Equipos de fabricación de semiconductores: por qué es importante la trazabilidad

Para aquellos que construyen equipos de fabricación de semiconductores, la capacidad de realizar un seguimiento de sus productos en toda la línea de montaje y la cadena de suministro es fundamental para el éxito del proceso de fabricación. En este sector de vanguardia, ¿por qué es tan importante la trazabilidad?

¿Cuántas veces ha escuchado la expresión “cometemos errores, somos humanos”? Si bien se trata de una afirmación precisa, cometer errores al fabricar semiconductores no solo es muy caro, sino que también podría tener un gran impacto en la tasa de producción. Especialmente teniendo en cuenta que se tarda meses en fabricar algunos de los semiconductores. El proceso de fabricación para transformar las obleas de silicio en semiconductores está automatizado casi al 100 %, pero el montaje del equipo de producción utilizado para fabricarlas no suele estarlo. 

En muchas plantas, la fabricación de equipos de producción de semiconductores requiere actualmente que un operario coloque manualmente miles de tornillos. Sin tener en cuenta el propósito del equipo (pulido, grabado, deposición, inspección, etc.), se espera que todos y cada uno de los tornillos se fijen correctamente para garantizar el rendimiento adecuado del equipo de producción.

Los equipos utilizados para procesos sensibles, como las máquinas CMP (máquinas de planarización química-mecánica), podrían necesitar fácilmente más de 100 pernos por cabezal de pulido. Para fines de control de calidad o en caso de reclamación futura por temas de calidad, es necesario hacerse las siguientes preguntas:

• ¿Cómo comprobar que se ha fijado correctamente cada uno de estos tornillos?
• ¿Cómo asegurarnos de que el operario no omita ninguna posición de montaje?

Es bastante obvio ver cómo estos tipos de procesos podrían beneficiarse en gran medida de la implementación de una solución de sistema o montaje que proporcione una trazabilidad completa. Los problemas de calidad, como tornillos flotantes o que faltan, roscas cruzadas y puntas que se salen se pueden evitar con herramientas integradas inteligentes. Estas herramientas no solo garantizan la calidad del apriete, sino que también proporcionan análisis de datos y trazabilidad completa.

Utilizando como ejemplo la herramienta inalámbrica Tensor IXB de Atlas Copco, el proceso de montaje podría comenzar con el operario escaneando el número de serie de la unidad, que seleccionará automáticamente una secuencia de montaje. La secuencia de montaje permitirá al operario no solo contar los tornillos, sino solo cambiar entre diferentes programas si es necesario. El operario puede estar seguro de que cada tornillo está correctamente montado gracias a la información visual proporcionada a través de la pantalla de la herramienta. Por último, toda la información de apriete se transmitirá y registrará con fines de calidad.

La complejidad no es solo un reto durante la producción de equipos semiconductores, sino también cuando estas máquinas requieren mantenimiento preventivo. Para la producción de las obleas que finalmente se convierten en semiconductores, la industria de semiconductores se basa en una serie de procesos. Estos procesos extremadamente complejos y entrelazados requieren numerosos puntos de control y pasos de validación.

La primera parte de la ecuación es garantizar que estas máquinas se ensamblaron correctamente desde el principio para que el rendimiento durante la producción cumpla las expectativas. La segunda parte está relacionada con garantizar la fiabilidad del equipo, algo que requiere mantenimiento preventivo según las especificaciones indicadas en el manual.

Los tiempos de parada inesperados o los fallos de los equipos de producción pueden ser catastróficos para cualquier fabricante y en cualquier sector, pero pueden ser especialmente perjudiciales para la industria de semiconductores. Y cuando se trata de mantenimiento, hay algunas cuestiones clave que deben abordarse:

• ¿Cómo realizar el mantenimiento preventivo asegurándose de que el operario sigue todos y cada uno de los pasos de este proceso?
• ¿Cómo se registra que el operario ha realizado estas tareas?
• Y lo que es más importante, ¿cómo verificar que cada tornillo se ha retirado y vuelto a montar de acuerdo con las especificaciones? 

Aquí es donde la implementación de soluciones de software de Atlas Copco, como ToolsNet 8 (solución de gestión de datos)y Scalable Quality Solution (SQS), puede marcar la diferencia tanto en términos de trazabilidad como de mantenimiento preventivo satisfactorio.

Tomemos como ejemplo el proceso de pulido CMP mencionado anteriormente. Para realizar el mantenimiento preventivo (MP) de este equipo, el operario debe realizar varios pasos:

• Extracción de 100+ tornillos en una secuencia específica
• Extracción y sustitución de componentes
• Montaje posterior de los 100+ tornillos siguiendo un patrón específico
• Calibración
• Prueba

Cuando este proceso de mantenimiento preventivo se realiza manualmente, no es raro que los técnicos sufran lesiones y dolores musculares como resultado de usar las llaves dinamométricas manuales. Este proceso también es bastante extenso, por lo que puede tardar más de dos horas debido al número de fijaciones que se deben retirar y volver a montar. Esto reduce la productividad del proceso, lo que también provoca un tiempo de parada prolongado de la línea de producción.

Imagine que, en lugar de realizar un mantenimiento preventivo manual, se ha configurado un carro de herramientas móvil de Atlas Copco en línea con todos los equipos y accesorios necesarios para ello de forma cualitativa y productiva. Este tipo de estación es común en la industria de semiconductores y normalmente incluye herramientas y soluciones como:

• Herramientas inalámbricas
• PC industrial con fines de orientación del operario y recopilación de datos
• Otros accesorios de información para el operario

Gracias al uso de herramientas de batería inteligentes, los operarios pueden evitar lesiones. Pero además, el software ToolsNet 8 de Atlas Copco permite a los usuarios registrar y almacenar los valores de cada apriete, lo que les permite ejecutar informes con fines de calidad siempre que lo necesiten. En combinación con el software Scalable Quality Solution de Atlas Copco, se garantiza la correcta ejecución del proceso de mantenimiento. 

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