Verfahren Zur Konzeption Automatischer Reinraumtauglicher Fertigungsanlagen Und -Zellen

ISBN-13: 9783540634478 / Niemiecki / Miękka / 1997 / 174 str.

Ralf Kaun

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar beiter am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IP A), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt dem ehemaligen Leiter des IP A und derzeitigen Prasidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Herm Professor Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Hans-Jiirgen Warnecke, fur seine wohlwollende Unterstiitzung und Forderung der Arbeit. Herm Professor Dr.-Ing. Gisbert Lechner danke ich fur die Durchsicht der Arbeit und fur die Obemahme des Mitberichts. Aus dem Kreis der Kollegen am Institut, die mich durch ihre Mitarbeit und anregende Kritik unterstlitzt haben, mochte ich die Herren Dr.-Ing. Bernhard Klumpp, Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Rolf Dieter Schraft sowie Dr.-Ing. Manfred Schweizer besonders hervorheben. Auch sollen die Hiwis, Diplomarbeiter und Praktikanten nicht unerwahnt bleiben, die mich wahrend dieser Zeit tatkraftig unterstlitzt haben. Bei ihnen allen bedanke ich mich herzlich. Ein ganz besonderes Dankeschon gilt meinem ehemaligen Kollegen Herm Dr.-Ing. Elmar Degenhart, der auch in schwierigen Zeiten ermutigende Worte gefunden hat, sowie meinen Freunden Dr.-Ing. Oliver Krockenberger und Dipl.-Ing. Jiirgen Roth fur ihre ausdauemde Diskussionsbereitschaft wahrend der Entstehung dieses Werkes.

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Stand der Technik.- 2.1 Definitionen der Reinraumtechnik.- 2.1.1 Reinraum und Reinraumklassen.- 2.1.2 Partikelemission und -kontamination.- 2.1.3 Partikelmeßtechnik.- 2.1.4 Reinraumtauglichkeit.- 2.2 Ausgangssituation.- 2.2.1 Branchen und Anwendungsgebiete der Reinraumtechnik.- 2.2.2 Typen reinraumtauglicher Fertigungsanlagen.- 2.2.3 Problemfelder und Hilfsmittel bei der Entwicklung reinraumtauglicher Fertigungsanlagen und -zellen.- 2.2.4 Vorgehen bei der Entwicklung reinraumtauglicher Fertigungsanlagen und -zellen.- 2.3 Analyse von Verfahren und Methoden zur Entwicklung reinraumtauglicher Fertigungsanlagen und -zellen.- 3 Entwicklungsschwerpunkte.- 3.1 Ableitung von Entwicklungsschwerpunkten.- 3.2 Anforderungen an das Verfahren.- 3.2.1 Übergeordnete Anforderungen an das Verfahren.- 3.2.2 Anforderungen an die Methoden.- 3.2.3 Anforderungen an die Hilfsmittel.- 4 Konzeption der Methoden und Hilfsmittel des Verfahrens.- 4.1 Konzeption der Methoden.- 4.2 Konzeption der Hilfsmittel.- 4.2.1 Konzeption des Hilfsmittels “Bildung und Optimierung von Funktionsstrukturen”.- 4.2.2 Konzeption des Hilfsmittels “Partikelemissionsverhalten von Materialpaarungen”.- 4.2.3 Konzeption des Hilfsmittels “Materialflußautomatisierung sowie materialflußbezogene Strukturierung und Integration von Fertigungsanlagen und -zelten”.- 4.2.4 Konzeption des Hilfsmittels “Nicht-experimentelle Bewertung der Reinraumtauglichkeit von Fertigungsanlagen”.- 4.3 Erarbeitung eines Prüfverfahrens zur Untersuchung des Partikelemissionsverhaltens ungeschmierter gleitreibungsbeanspruchter Materialpaarungen.- 4.3.1 Ableitung der Prüfbedingungen und Anforderungen an den Prüfstand.- 4.3.2 Entwicklung des Prüfstands und einer geeigneten Prüfvorgehensweise.- 4.3.3 Durchführung von Vorversuchen mit Materialpaarungen für ungeschmierte Gleitreibung.- 5 Ableitung von Methoden zur Anlagenkonzeption.- 5.1 Methode zur funktionellen Analyse.- 5.1.1 Ableitung der Funktionen für automatische reinraumtaugliche Fertigungsanlagen und -zellen.- 5.1.1.1 Normierte Basisfunktionen.- 5.1.1.2 Attribute von Funktionen.- 5.1.2 Einzelschritte der funktionellen Analyse.- 5.1.3 Struktur der grundsätzlichen Vorgehensweise.- 5.1.4 Anwendung der grundsätzlichen Vorgehensweise.- 5.2 Methode zur konzeptionellen Anlagengestaltung.- 5.2.1 Ableitung der Module für automatische reinraumtaugliche Fertigungsanlagen und -zellen.- 5.2.1.1 Modularten und -struktur.- 5.2.1.2 Attribute von Modulen.- 5.2.2 Einzelschritte der konzeptionellen Anlagengestaltung.- 5.2.3 Struktur der grundsätzlichen Vorgehensweise.- 5.2.4 Anwendung der grundsätzlichen Vorgehensweise.- 6 Erarbeitung von Hilfsmitteln zur Anlagenkonzeption.- 6.1 Bildung und Optimierung von Funktionsstrukturen.- 6.1.1 Relevante Betrachtungsbereiche und Einflußfaktoren.- 6.1.2 Bildung von Funktionssequenzen.- 6.1.3 Optimierung von Funktionsstrukturen.- 6.2 Partikelemissionsverhalten von Materialpaarungen.- 6.2.1 Zeitliches Verhalten der Partikelemission.- 6.2.2 Abhängigkeit der Gesamtpartikelzahl und der Partikelgrößenklassen von den Beanspruchungsbedingungen.- 6.2.3 Größenanteile der emittierten Partikeln an der Gesamtpartikelzahl.- 6.2.4 Vergleich der Gesamtpartikelzahlen bei unterschiedlichen Beanspruchungsbedingungen.- 6.2.5 Gesamtbeurteilung des Partikelemissionsverhaltens von Materialpaarungen.- 6.3 Materialflußautomatisierung sowie materialflußbezogene Strukturierung und Integration von Fertigungsanlagen und -zellen.- 6.3.1 Systematik der Leitlinien.- 6.3.2 Übergeordnete Leitlinien zur Konzeption automatischer Fertigungsanlagen und -zellen.- 6.3.3 Leitlinien zur räumlichen Anordnung und Automatisierung von Fertigungsanlagen und -modulen.- 6.3.4 Leitlinien zur Auswahl und Gestaltung von Materialflußsystemen.- 6.4 Nicht-experimentelle Bewertung der Reinraumtauglichkeit von Fertigungsanlagen.- 6.4.1 Ableitung einer Bewertungssystematik.- 6.4.2 Kriterien zur Bewertung der Funktionsstruktur.- 6.4.2.1 Kriterien zur Bewertung von Funktionsanzahl und Materialflußfunktionen.- 6.4.2.2 Kriterien zur Bewertung des strukturellen Aufbaus.- 6.4.3 Kriterien zur Bewertung der Modulstruktur.- 7 Anwendung des Verfahrens am Beispiel der Konzeption einer automatischen Fertigungszelle zur Waferkontaminationsmessung.- 7.1 Aufstellen des Anforderungskataloges.- 7.2 Durchführung der funktionellen Analyse.- 7.3 Durchführung der konzeptionellen Gestaltung.- 7.4 Diskussion der Anwendungsmöglichkeiten und Ergebnisse des entwickelten Verfahrens.- 8 Zusammenfassung und Ausblick.- 9 Literaturverzeichnis.