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電子デバイスの製造工程は少量多品種への対応やクリーンルームでの稼働など難易度が高いですが、導入できれば大きな作業効率の向上やコストカットが期待できます。

本記事では、電子部品、電子デバイス分野での導入が得意なSIerを3社ご紹介します。

電子部品・デバイス産業で産業用ロボットは導入できる

クリーンルームでの搬送を自動化したいならクリーンロボット

半導体製造装置や液晶のディスプレイなど、電子部品・デバイスの製造においては、ゴミやホコリが入らないように高い清浄度を保つ必要があります。

通常の産業用ロボットは摺動部に塗った潤滑油や摩擦で発生するゴミが問題となりますが、摺動部をシールして清浄度を保つクリーンルーム用のロボットなら問題なく使用できます。

電子デバイスのセル生産を自動化したいなら双腕ロボット

電子デバイスの生産においては、決まった製品を量産する「ライン生産」ではなく、少量多品種の生産に対応した「セル生産」を行われることが多いです。

セル生産はライン生産で行っているような自動化が難しいですが、双腕ロボットとカメラでの画像認識を組み合わせることで、多様な工程の自動化が行えるようになってきています。

電子部品・デバイス産業で産業用ロボットを導入してできること

電子部品・デバイス業界に産業用ロボットを導入することでできることは以下の3つです。

• クリーンルームでの搬送
• 基板へのリード部品はんだ付け
• 基板の組み立て

クリーンルームでの搬送

半導体の製造におけるウエハーや、液晶ディスプレイの搬送に使われます。

クリーンな環境を保つのはもちろん、わずかなひずみ、位置ずれが生じないよう高精度なクリーンロボットが用いられています。

基板へのリード部品はんだ付け

基板への部品実装工程において、リード部品のピッキング、取付け、はんだ付けなど、従来の自動化装置では難しい工程の自動化が可能です。

画像認識技術を活用することで無人化の実現はもちろん、はんだ付けの歩留まり向上にも貢献します。

基板の組み立て

基板の組み立てや筐体への組付けも、産業用ロボットを導入することで自動化が可能です。

双腕ロボットがコネクタの接続や、ケーブルのはんだ付け、ねじ止めなどを自動で行います。

電子部品・デバイス業界で産業用ロボットを導入されやすい工程

電子部品・デバイス業界に産業用ロボットを導入しやすい工程は以下の3つです。

• 半導体製造工程
• 部品実装・組立工程
• 外観検査工程

半導体製造工程

半導体製造工程では、ウエハーの移動など、高い清浄度と作業スピードが求められる工程を自動化できます。

人が入れないような高い清浄度が求められる場所でも、クリーンロボットなら清浄度を保ちつつ、高い生産性を発揮するでしょう。

部品実装・組立工程

電子デバイスの部品実装、組立工程においては、幅広い工程を自動化できます。

基板の移動から部品のピッキング、実装、はんだ付け、基板組立、筐体組付け、製品の梱包までを自動化可能です。

完全な自動化が難しい工程であっても、協業ロボットで人の作業量を大きく減らすことができるでしょう。

外観検査工程

産業用ロボットは製造工程で使われるイメージが強いですが、検査工程の自動化にも使えます。

多関節ロボットを画像検査装置と組み合わせて使用することが多く、ロボットが様々な方向から製品を撮影することで、定点検査ではチェックが難しい、複雑な形状の製品に対応できるのが強みです。

電子部品・デバイス産業での産業用ロボットの導入が得意なSIer

日本国内には電子部品・デバイス産業へのロボット導入実績が豊富で、多くの企業から信頼を獲得しているSIerが多数存在します。

ここでは代表的なSIerを3社ピックアップして紹介します。

株式会社ダイワ

株式会社ダイワは、岐阜県を中心として、プリント基板のマテリアルハンドリング（マテハン）システムを主に、設計、制作から導入まで手がけるSIerです。

人間が扱うには重すぎる、薄すぎる、小さすぎるなど、取扱いが難しい基板の搬送で実績が多く、現場ごとに最適にカスタマイズしたシステムを納入できるのが強みです。

各種自動化装置と共に、3軸ロボットなどを導入することで、極薄の基盤や不揃いな基板サイズにも対応し、安定したマテハンを実現します。

三菱電機エンジニアリング株式会社

「三菱電機エンジニアリング」は、電子部品・電子デバイスを始め、幅広い工場の自動化に対応しているSIerです。

三菱電機の自社ブランド製品を活用して、産業用ロボットも含め最適な自動化装置を提案しています。

自社内で電気、機械・構造設計など、様々な技術を保有しているのが強みです。

電子機器、光学機器、精密機器など様々な分野において、製品開発のコンサルティングから設計・評価・製品化までをワンストップで提供しています。

共和電機工業株式会社

エレクトロニクス事業、メカトロニクス事業、ローラーシステム事業の3つを主軸とし、電装、電気電子、機械、金属加工などを手がけるSIerです。

ヒアリング・企画、設計・製造、メンテナンスと、全ての工程を自社内を行うワンストップシステムで、電気と機械の両面からしっかり顧客のニーズに対応します。

「KYOWA」ブランドのロボットシステムも開発しており、生産性の向上やコスト低減を実現しています。

電子部品・デバイス産業における産業用ロボットの導入事例

電子部品・デバイス業界への産業用ロボット導入例を4つご紹介します。

• リード部品の基板への組み付け
• ロボット制御セル生産システム
• ワニス塗布装置ロボット
• シリコンウエハーの搬送

リード部品の基板への組み付け

リード部品の基板組付けは、多種多様な部品をピッキングし、組付け、はんだ付け作業を行う必要があるため、従来は複数台のロボットや人が作業を行う必要がありました。

しかし、リコーインダストリアルソリューションズが開発した産業用ロボットでは、アームロボットにステレオカメラを搭載することで、部品のピッキングからリード部品の組付け、はんだ付けまでを1台で行えます。

部品や基板、組付け位置を2D（輝度）の形状認識と3D（視差）の位置計測を切り替えながら認識することで、スピーディかつ高精度なピッキング・組付け作業を実現しています。

ロボット制御セル生産システム

電子部品・デバイス業界で主流となっているセル生産は、生産品目の柔軟な変更が求められるので、ライン生産で行っているような自動化が難しいという難点がありました。

そこでキーエンスでは、部品供給と払い出しを行う｢部品供給ロボット｣、2台が協調しながら組立作業を行う｢組立ロボット｣を組み合わせることで、セル生産の自動化を実現しています。

部品の組立やネジ締め、完成品の払い出しなど、100工程にも及ぶ作業を自動化できるのが強みです。

ワニス塗布装置ロボット

プリント基板は、粉塵や結露からの保護、絶縁・耐熱性の向上を目的にして、表面に｢ワニス｣を塗ることが多いです。

しかし、ワニスは臭いが強く作業者の負担になること、作業者のスキルによっては綺麗にワニスが塗布できず、歩留まりが低下することが問題となっていました。

そこでキーエンスでは、2機のロボットを使い、1機にワニスの塗布、もう1機にハンドリングや乾燥、検査、払い出しの工程を行わせることで、作業環境の改善、歩留まり向上を実現しています。

シリコンウエハーの搬送

電子部品は、薄い円盤状のシリコンウエハーを加工して製造されます。

シリコンウエハーに微細な回路を作るため、回路パターンの転写、エッチング、洗浄などの工程を踏むのですが、各工程の前後でウエハー搬送が必要です。

非常に高いクリーン性と、歩留まり向上や加工速度向上のため高精度な搬送能力が求められるのですが、この作業に産業用ロボットが活用されています。

安川電機では、様々な環境や条件に合わせたウエハー搬送用のクリーンロボットを多数開発しており、高精度なウエハー搬送を実現しています。

まとめ

今回は、電子部品・デバイス業界への産業用ロボット導入事例と、おすすめのSIer企業を紹介しました。

電子デバイスの製造は少量多品種への対応やクリーンルームでの稼働など自動化の難易度が高いですが、導入によって生産効率・歩留まり向上が期待できます。

生産設備の自動化で迷っているなら、豊富な実績を持つSIer企業に相談すれば、最適な生産ラインを提案してくれるので、一度相談してみてはいかがでしょうか。