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半導体製造における協働ロボットの活用事例

このページでは、半導体製造における協働ロボットの活用事例を紹介します。協働ロボットの選び方についても解説しているため、導入を検討している方は参考にしてください。

半導体製造におけるそれぞれの協働ロボットメーカーの事例

ユニバーサルロボット

ユニバーサルロボットの導入事例写真

※引用元:ロボット無人化.com(https://robot-mujinka.com/case/シャフトブロックの自動画像検査装置/)

従来の外観検査では人の目でシャフトブロックの傷などを判断していたため、検査の品質が安定せず、NG品とOK品の混載が発生していました。ユニバーサルロボット製の自動画像検査装置を導入したところ、カメラによる正確な画像処理で検査の品質向上を実現。人員や労働時間の削減に成功したほか、検査結果をCSVファイルで取得できるようになったことで人手による誤記や転記作業のミスがなくなり、データ管理の効率化にもつながっています。

※参照元:ロボット無人化.com(https://robot-mujinka.com/case/シャフトブロックの自動画像検査装置/

Doosan Robotics

※引用元:youtube(https://www.youtube.com/embed/YHQ8hwtKt-k)

Doosan Roboticsは韓国の協働ロボット専業メーカーで、半導体をはじめ、自動車や電子機器、産業機械の大手企業に採用されている実績があります。Doosan Robotics製のDoosan Collaborative Robotsは5つのワークスペースを設定でき、作業者の安全を守りながら作業効率の向上に貢献。

エンドエフェクター・周辺機械・機器を登録することにより、協働ロボットにプログラミングされているテンプレートから適した作業工程を提案してもらえます。また、従来の協働ロボットでは難しかった、垂直移動や平行移動などのダイレクトティーチングも可能です。

※参照元:オンライン展示会evort(https://evort.jp/store/smx/product/cobot

※参照元:オートメーション新聞(https://www.automation-news.jp/2020/02/46911/

KUKA

KUKAの導入事例写真

※引用元:KUKA公式HP(https://www.kuka.com/ja-jp/業種/ソリューションデータベース/2020/11/infineonウェーハハンドリング)

高性能半導体を製造しているオーストリアの会社で導入された事例です。ここで製造されている半導体用の高感度シリコンウェーハは髪の毛より薄く、極めて壊れやすい材料なことから、人の手で扱うことができません。

KUKA製のウェーハハンドリングロボットを17台導入したところ、ミリメートル単位の正確な作業により、シリコンウェーハのセットや各加工ステップへの搬送を実現。また、保護フェンスなしでも安全に作業を行なえるのが特徴で、半導体製造の効率化と安全性の向上に貢献しています。

※参照元:KUKA公式HP(https://www.kuka.com/ja-jp/業種/ソリューションデータベース/2020/11/infineonウェーハハンドリング

スタンダードロボット

スタンダードロボットの導入事例写真

※引用元:スタンダードロボット公式HP(https://standard-robots.jp/semicon-packaging/)

スタンダードロボットの移動型ロボット「Oasisシリーズ」は複数のセンサー搭載でスムーズな輸送を可能にしており、さらにクリーン環境にも対応していることから、半導体現場でも活用されています。中国の大手半導体検査装置メーカーからの相談で協働ロボットアームを搭載したOasisシリーズを導入したところ、50人以上の省力化や生産効率の大幅な向上などを実現しました。

※参照元:スタンダードロボット公式HP(https://standard-robots.jp/semicon-packaging/

半導体製造における協働ロボットの活用・企業連携

ロボットアーム搭載型AGV(無人搬送車)を開発

東芝グループでは、半導体製造ラインにおけるウエハーケースの搬送を自動化するために、ロボットアーム搭載型AGV(無人搬送車)を開発。作業者監視センサーが付いており、作業者との安全距離を確保しながらの作業を実現しています。また、現場の狭小な通路にも対応できるようにAGVのサイズやモーターを小型化しているのも特徴です。密集した製造装置や中間バッファー棚に部品を入れられる3軸ロボットアームも開発し、用途に合わせてロボットアームを選択することで製造ラインへの適用幅の拡大を可能にしています。

参照元:【PDF】東芝レビュー74巻4号(https://www.global.toshiba/content/dam/toshiba/migration/corp/techReviewAssets/tech/review/2019/04/74_04pdf/a09.pdf[pdf]

半導体製造装置向けの減速機の生産増強

産業用ロボットや半導体製造装置など、自動化に貢献する設備に欠かせない減速機の需要が高まっています。この動きを受けて、減速機を製造するハーモニック・ドライブ・システムズや住友重機械工業では工場の新設やラインの拡充などで生産体制を増強。減速機は自動化を実現する要素部品のため、半導体製造の自動化を推進するうえでも減速機メーカーの対応に注目が集まりそうです。

参照元:ニュースイッチ(https://newswitch.jp/p/26787

半導体製造における協働ロボットの選び方

半導体製造は資本と技術を必要とする産業の1つで、人件費の上昇により利益が減少している会社は少なくありません。そのため、いかにコストを削減しながら生産性を向上させるかが求められています。

協働ロボットを導入するにあたり、注目したいのが高価で壊れやすいウエハーを扱う際の揺れと搬送時の安定性に配慮されているかどうか。また、製造現場のクリーン度に対応しているかも重要なポイントです。通路が狭い現場に導入する場合は、作業者の安全性が確保されているかもしっかりとチェックしておきましょう。

まとめ

協働ロボットのメリットを得るには、自社のニーズや課題に応じて適切なロボットを選ぶことが大切です。そのためにも、さまざまな事例を参考にしながら、自社に合った協働ロボットや活用法を検討してみましょう。工程全体の設計からシステムの構築などを提案してくれるロボットSIer(システムインテグレータ)に相談するのも有効な方法です。

COMPARISON
「性能」「シェア」「簡易性」
に優れた
協働ロボット3選
性能で選ぶ
可搬重量やリーチの幅が
広い
ハイスペックロボット
Doosan Robotics(ドゥーサンロボティクス)
Doosan Robotics

※引用元:Doosan Robotics公式HP(https://www.cobot-smx.jp/products/m0609.html)

  • 本体重量100kg以下で可搬重量25kg・リーチ長1700mmを実現
  • 「高性能」を120%使いこなす為の教育サポートを用意
  • 全軸センサー搭載+守備範囲の広いゾーン設定で安全対策を徹底

Doosan Robotics
公式HPを見る

シェアで選ぶ
デンマーク発!
世界
シェアNo.1の王道ロボット
ユニバーサルロボット
ユニバーサルロボット

※引用元:ユニバーサルロボット公式HP(https://www.universal-robots.com/ja/ユニバーサルロボットについて/ニュースセンター/ユニバーサルロボット-smc社の協働ロボット用真空グリッパユニットを-urplus製品として認証/)

  • 世界的なシェアを誇るトップランナー的存在
  • 製造から教育・研究機関まで豊富な導入事例
  • ドイツ技術検査協会の認証を受けた安全性

ユニバーサルロボットの
公式HPを見る

簡易性で選ぶ
設置・設定を楽にする世界初
カメラ内蔵型協働ロボット
Techman Robot(テックマンロボット)
Techman Robot

※引用元:Techman Robot公式HP(https://www.tm-robot.com/ja/heavy-payload/)

  • 「見た画像」をもとに動作・座標の設定が可能
  • カメラを活かした読み取り作業が得意
  • 体の部位を選択して安全ゾーンの設定完了

Techman Robotの
公式HPを見る

※選出基準(調査時期:2021年7月、編集チーム調べ)

「性能」:汎用性の高さを維持できる100kg以下の協働ロボットのうち、最大可搬重量・最大リーチ数を誇っている点。

「シェア」:世界シェアNo.1※1の協働ロボットである点。

「簡易性」:カメラ内蔵型協働ロボットを世界で初めて開発※2し、視覚による操作性を実現した協働ロボットである点。

※1参照元:ロボットによる社会変革推進会議2019年調査[PDF](https://www.meti.go.jp/shingikai/mono_info_service/robot_shakaihenkaku/pdf/20190724_report_01.pdf

※2参照元:SSI公式HP(https://ssi-robot.co.jp/tm-robot/