新闻中心

当前页面: 首页 >新闻中心 >业界动态 >工业4.0少了RFID怎么行,困难重重如何破

工业4.0少了RFID怎么行,困难重重如何破

--[db:副标题]

供稿:中国工控网 2016/5/16 10:13:12

0 人气:269

  2009年国务院总理温家宝在感知的中国谈话中,首次提到物联网(Internet of Things, 简称IoT),之后物联网正式被列为国家五大新兴战略性产业之一,物联网开始在产官学之间风起云涌,蔚为风潮,纷纷投入大量人力物力。七年后,2016年三月召开的两会,国务院总理李克强在政府工作报告中表示,十三五期间要促进物联网的广泛运用,更确立物联网战略性产业的地位。

  2013年4月8日的德国汉诺威工业博览会(Hanover Fair)中,工业4.0(Industry 4.0)工作小组提出了最终报告,工业4.0也立刻在全世界政府及民间都掀起了不小的风潮。有工业4.0, 表示之前还有1.0, 2.0 及3.0,简单的说法工业1.0是机械化,工业2.0是电力化,工业3.0是计算机化,工业4.0则是智能化;而欲达到智能化,则数据信息的项目化(Itemized)和数位化(Digital Transformation) 则是其重要的第一步和基础。

  RFID是物联网中最重要的传感器(Sensor),简单的说,物联网是将万物属性靠RFID及其他传感器,转化为数据,经整理分析之后,变成有价值的应用服务;由此观之物联网与工业4.0两者互为表里,相辅相成。

  在集成电路(IC)制造流程旳后半段,一般也称为封装/测试,或简称封测,比起前半段的芯片制造,尽管各站所使用的机器亦非常先进,也高度自动化,但流程智能化的程度则相对落后。在芯片段,已有所谓无人工厂(Unmanned Factory),在封测段则要达到无人境地,还有一段不短的路要走。

  在芯片制造段,从头到尾都是芯片(Wafer)形态,同一尺寸芯片的流程都使用同一种载具,有标准尺寸,一般称为芯片盒的FOUP,绝大部份每盒数量都是固定的25片。 但在封测段,有各种不同的package,其流程也不尽相同,本文兹以Ball Grid Array(BGA)为代表来解释。集成电路在封测段流程中会以三种不同型态呈现,分别是芯片,芯元(Chip)及成品(Unit), 因此各段就需要不同的载具,分别是与前段同的FOUP,及Die Bond之后使用,被称为弹夹的Magazine,及Singulation 之后流程所使用的 Tray盘(图1),这使得封测段制程的数据化及自动化,相对复杂许多,封测厂站与站之间,目前大部份仍然用人力以手推车搬运,仍以人工读取Bar Code方式,做为存货系统型号及数量等这些数据的来源。因此封测段流程数据化及,首先要解决载具的电子卷标,及储存柜中电子卷标读取的问题。

  RFID加速IC封测工业4.0 之实现

  工业4.0少了RFID怎么行,困难重重如何破

  图1 : 封测段流程中集成电路会以三种不同形态呈现,使用不同的载具,本图以不同颜色标示。

  另外不像芯片段,每盒数量都是固定的25片,在封测段每批的数量,实际运作上并无法固定,每站储存柜的存货盘点、追踪也成为另一个阻碍数据化及自动化的困难点之一。

  针对封测段制程中不同载具,数量不同的问题,恒隆科技已成功发展出镶嵌在不同载具上的电子卷标(tag),设计出适合储存柜的近场天线(Near Field Antenna),发展出有效的调整办法,并已累积足够经验,使得封测段各站皆可借助RFID,达到流程数据化及自动化等工业4.0所揭橥的目标(图2,3)。其中会碰到的困难及解决办法说明如下 :

  1. 在芯片贴片,研磨(Backside Grinding),Die Bond等使用黏性胶带的各站,误用胶带是很多封测厂都曾碰过的问题,使用UHF RFID解决方案,发现误用时立刻停机检视,是釜底抽薪的最好办法。 黏性胶带部份,已取得大部份供应厂商配合,在出货前将特定电子卷标贴在轴心内,加上机台上读取器(Reader)及必要软件,可根本解决误用胶带的质量问题,及后续衍生报癈及赔偿的相关损失。

  2. 在封测段有数个需要高温烘烤的制程,温度约在200℃左右,所使用的电子卷标要能耐得住200℃高温,有部分客户是将电子卷标连同载具放入烤箱,当成该批经过烘烤之证明。

  3. 使用的载具中的弹夹(Magazine)及储存柜都是金属,是对RFID 运作是最困难环境,因此电子卷标及读取器天线(第4项)须要特别设计,以达抗金属的效果。

  4. 各站存货储存柜大小不一,形状各异,且能供安装RFID读取器的空间有限,再加上大部份都是金属材质,因此设计能在狭窄弯曲金属环境中使用的近场天线,所谓Leaky Cable Antenna (LCA或称 Enhanced Surface Wave Guide),再搭配Coupling Cable Line(CCL),Small Radiation Patch(SRP)等的应用,方能克服限制。该近场天线并已分别获得台、美专利,中国部份则审议中。

  5. 除了制程,事实上像无尘室管制(Clean Room Access Control),无尘服管理(Clean Room Garment Management),气瓶管理(Gas Cylinder Management)等非制程的管理项目,亦可借助RFID,达到更安全,更有效率的目的。

  工业4.0少了RFID怎么行,困难重重如何破

  图2 : 封测段流程中使用多种不同的载具,如何让不同载具可被辨识,是流程智能化的要件,RFID则是最有效,性价比(Price-performance ratio)最好的传感器(Sensor)。

  工业4.0少了RFID怎么行,困难重重如何破

  图3 : 封测段流程中各站存货储存柜,大部份为金属材质,形状各异,空间也有限,因此须要特别设计的近场天线,再搭配CCL、SRP等的应用,方能克服限制。

  工业4.0少了RFID怎么行,困难重重如何破

  图 4 : 集成电路封测段RFID实际应用与效益;其中Front End指Wire Bonding前各站,Back End则指Molding至Singulation各站。

  集成电路封测段RFID应用,除了可以建立制程及存货中每一批(Batch or Lot),每一型号(Device)在不同站别可辨识的身份,达到项目化,再进一步构成网络联机,辅以相关软件系统,即可建立智能化工厂的基础,逐站扩充最后就可达到无人工厂及无纸化(Paperless)的目标,并同时可提升生产力,确保质量, 并提升资产安全的目的,大幅提升企业竞争力。

审核编辑()
更多内容请访问 中国工控网(http://www.gongkong.com)
新闻来源: RFID世界网

手机扫描二维码分享本页

工控网APP下载安装

工控速派APP下载安装

 

我来评价

评价:
一般