In der Halbleiterindustrie verändern sich die Größenverhältnisse: Während Microchips immer kleiner werden, haben sich die Prüfkarten für den Test der Wafer zu wahren Schwergewichten entwickelt. Das Unternehmen Turbodynamics hat daher ein mobiles Gestell entwickelt, mit dem sich die Prüfkomponenten trotz ihrer Größe und ihres Gewichtes einfach handhaben und flexibel einsetzen lassen. Der Greifer des Trolleypullators läuft dabei auf Schienen.

Turbodynamics Technologies ist Spezialist für den Sonderanlagenbau in der Halbleiterindustrie. Die Kernkompetenzen des Unternehmens liegen im Bereich Docking und Interfacing - also Lösungen, die eine hochgenaue Positionierung von Anlagen und den schnellen und sicheren Austausch von Leiterplatten ermöglichen. „In der Branche sind wir vor allem für unsere Positioniersysteme bekannt, die mit einem selbstentwickelten, patentierten Klemm-Zug-System ausgestattet sind", so Bernd Niess, Produktmanager bei Turbodynamics. Durch die neuartige Technologie halten die Dockings hohen Zugkräften stand und sind aufgrund ihrer Zuverlässigkeit bei namhaften Halbleiterproduzenten weltweit im Einsatz.

Fahren statt tragen
Ebenfalls im Hause Turbodynamics entwickelt wurde ein mobiles Lastengestell für Prüfkarten, der sogenannte Trolleypullator. „Bei Prüfkarten handelt es sich um die Schnittstelle zwischen einem elektronischen Testsystem und den Wafern selbst", erläutert Niess. „Sie ermöglichen, die Schaltungen auf den Wafern zu überprüfen." In der Vergangenheit wurden die Prüfadapter vom Bediener im Hochregal abgeholt, zum Einsatzort getragen und manuell in der Mitte einer Prüfanlage platziert. Mittlerweile sind sie dafür zu groß und zu schwer - und gleichzeitig zu kostbar, um Transportschäden tolerieren zu können. Die Anschaffungskosten liegen im sechsstelligen Bereich. Da bei den empfindlichen Komponenten eine kleine Unachtsamkeit unmittelbar zu einem Kollateralschaden führt, muss ein sicheres und gleichzeitig komfortables Handling gewährleistet sein.

Dafür hat Turbodynamics den halbautomatischen Trolleypullator entwickelt: Das mobile Gestell auf Rädern ist am oberen Ende mit einem höhenverstellbaren Auszug versehen. Am Ende dieses Auszugs ist ein Greifer montiert, mit dessen Hilfe sich die Prüfkarte aufnehmen und für die Dauer des Transports verriegeln lässt.

Bei der Entwicklung des Trolleypullators ergaben sich für das Entwicklerteam einige Herausforderungen den Kippmoment, die Leichtgängigkeit und die Bedienerführung betreffend. Es galt, potenziell gefährliche Anwendungsfehler von vornherein auszuschließen. „So muss die Prüfkarte erst auf einer Unterlage zum liegen kommen, bevor die Verriegelung gelöst werden kann", schildert Niess. „Zudem darf das Obergestell und somit die Prüfkarte nur bei vollem Auszug abgesenkt werden, um Schäden zu vermeiden." Der Auszug selbst ist ein elementarer Bestandteil des mobilen Geräts und muss entsprechend zuverlässig funktionieren - auch bei hohen Traglasten und einer relativ großen Kraglänge von 900 mm. Auf der Suche nach der richtigen Schienenführung wandten sich die Entwickler von Turbodynamics an Rollon, Hersteller hochwertiger Lineartechnik und Linearführungen.

Ruhiger Lauf bei hohen Traglasten
Die Wahl fiel schließlich auf eine doppelte Teleskopschiene der Baureihe DSD 28-0530 NIC, die in beide Richtungen verfahren kann. „Diese Schiene zeichnet sich durch eine hohe Tragzahl sowie einen ruhigen und präzisen Lauf aus", so Rüdiger Knevels, Rollon-Geschäftsführer. Der Vollauszug besteht aus zwei Führungsschienen als festes und bewegliches Element und einem S-förmigen Zwischenelement. Dieses hat ein hohes Flächenträgheitsmoment und eine hohe Steifigkeit bei schlanker Bauweise. Hieraus resultiert eine hohe Belastbarkeit mit geringer Durchbiegung im ausgefahrenen Zustand. „Insgesamt umfasst die Produktfamilie Telescopic Rail acht Baureihen. Die Voll- und Teilauszüge sind mit unterschiedlichen Querschnitten und Zwischenelementen erhältlich", ergänzt Knevels. Die Baureihe DS ist in drei verschiedenen Ausführungen verfügbar: als Version S mit einseitigem Auszug (DSS), als Version B mit Verriegelung im eingefahrenen Zustand für einseitige Auszüge (DSB) und als Version D mit beidseitigem Auszug (DSD).

Für den Einsatz im Trolleypullator wurden die Schienen an die besonderen Gegebenheiten der Halbleiterfertigung im Reinraum angepasst. Entsprechend lieferte Rollon die Teleskopschienen mit einer vernickelten Oberfläche und einem besonderen Schmierfett. Zudem wurde gemäß der Vorgaben von Turbodynamics eine individuelle Anschlagsbegrenzung realisiert.

Durch modularen Aufbau anpassbar
Seit Anfang des Jahres ist der Trolleypullator bei einem der US-amerikanischen Schlüsselkunden von Turbodynamics im Einsatz. Ein Gefährt kann rund zehn Anlagen bedienen und erspart dem Endkunden so die Anschaffungskosten für mehrere Geräte. Bernd Niess ist sich sicher, dass die Lösung mittelfristig auch in anderen Branchen zum Einsatz kommen wird, denn der Aufbau ist modular und kann jederzeit an andere Gegebenheiten angepasst werden. „Der Trolleypullator besteht aus einem Grundfahrgestell und einem modularen Oberteil mit Auszug. Am Ende des Auszugs lassen sich verschiedene Funktionseinheiten in wenigen Sekunden montieren oder austauschen." So kann das flexible Gerät auch ganz andere Aufgaben übernehmen, vielfältige Einsatzbereiche sind denkbar.