Sensores ultrafinos para la fabricación de obleas

Fabmatics, especialista en automatización, confía en los sensores de Balluff para sus soluciones de manipulación en fábricas de semiconductores.

Imagen: Oblea en el efector final. Fuente de la imagen: © Fabmatics GmbH

Industria:Industria de semiconductores |Cliente:Fabmatics GmbH, Dresde, Alemania

Fabmatics GmbH, con sede en Dresde, es una empresa especializada con amplia experiencia en la automatización de flujos de materiales y procesos de manipulación en fábricas de semiconductores, plantas de procesamiento de semiconductores y otros entornos de producción altamente automatizados. Fundada en 1991, la compañía lleva más de 30 años implementando con éxito proyectos de automatización a medida para clientes del sector de los semiconductores. Esto le ha permitido consolidar una sólida posición en el mercado, especialmente en la modernización de fábricas de semiconductores de 200 milímetros a nivel mundial.

La situación

Para la detección de sustratos en sistemas de manipulación para la industria de semiconductores, generalmente se utilizan sensores muy planos en los efectores finales para mantener un perfil reducido. En las llamadas cajas de obleas, las obleas individuales —de gran valor— se apilan muy juntas. El espacio disponible para el efector final se reduce aún más por otros factores. Esto da como resultado geometrías de efector final que a veces tienen solo unos pocos milímetros de espesor.

Además del requisito de generar la menor cantidad de partículas posible, también es necesario minimizar la contaminación por desgasificación de, por ejemplo, hidrocarburos procedentes de plásticos.

El desafío

La creciente miniaturización de los componentes semiconductores conlleva una demanda cada vez mayor de materiales libres de contaminación. Esto solo se logra mediante la selección de materiales adecuados. Por consiguiente, los sensores necesarios para la detección de presencia en el sustrato deben tener un diseño ultraplano, sin comprometer su fiabilidad ni su capacidad de detección.

Por lo tanto, el tamaño del sensor y los materiales utilizados son particularmente importantes.

La solución

Balluff cuenta con una amplia gama de productos para satisfacer este requisito. Gracias a décadas de experiencia en tecnología de sensores, se pudo encontrar rápidamente un sistema adecuado.

¿Cómo se implementó?

Como alternativa a los sensores ópticos, Balluff ofrece sensores capacitivos ultrafinos en forma de disco. Estos sensores presentan la ventaja de ser independientes de la superficie del material que se detecta. Su diseño compacto permite un efector final lo más pequeño posible, lo que garantiza una manipulación de materiales compacta y eficiente.

Balluff resuelve el problema de la contaminación por desgasificación mediante el uso de materiales especiales como el acero inoxidable y el Teflon® (PTFE) en la fabricación de estos sensores. Esto garantiza un funcionamiento sin desgasificación y permite una producción fluida.

¿Qué otras ventajas ofrece la solución?

En aplicaciones específicas, los efectores finales tienen tan solo 4,5 mm de grosor, y el sensor BCS00WY ocupa apenas 2,5 mm. Fabmatics eligió el sensor Balluff porque su combinación de materiales y su diseño extremadamente delgado lo convierten en un producto único en el mercado. El sensor también destaca por su amplificador integrado, que puede ubicarse lejos del sensor y admite diversos tipos de señales de salida (IO-Link, analógica y digital). Fabmatics, proveedor líder de sistemas de automatización y robótica para la industria de semiconductores, lleva años utilizando con éxito sensores Balluff que cumplen con todos estos requisitos. Fabmatics ya suministra numerosos sistemas robóticos con efectores finales igualmente delgados a un reconocido fabricante alemán de maquinaria para la industria de semiconductores.

Imagen: Efector final de Fabmatics con sensor capacitivo Balluff (área blanca), utilizado en sistemas de manipulación para la carga de máquinas de semiconductores. Fuente de la imagen: © Fabmatics GmbH

Imagen: Sistema robótico de libre desplazamiento HERO Fab de Fabmatics para el transporte y manipulación de cajas de obleas. Fuente de la imagen: © Fabmatics GmbH

Las ventajas

El sensor es muy pequeño; cabe en cualquier sitio.
El sensor no emite gases, por lo que está listo para la detección de semiconductores.
Los componentes electrónicos tienen una carcasa separada, lo que ahorra espacio durante la detección.
Los componentes electrónicos admiten todas las interfaces comunes: analógicas, digitales y IO-Link.
La combinación de sensores y electrónica está probada y es robusta; se utiliza a nivel mundial.

Los productos

Fabmatics utiliza sensores capacitivos para detectar discos de obleas en el efector final. Existe una amplia variedad de tipos y aplicaciones en esta categoría. El uso de amplificadores posteriores ofrece una ventaja significativa. El sensor en sí es muy pequeño porque la electrónica de evaluación se encuentra alojada en una carcasa externa: el amplificador posterior. Este se puede instalar en una caja de control fuera del área de detección, ahorrando así valioso espacio dentro del sistema.