故事背景
靶材(Target)是光電業、半導體業常用的一種濺鍍材料,用靶材濺射沉積的薄膜緻密度高、厚度均勻且附著性佳,是實現電子元件輕薄短小、低損耗能量的關鍵技術之一。隨著光電產業快速發展帶動濺鍍材料的需求成長,靶材被廣泛應用於電子元件製造,如:ITO導電玻璃、DWDM(高密度多工分配器)、OLED、磁性材料、感測元件、壓電材料、硬化膜、高溫超導等產品。
關鍵挑戰
靶材質量與濺射薄膜的性能高度相關,其表面粗糙度將影響成膜的品質。在過去,靶材研磨主要透過人工進行,過程費時費工、效率不佳,研磨的品質也難維持一致性,再加上研磨時所產生的金屬粉塵易對人體產生危害,人員必須長時間穿戴防護具在惡劣的環境中工作,為此,製造商急需尋求合適的自動化解決方案提升加工流程的順暢度。
解決方案
友達數位聯手ABB的靶材智能研磨方案,透過IRB 2600高防護能力機器人,搭配3D影像視覺系統,辨識及量化靶材表面的突起物(Nodule)數量,實現精準的自動化智能研磨。相較於人工研磨單一靶材需要3hrs,如今,製程縮短至1.5hrs,效率提升50%,品質管控良率提升15%,達到提高產能、節省成本的目標。
實際應用
平板顯示行業主要在液晶顯示面板(LCD)和觸控面板兩個產品生產環節使用靶材。在濺鍍製程中,IRB 2600機器人負責靶材的研磨,該工序先是由人員將靶材固定於研磨工位上,透過3D視覺測量辨識靶材表面突起物的數量及研磨深度,將數據資料傳送至機器人進行加工。機械手臂根據測量結果及預先撰寫的程式路徑,搭配ADT的力回饋控制技術(Force Control)調整研磨深度。在研磨次數達到設定值時,機器人會移至砂紙更換工位自動更換砂紙。最終,加工完成的靶材會由人員取出,送至製程設備中替換已使用過的靶材,並將替換下來的靶材送回至研磨工站,如此周而復始地循環。
成果效益
自動化對於這項製程的意義在於作業精度的提高,以及加工品質和效率的提升,最重要的是這項製程對人員是有潛在的風險。採用IRB 2600機器人的全自動智能靶材研磨系統,搭配IP67 Foundry plus 2潔淨室選項,能確保運作過程無人干預,讓作業安全更有保障,工安無價;3D視覺系統可識別靶材表面突起物數量,也能得知需研磨表面的高度及需要研磨的深度,透過力回饋控制達到所需的平整度要求。 此方案目前已導入友達光電廠的面板製程。隨著平板電腦、智慧型手機等電子產品的蓬勃發展,友達數位也將以此為基礎,持續導入半導體業、光電業、太陽能電池等產業。