dem Transportband bewegt, wird ein Bild mit der Kamera aufgenommen und über die Gig-E-Verbindung in den Bild- verarbeitungscontroller hochgeladen.
Das Schwellenwertverfahren und die Kontu- renerkennung heben die Kontur des Wa- fers sowie die Siebdruckelektroden hervor.
Die Inspektionsaufgaben des Robotersys- tems können in drei Bereiche unterteilt werden: Druckinspektion, Inspektion auf Abplatzungen und Rastererkennung.
Die Druckinspektion gewährleistet, dass die Elektrodenkanten glatt sind, das richtige Raster bilden und einwandfrei mit den Waferkanten ausgerichtet sind.
Die Inspektion auf Abplatzungen stellt sicher, dass die Waferkontur nicht von der kor- rekten Größe und Form abweicht.
Und die Algorithmen zur Rastererkennung suchen nach allem, was ungewöhnlich ist – beispielsweise Risse oder unterbrochene Tintenlinien.
Lineare Messalgorithmen überprüfen die einwandfreie Positionie- rung des Tintenrasters, das vorhanden sein sollte.
Der Roboter muss bei der Inspektion mit der Kamera genau erkennen, wie die Wa- fer auf dem Band liegen.
Das integrierte Bildverarbeitungsprogramm A deptsight ermittelt die exakte Ausrichtung des Wafers.
Der Adept-Smartcontroller setzt diese Informationen via Fire-Wire-Schnitt- stelle in ein gedrehtes Koordinatensystem um, das mit den Kanten des Wafers aus- gerichtet ist.
Der Controller des Bildverarbeitungs- programms klassifi ziert die Zellen und sortiert die ausgemusterten Wafer in ver- schiedene Behälter.
Es gibt Wafer, die ge- reinigt und wiederverwertet werden kön- nen und Wafer, die verschiedene, nicht korrigierbare Mängel aufweisen, wie ab- geplatzte Kanten und Ränder sowie Risse.
Die Wafer-Handling-Station, die nach der Inspektion folgt, verwendet einen Adept Quattro-Roboter und stimmt sich mit dem Bildverarbeitungssystem ab, um so- wohl die Inspektion als auch das Handling der Wafer zu automatisieren.
Der Adept Quattro s650H ist ein Roboter mit neu- artiger Kinematik, die speziell für High- Speed-Verpackung und Materialhandling entwickelt wurde.
Er ist weltweit der ein- zige Roboter mit Vier-Arm-Design und erreicht so eine extrem hohe Geschwin- digkeit und Beschleunigung über den ge- samten Arbeitsbereich.
Der rotierende Freiheitsgrad wird durch Schultergelenke in der Basiseinheit er- möglicht, durch die die vier Arme des Roboters relativ zueinander bewegt wer- den können.
Als weitere Abweichung von der herkömmlichen Praxis bei der Mate- rialhandhabung durch Roboter verwen- det die Konstruktion von Adept anstelle der üblichen Sauggreif-Technologie eine sanftere Methode zum Aufnehmen und Bewegen von Wafern – basierend auf dem Bernoulli-Prinzip.
Bei Sauggreifern wird ein Vakuum erzeugt, um den Wafer an einen Elastomer-Saugnapf anzusau- gen.
Die Reibung zwischen den Saug- napfl ippen und dem Wafer erzeugt dann die Kraft, die zum Bewegen des Wafers erforderlich ist.
Das Bernoulli-Prinzip zeigt hingegen, wie man den positiven Luftdruck nutzen kann, um einen Wafer eng an eine fl ache Platte anzusaugen, ohne dass dieser dabei aber die Platte berührt.
Die Strömungs- geschwindigkeit der Luft, die durch eine enge Spalte zwischen den Greifplatten und dem Wafer strömen muss, muss sich erhöhen, damit die Luft entweichen kann.
Außerhalb des Spalts verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft bis auf null.
Demnach muss der Luft- druck in dem Spalt viel niedriger sein als der Umgebungsdruck.
Sauggreifer verur- sachen eine punktuelle Belastung um die Ansaugöffnung herum, wohingegen die Bernoulli-Greifer die Belastung auf die ganze Greifplatte verteilen.
Dieses Phäno- men verringert wesentlich den maximalen Belastungsgrad im Wafer und folglich das Auftreten nachfolgender Brüche.
Die Vorteile einer automatisierten Inspektion sind vielfältig.
„In der Ver- gangenheit verließen sich Hersteller bei der Qualitätssicherung auf die manuelle Inspektion ihrer Mitarbeiter.
In verschie- denen Arbeitsschritten waren es mehrere Personen, die die Wafer überprüft ha- ben“, so Uwe Siekmann, Applikationsin- genieur bei Adept Technology.
Während eine manuelle Inspektion nicht immer einheitliche Ergebnisse liefert, ermöglicht eine automatisierte Inspektion mit Ro- boter und Bildverarbeitung eine bessere Qualität bei einer höheren Geschwindig- keit und gleichzeitiger Reduzierung der Material- und Fixkosten.
Rüdiger Winter/ff handling Dezember 2009 35 www.handling.de Robotertechnik Der Einsatz eines Bildverarbeitungssystems in Verbindung mit einem Roboter verbessert die Prozessausbeute, weil die Wafer direkt im Produktionsprozess recycelt werden können.
Robotereinsatz in der Solartechnik ? Kennziffer 56 Adept Technology, Dortmund, Tel.
0231/75894-37, Fax 75894-50, www.adept.de ? Kennziffer 24