Innovation, that moves on.

Für das industrielle Wafer Handling sind neben den Wafer Handlern noch einige weitere Komponenten erforderlich. Dabei ist der Endeffektor die elementarste Komponente, da er als Aufsatz des Wafer Handlers das Substrat unmittelbar berührt. Durch die ständig steigenden Anforderungen der Halbleiterindustrie werden Endeffektoren immer öfter zur kundenspezifischen Lösung. Daher bieten wir von isel unseren Kunden neben einem Standardsortiment auch individuelle Endeffektoren-Lösungen. Ebenso kommen unterschiedliche Logosol Prealigner, Handbediengeräte und projektspezifisches Zubehör zum Einsatz. isel-Kunden erhalten Logosol Prealigner in unterschiedlicher Ausführung und für verschiedene Einsatzgebiete, beispielsweise sehr wirtschaftliche Ein-Achs-Logosol Prealigner oder absolute Speziallösungen für Edge-Handling. Auch moderne Handbediengeräte sind bei uns erhältlich. Beim Roboter-Zubehör beraten wir Sie individuell, um mögliche Störungen im laufenden Projekt von vornherein auszuschließen und bieten vorab kostenfreie Handhabungstests mit Logosol Prealignern oder Endeffektoren an.

Ein guter Wafer Handling Roboter zeichnet sich neben anwendungsspezifischen Eigenschaften in erster Linie aus durch:

• Laufruhe
• Präzision
• Langlebigkeit
• Bedienfreundlichkeit

Ebenso wichtig sind umfassende Service- und Support-Leistungen und eine gute Erreichbarkeit des Herstellers bei möglichen Störfällen. Um eine durchgängige Produktion und einen maximalen Maschinendurchsatz zu gewährleisten, bieten wir unseren Kunden neben erstklassigen Robotern für die Halbleiterindustrie auch einen umfangreichen Support am Wochenende und eine kontinuierliche Projektbetreuung.

Bei täglichem Einsatz sind isel Handling Roboter für mindestens 7 Jahre ausgelegt. Wird ein Wafer Handler regelmäßig gepflegt und nicht voll ausgelastet, ist die Lebensdauer deutlich länger und kann bis zu 15 Jahren reichen. Wenn mechanisch beanspruchte Teile die ersten Verschleißerscheinungen aufweisen und der Roboter nicht mehr präzise und ruhig arbeitet, wird es Zeit für ein Refurbishing. Dabei werden in Abstimmung mit dem Auftraggeber alle Teile auf Beschädigungen geprüft und gegebenenfalls ersetzt. Der Controller wird auf die neueste Hardware- und Softwareversion aktualisiert. Der Handhabungs-Roboter ist so für einen Bruchteil des Neupreises einsatzbereit für die nächsten Jahre.

Pauschal kann man die Frage nach dem Durchsatz nicht beantworten, da dieser von vielen unterschiedlichen Faktoren beeinflusst wird. Eine wichtige Rolle spielen z. B. das zu transportierende Substrat, der verwendete Endeffektor und die Größe des Roboters. Daher bieten wir allen Kunden eine kostenfreie Taktzeitstudie an, um bereits im Vorfeld eines Projekts die Durchlaufzeiten individuell zu ermitteln.

Generell ist der Einbau des Wafer Handling Roboters sehr einfach zu bewältigen. Ein isel Roboter wird mit detaillierten Einbauerklärungen ausgeliefert, die Aufschluss über die relevanten Einbauparameter und die notwendige Verkabelung geben. Sollten dennoch Fragen bestehen, steht Ihnen unser Service-Team gern mit Rat und Tat zur Seite.

Der Energieverbrauch eines Wafer Handling Roboters ist im Vergleich zu den meisten energieverbrauchenden Prozessen der Halbleiterindustrie sehr gering. Je nach verwendetem Modell und Controller liegt dieser zwischen 300 und 500 Watt.

Grundsätzlich zeichnen sich alle isel Roboter durch eine hohe Wiederholgenauigkeit aus und werden von unseren Kunden wegen ihrer hervorragenden Verarbeitung und exzellenten Laufruhe über Jahre hinweg geschätzt. Die modellanhängigen Spezifikationen können den entsprechenden Datenblättern entnommen werden.

Da die Roboter in Reinraumumgebung arbeiten, werden diese nach der Endprüfung und vor der Verpackung in antistatische Folie von der isel Qualitätssicherung grundgereinigt. Um eventuelle, durch den Anlageneinbau entstandene Verunreinigungen zu beseitigen, wird der Teil des Roboters, der sich im sehr sauberen Arbeitsbereich (Mini Environment) befindet, vor der Inbetriebnahme der Anlage mit Isopropanol und speziellen fusselfreien Tüchern sorgfältig gereinigt.

Die günstigsten Wafer-Modelle sind 3-Achs Roboter mit kleiner Reichweite. Je mehr Achsen der Roboter besitzt, je weiter seine Reichweite oder das ausgelegte Handhabungsgewicht ist, desto größer ist der Fertigungsaufwand und damit verbunden auch die Anschaffungskosten.

Die Umrechnung von orthogonalen Koordinaten - auch kartesische Koordinaten genannt - in Roboterkoordinaten bzw. Gelenkkoordinaten bezeichnet man als Rücktransformation. Damit ein Roboter mit seinem Werkzeugmittelpunkt (TCP) eine definierte Bahn im Raum abfahren kann, berechnet die Steuerung des Roboters während der Fahrt aus den vorgegebenen Bahnpunkten zyklisch die Gelenk- oder Roboterkoordinaten. Durch die auf diese Weise ermittelten Gelenkkoordinaten können die Motoren des Roboters die einzelnen Roboterarme auf die korrekten Stellungen bewegen.

Die homogene Transformation beschreibt die Position und Orientierung der Roboterarme und legt hierzu körperfeste Koordinatensysteme in die Roboterarme. Auf diese Weise entsteht eine Kette von Koordinatensystemen und Transformationen. Durch eine Transformationsmatrix wird ein Koordinatensystem in ein Folgekoordinatensystem überführt und Roboterkoordinaten in Weltkoordinaten umgewandelt. In der Robotik werden Rotations- und Translationsmatrizen überwiegen für Dreh- und Schubgelenke benötigt.

Um das Koordinatensystem eines Links in ein anderes zu überführen, werden Matrizen benötigt, die sogenannte Rotationsmatrix. Diese ist für die Orientierungsänderung eines Koordinatensystems im Raum zuständig und ergibt durch die Multiplikation mit einem Ortsvektor (Punktkoordinaten) den Ortsvektor des gedrehten Koordinatensystems.

Für Bewegungen zwischen zwei Zielstellungen werden anhand programmierter Vorgaben entsprechende Zwischenstellungen berechnet, d. h. interpoliert. Interpolationsarten sind Punktsteuerungen, Vielpunktsteuerungen oder Bahnsteuerungen, welche die Gelenkstellung in den Interpolationspunkten mit der Rücktransformation berechnen. Zur Kontrolle der Gelenksbewegung werden diese Sollwerte an eine Regelung übergeben.

Singularitäten oder singuläre Stellungen sind kritische Situationen, die zu mathematischen Instabilitäten bei der Ermittlung der Gelenkwinkel führen können, und damit zum Stillstand des Roboters. Diese Situationen entsprechen besonderen Stellungen des Roboterarmes, bspw. ausgestreckten oder übereinanderliegenden Armen. Ein möglicher Grund für eine singuläre Stellung ist eine Division durch Null. Mit einer passenden Software-Lösung lassen sich Singularitäten jedoch weitgehend verhindern.

Mit dem Begriff „Robotik“ assoziieren die wohl meisten Menschen zunächst intelligente Maschinen in menschenähnlicher Ausführung. Man denke dabei an die drei Gesetze der Robotik von Isaac Asimov. Dabei ist die moderne Robotik so viel mehr als humanoide Maschinen, aber dennoch nicht weniger spektakulär. Roboter werden in Situationen und Umgebungen eingesetzt, die für Menschen zu gefährlich sind. Als Industrieroboter erledigen sie komplexe Aufgaben und Prozesse der Automatisierungstechnik, arbeiten dabei sehr viel schneller und präziser als Menschen und steigern Maschinendurchsatz und Produktivität deutlich. Als Wafer Handler in der Halbleiterindustrie arbeiten sie ausfallsicher unter Reinraumbedingungen, als Golfroboter perfektionieren sie den Golfschwung ambitionierter Golfer und in der Chipindustrie tragen sie durch ihre Präzisionsarbeit einen großen Anteil an der Smartphone-Revolution. Kurz gesagt, eine intelligente Robotersteuerung lässt sich aus der Industrie 4.0 nicht mehr wegdenken.

Angefangen von Medizin, Forschung, Bildung, Militär bis hin zur Industrie: Roboter werden in vielen Bereichen eingesetzt. Industriebereiche, in denen der Einsatz innovativer Robotertechnik ganz besonders ausgeprägt ist, sind der Automotive Sektor und die Halbleiterindustrie, in der die Wafer Handler der isel Germany AG zum Einsatz kommen. Neben der Halbleitertechnik findet man isel Reinraumroboter außerdem beim Displayhandling, der LED Produktion und dem allgemeinen Substrathandling.

Die Robotertechnik ist älter als allgemein angenommen, denn bereits im der Antike wurden erste Versuche mit Automaten nachgewiesen, beispielsweise automatisierte Theater- und Musikmaschinen. Die ersten humanoiden Maschinen wurden um 1200 von Al-Dschazari, einem arabischen Ingenieur gebaut, der angeblich auch Leonardo da Vinci beeinflusste. Die moderne Robotik entwickelte sich rasant nach dem Ende des 2. Weltkriegs, der erste mobile Roboter wurde 1968 am MIT entwickelt. Von da an war der Fortschritt nicht mehr aufzuhalten. Die iselrobotik entstand vor rund 15 Jahren, mittlerweile sind mehr als 1.000 isel Robotersysteme auf dem Markt vertreten.

Intelligente Software und Maschinen übernehmen bereits heute einen großen Teil der Automatisierungstechnik und werden in Zukunft weitere Industriebereiche automatisieren. Für US-Marktforscher ist die Robotik der wegweisende Trend der heutigen Zeit, der Produktionsabläufe technisiert und effektiver gestaltet und dadurch den Maschinendurchsatz erhöht. Experten prognostizieren durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz und moderner Robotersteuerung bis zum Jahr 2035 eine Verdopplung des wirtschaftlichen Wachstums in Deutschland. Ein Trend, der auch vor der Halbleiterindustrie nicht haltmacht wird und den Einsatz effizienter Roboter-Kinematiken – beispielsweise SCARA - erfordert.

Die Übergänge zwischen Mechatronik und Robotik sind fließend, denn beide Bereiche hängen eng miteinander zusammen. Die Mechatronik als Teilbereich der Robotik befasst sich mit dem Zusammenspiel von Mechanik und Elektronik und legt dadurch die Basis für moderne Robotersteuerung.