

La fabricación aditiva mediante impresoras 3D facilita la conceptualización y la creación de prototipos en las primeras etapas. También es útil cuando necesita piezas, accesorios, herramientas y accesorios de manipulación con urgencia. Sin embargo, no todo el mundo dispone de una impresora 3D y los materiales asociados. En su lugar, puede cargar su modelo 3D, y Jabil lo imprimirá y lo enviará en un plazo de cinco días hábiles.

Conclusión

Las líneas de producción automatizadas preparadas para el futuro para semiconductores y electrónica de consumo deben ser muy flexibles para poder usarse durante más de una generación de producción, y manejar componentes y circuitos cada vez más complejos y sofisticados. Al asociarse con DigiKey, los diseñadores de líneas de producción de vanguardia pueden tener la seguridad de contar con una línea integral de soluciones de automatización y control para ayudarlos a cumplir con sus requisitos.