Ultrapłaskie czujniki do produkcji wafli
Specjalizująca się w automatyzacji firma Fabmatics stawia na czujniki firmy Balluff do obsługi rozwiązań dla fabryk półprzewodników.
Zdjęcie: Wafel na urządzeniu końcowym. Źródło obrazu: © Fabmatics GmbH
Sektor przemysłu:Przemysł półprzewodnikowyKlient:Fabmatics GmbH, Drezno, Niemcy
Fabmatics GmbH, z siedzibą w Dreźnie, jest doświadczonym specjalistą w zakresie automatyzacji przepływu materiałów i procesów obsługi w fabrykach półprzewodników, zakładach przetwórstwa półprzewodników i innych zaawansowanych technologicznie środowiskach produkcyjnych. Założona w 1991 roku firma od ponad 30 lat z powodzeniem realizuje projekty automatyzacji dostosowane do potrzeb klientów w branży półprzewodników. Zaowocowało to silną pozycją rynkową, szczególnie w zakresie modernizacji 200-milimetrowych fabryk półprzewodników na całym świecie.
Sytuacja
Aby wykrywać substraty w systemach obsługi dla przemysłu półprzewodników, w efektorach końcowych zwykle muszą być stosowane bardzo płaskie czujniki, aby zachować mały kontur efektora końcowego. W tak zwanych skrzynkach na wafle, poszczególne - bardzo cenne - wafle są ułożone bardzo blisko siebie. Rzeczywista wolna przestrzeń dostępna dla efektora końcowego jest również ograniczona przez inne czynniki. Powoduje to, że geometria efektora końcowego ma czasami tylko kilka milimetrów grubości.
Oprócz wymogu generowania jak najmniejszej liczby cząstek, konieczne jest również zminimalizowanie zanieczyszczenia spowodowanego na przykład odgazowywaniem węglowodorów z tworzyw sztucznych.
Wyzwanie
Stale rosnąca miniaturyzacja komponentów półprzewodnikowych prowadzi do coraz większych wymagań, aby stosowane materiały były wolne od zanieczyszczeń. Można to osiągnąć jedynie poprzez wybór odpowiednich materiałów. Te ogólne warunki oznaczają, że czujniki wymagane do wykrywania obecności substratów muszą mieć ultrapłaską konstrukcję bez uszczerbku dla niezawodności lub możliwości wykrywania.
Rozmiar czujnika i użyte materiały są zatem szczególnie ważne.
Rozwiązanie
Balluff posiada szeroką ofertę, aby spełnić te wymagania. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w dziedzinie technologii czujników szybko znaleziono odpowiedni system.
Jak został on wdrożony?
Jako alternatywę dla czujników optycznych, Balluff oferuje bardzo cienkie czujniki pojemnościowe w kształcie dysku. Takie czujniki mają tę zaletę, że są niezależne od powierzchni wykrywanego materiału. Ta kompaktowa konstrukcja umożliwia zaprojektowanie jak najmniejszego efektora końcowego, zapewniając w ten sposób kompaktową i wydajną obsługę materiału.
Firma Balluff rozwiązuje wyzwanie zapobiegania zanieczyszczeniu przez odgazowanie, stosując w konstrukcji tych czujników specjalne materiały, takie jak stal nierdzewna i Teflon® (PTFE). Gwarantuje to użytkowanie bez odgazowywania i umożliwia płynną produkcję.
Jakie inne zalety ma to rozwiązanie?
W konkretnych zastosowaniach, efektory końcowe mają tylko 4,5 mm grubości, z czego sam czujnik BCS00WY zajmuje tylko 2,5 mm. Firma Fabmatics zdecydowała się na czujnik firmy Balluff, ponieważ jest on unikalny na rynku dzięki połączeniu materiałów i niezwykle cienkiej konstrukcji. Czujnik zdobywa również punkty dzięki wzmacniaczowi, który może być umieszczony z dala od czujnika i umożliwia różne rodzaje sygnałów wyjściowych (IO-Link, analogowe, cyfrowe). Czujniki Balluff, które spełniają wszystkie te wymagania, są z powodzeniem stosowane od wielu lat przez Fabmatics, wiodącego dostawcę systemów automatyki i robotyki w przemyśle półprzewodników. Fabmatics dostarcza już liczne systemy robotów z odpowiednio cienkimi efektorami końcowymi w systemach obsługi dla znanego niemieckiego producenta maszyn w branży półprzewodników.
Zdjęcie: Efektor końcowy firmy Fabmatics z czujnikiem pojemnościowym firmy Balluff (biały obszar), stosowany w systemach manipulacyjnych do załadunku maszyn półprzewodnikowych. Źródło obrazu: © Fabmatics GmbH
Obraz: Swobodnie poruszający się system robotyczny -HERO Fab- firmy Fabmatics do transportu i obsługi pudełek z waflami. Źródło obrazu: © Fabmatics GmbH
Zalety
- Czujnik jest bardzo mały - zmieści się wszędzie
- Czujnik jest wolny od odgazowania - gotowy do wykrywania półprzewodników
- Elektronika ma dodatkową obudowę - oszczędność miejsca podczas detekcji
- Elektronika może obsługiwać wszystkie popularne interfejsy - analogowe, cyfrowe, IO-Link
- Połączenie czujnika i elektroniki jest sprawdzone i solidne - stosowane na całym świecie.
Produkty
Fabmatics wykorzystuje czujniki pojemnościowe do wykrywania krążków waflowych w efektorze końcowym. Istnieje wiele różnych wariantów i obszarów zastosowań w tym obszarze. Wykorzystanie wzmacniaczy przełączających oferuje główną zaletę. Sam czujnik jest bardzo mały, ponieważ elektronika oceniająca jest umieszczona w zewnętrznej obudowie - wzmacniaczu przełączającym. Można go umieścić w skrzynce rozdzielczej poza obszarem detekcji, oszczędzając w ten sposób cenne miejsce w systemie.
Wzmacniacz włączający dla głowic czujników pojemnościowych
- Wymiary
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- Przyłącze
- Przewód, 2.00 m, PUR
- Wyjście przełączające
- PNP/NPN styk zwierny/styk rozwierny (NO/NC) programowalny
- Częstotliwość przełączania
- 100 Hz
- Wyjście analogowe
- Analogowy, napięcie/analogowo, natężenie 0…10 V/4…20 mA
- Materiał obudowy
- PBT
- Temperatura otoczenia
- -10...70 °C
- Napięcie robocze Ub
- 15...30 VDC
- Dopuszczenie / Zgodność
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - Stopień ochrony
- IP40
- Funkcja czasowa
- Opóźnienie załączenia i wyłączenia z możliwością programowania
Wzmacniacz przełączający dla głowic czujników pojemnościowych
- Wymiary
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- Przyłącze
- Przewód z łącznikiem wtykowym, M12x1-Męski, 4-stykowe, 0.30 m, PUR
- Wyjście przełączające
- PNP/NPN styk zwierny/styk rozwierny (NO/NC) programowalny
- Częstotliwość przełączania
- 50 Hz
- Interfejs
- IO-Link 1.1
- Materiał obudowy
- PBT
- Temperatura otoczenia
- -10...70 °C
- Napięcie robocze Ub
- 18...30 VDC
- Dopuszczenie / Zgodność
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - Stopień ochrony
- IP40
- Funkcja czasowa
- Opóźnienie załączenia i wyłączenia z możliwością programowania
Wzmacniacz włączający dla głowic czujników pojemnościowych
- Wymiary
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- Przyłącze
- Przewód, 2.00 m, PUR
- Wyjście przełączające
- PNP/NPN styk zwierny/styk rozwierny (NO/NC) programowalny
- Częstotliwość przełączania
- 100 Hz
- Materiał obudowy
- PBT
- Temperatura otoczenia
- -10...70 °C
- Napięcie robocze Ub
- 12...30 VDC
- Dopuszczenie / Zgodność
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - Stopień ochrony
- IP40
Głowice czujników pojemnościowych do wzmacniaczy przełączających
- Wymiary
- Ø 18 x 2.7 mm
- Seria
- D18
- Montaż
- montaż równo z płaszczyzną aktywną
- Przyłącze
- Przewód, wtyczka specjalna-wtyczka specjalna, 2.00 m, PTFE
- Interfejs
- Interfejs specjalny
- Zasięg
- 0.1...3 mm
- Czułość
- regulowany na wzmacniaczu
- Materiał obudowy
- Stal nierdzewna (1.4301)
- Materiał powierzchni aktywnej
- PTFE
- Temperatura otoczenia
- -30...70 °C
- Dopuszczenie / Zgodność
-
CE
UKCA
WEEE - Stopień ochrony
- IP66