Sensori ultrapiatti per la produzione di wafer

Lo specialista dell'automazione Fabmatics si affida al sensore di Balluff per le soluzioni di movimentazione per le fabbriche di semiconduttori

Immagine: Wafer sull'effettore finale. Fonte dell'immagine: © Fabmatics GmbH

Settore industriale:Industria dei semiconduttoriCliente:Fabmatics GmbH, Dresda, Germania

Fabmatics GmbH, con sede a Dresda, è un'azienda specializzata nell'automazione dei flussi di materiali e dei processi di movimentazione nelle fabbriche di semiconduttori, negli impianti di processo dei semiconduttori e in altri ambienti di produzione ad alta tecnologia. Fondata nel 1991, da oltre 30 anni l'azienda realizza con successo progetti di automazione specifici per i clienti nell'industria dei semiconduttori. Ciò ha determinato una forte posizione di mercato, in particolare nella modernizzazione delle fabbriche di semiconduttori da 200 millimetri in tutto il mondo.

La situazione

Per rilevare i substrati nei sistemi di movimentazione per l'industria dei semiconduttori, di solito è necessario utilizzare sensori molto piatti negli attuatori finali, al fine di mantenere il contorno dell'attuatore finale ridotto. Nelle cosiddette wafer box, i singoli wafer, molto preziosi, sono impilati solo molto vicini tra loro. Lo spazio libero effettivamente disponibile per l'effettore finale è ridotto anche da altre influenze. Ciò si traduce in geometrie dell'effettore finale che a volte hanno uno spessore di pochi millimetri.

Oltre al requisito di generare il minor numero possibile di particelle, è anche necessario ridurre al minimo la contaminazione causata dal degassamento degli idrocarburi dalle materie plastiche, ad esempio.

La sfida

La crescente miniaturizzazione dei componenti a semiconduttore porta a una richiesta sempre maggiore di materiali privi di contaminazione. Questo obiettivo può essere raggiunto solo selezionando materiali adeguati. Queste condizioni generali implicano che i sensori necessari per rilevare la presenza dei substrati devono avere un design ultrapiatto senza compromettere l'affidabilità o la capacità di rilevamento.

Le dimensioni del sensore e i materiali utilizzati sono quindi particolarmente importanti.

La soluzione

Balluff dispone di un'ampia gamma di prodotti per soddisfare questa esigenza. Grazie a decenni di esperienza nel campo della tecnologia dei sensori, è stato possibile trovare rapidamente un sistema adatto.

Come è stato implementato?

In alternativa ai sensori ottici, Balluff offre sensori capacitivi a forma di disco, molto sottili. Questi sensori offrono il vantaggio di essere indipendenti dalla superficie del materiale da rilevare. Questo design compatto consente di progettare l'effettore finale nel modo più piccolo possibile, garantendo così una movimentazione compatta ed efficiente del materiale.

Balluff risolve la sfida della prevenzione della contaminazione da degassamento utilizzando materiali speciali come l'acciaio inossidabile e il Teflon® (PTFE) nella costruzione di questi sensori. Ciò garantisce l'assenza di degassamento e consente una produzione regolare.

Quali altri vantaggi offre questa soluzione?

Nelle applicazioni specifiche, gli attuatori finali hanno uno spessore di soli 4,5 mm, di cui il sensore BCS00WY occupa solo 2,5 mm. Fabmatics ha scelto il sensore di Balluff perché è unico sul mercato grazie alla combinazione di materiali e al design estremamente sottile. Il sensore è inoltre dotato di un amplificatore a valle che può essere alloggiato lontano dal sensore e che consente di ottenere diversi tipi di segnali di uscita (IO-Link, analogico, digitale). I sensori Balluff che soddisfano tutti questi requisiti sono utilizzati con successo da molti anni da Fabmatics, fornitore leader di sistemi di automazione e robotica nell'industria dei semiconduttori. Fabmatics fornisce già numerosi sistemi robotizzati con relativi effettori finali sottili nei sistemi di movimentazione di un noto produttore tedesco di macchine per l'industria dei semiconduttori.

Immagine: Effettore finale di Fabmatics con sensore capacitivo di Balluff (area bianca), utilizzato nei sistemi di movimentazione per il caricamento di macchine per semiconduttori. Fonte dell'immagine: © Fabmatics GmbH

Immagine: sistema robotico a movimento libero -HERO Fab- di Fabmatics per il trasporto e la movimentazione di scatole di wafer. Fonte dell'immagine: © Fabmatics GmbH

I vantaggi

Il sensore è molto piccolo - si adatta ovunque
Il sensore è privo di degassamento - pronto per il rilevamento dei semiconduttori
L'elettronica ha un alloggiamento aggiuntivo - consente di risparmiare spazio durante il rilevamento
L'elettronica è in grado di gestire tutte le interfacce più comuni - analogica, digitale, IO-Link
La combinazione di sensore ed elettronica è collaudata e robusta, utilizzata in tutto il mondo.

I prodotti

Fabmatics utilizza sensori capacitivi per rilevare i dischi dei wafer nell'end effector. Esiste un gran numero di varianti e campi di applicazione in questo settore. L'uso di amplificatori a commutazione offre un grande vantaggio. Il sensore stesso è molto piccolo, in quanto l'elettronica di valutazione è alloggiata in un contenitore esterno - l'amplificatore di commutazione. Quest'ultimo può essere alloggiato in una scatola di commutazione al di fuori dell'area di rilevamento, risparmiando così spazio prezioso nel sistema.