Ultraploché senzory na výrobu doštičiek
Špecialista na automatizáciu Fabmatics sa pri riešení manipulácie v továrňach na výrobu polovodičov spolieha na snímače od spoločnosti Balluff
Obrázok: Obrázok: Oplatka na koncovom efektori. Zdroj obrázku: © Fabmatics GmbH
Priemyselné odvetvie:Odvetvie: polovodičový priemyselZákazník:Fabmatics GmbH, Drážďany, Nemecko
Spoločnosť Fabmatics GmbH so sídlom v Drážďanoch je skúseným špecialistom na automatizáciu materiálových tokov a manipulačných procesov v továrňach na výrobu polovodičov, v závodoch na výrobu polovodičov a v iných technologicky vyspelých výrobných prostrediach. Spoločnosť bola založená v roku 1991 a už viac ako 30 rokov úspešne realizuje projekty automatizácie podľa požiadaviek zákazníkov v polovodičovom priemysle. Výsledkom je silná pozícia na trhu, najmä v oblasti modernizácie 200-milimetrových polovodičových tovární po celom svete.
Situácia
Na detekciu substrátov v manipulačných systémoch pre polovodičový priemysel sa v koncových efektoroch zvyčajne musia používať veľmi ploché snímače, aby sa zachoval malý obrys koncového efektora. V tzv. wafer boxoch sú jednotlivé - veľmi cenné - wafery uložené len veľmi blízko seba. Skutočný voľný priestor, ktorý je k dispozícii pre koncový efektor, sa zmenšuje aj ďalšími vplyvmi. Výsledkom sú geometrie koncových efektorov, ktoré sú niekedy hrubé len niekoľko milimetrov.
Okrem požiadavky vytvárať čo najmenšie množstvo častíc je potrebné minimalizovať aj kontamináciu spôsobenú napríklad odplynením uhľovodíkov z plastov.
Výzva
Neustále rastúca miniaturizácia polovodičových súčiastok vedie k čoraz väčším požiadavkám na to, aby použité materiály neboli kontaminované. To sa dá dosiahnuť len výberom vhodných materiálov. Tieto všeobecné podmienky znamenajú, že senzory potrebné na zisťovanie prítomnosti substrátov musia mať veľmi plochý dizajn bez toho, aby sa znížila spoľahlivosť alebo detekčná schopnosť.
Veľkosť snímača a použité materiály sú preto obzvlášť dôležité.
Riešenie
Spoločnosť Balluff má široké portfólio na splnenie tejto požiadavky. Vďaka desaťročiam skúseností v oblasti senzorovej techniky sa rýchlo našiel vhodný systém.
Ako sa realizoval?
Ako alternatívu k optickým senzorom ponúka spoločnosť Balluff veľmi tenké kapacitné senzory v tvare disku. Výhodou takýchto senzorov je nezávislosť od povrchu snímaného materiálu. Táto kompaktná konštrukcia umožňuje navrhnúť čo najmenší koncový efektor, čím sa zabezpečí kompaktná a efektívna manipulácia s materiálom.
Spoločnosť Balluff rieši problém zabránenia kontaminácie odplynením tým, že v konštrukcii týchto senzorov používa špeciálne materiály, ako je nehrdzavejúca oceľ a teflón® (PTFE). To zaručuje používanie bez odplyňovania a umožňuje bezproblémovú výrobu.
Aké ďalšie výhody má toto riešenie?
V konkrétnych aplikáciách majú koncové efektory hrúbku len 4,5 mm, z čoho samotný senzor BCS00WY zaberá len 2,5 mm. Spoločnosť Fabmatics sa rozhodla pre senzor od spoločnosti Balluff, pretože je na trhu jedinečný vďaka kombinácii materiálov a extrémne tenkej konštrukcii. Senzor boduje aj vďaka nadväzujúcemu zosilňovaču, ktorý môže byť umiestnený ďaleko od senzora a umožňuje rôzne typy výstupných signálov (IO-Link, analógový, digitálny). Senzory Balluff, ktoré spĺňajú všetky tieto požiadavky, už mnoho rokov úspešne používa spoločnosť Fabmatics, popredný dodávateľ automatizačných a robotických systémov v polovodičovom priemysle. Spoločnosť Fabmatics už dodáva početné robotické systémy so zodpovedajúco tenkými koncovými efektormi v manipulačných systémoch pre známeho nemeckého výrobcu strojov v polovodičovom priemysle.
Obrázok: Koncový efektor od spoločnosti Fabmatics s kapacitným senzorom od spoločnosti Balluff (biela plocha), ktorý sa používa v manipulačných systémoch na nakladanie polovodičových strojov. Zdroj obrázku: © Fabmatics GmbH
Obrázok: Voľne sa pohybujúci robotický systém -HERO Fab- od spoločnosti Fabmatics na prepravu a manipuláciu s krabicami s wafermi. Zdroj obrázku: Obrázok č. 1: © Fabmatics GmbH
Výhody
- Senzor je veľmi malý - zmestí sa všade
- Senzor je bez plynatosti - pripravený na detekciu polovodičov
- Elektronika má prídavné puzdro - šetrí miesto pri detekcii
- Elektronika zvládne všetky bežné rozhrania - analógové, digitálne, IO-Link
- Kombinácia snímača a elektroniky je osvedčená a robustná - používa sa na celom svete
Výrobky
Spoločnosť Fabmatics používa kapacitné senzory na detekciu kotúčov doštičiek v koncovom efektori. V tejto oblasti existuje veľké množstvo rôznych variantov a oblastí použitia. Použitie spínacích zosilňovačov ponúka veľkú výhodu. Samotný senzor je veľmi malý, pretože vyhodnocovacia elektronika je umiestnená v externom puzdre - spínacom zosilňovači. Ten môže byť umiestnený v spínacej skrinke mimo oblasti detekcie, čím sa ušetrí cenné miesto v systéme.
Kapacitné senzorové hlavy pre nadväzujúce zosilňovače
- Rozmer
- Ø 18 x 2.7 mm
- Séria
- D18
- Inštalácia
- for flush mounting
- Pripojenie
- Cable, Special connector-Special connector, 2.00 m, PTFE
- Rozhranie
- Special interface
- Rozsah
- 0.1...3 mm
- Citlivosť
- adjustable on base unit
- Materiál puzdra
- 1.4301 stainless steel
- Snímací povrch materiálu
- PTFE
- Okolitá teplota
- -30...70 °C
- Schválenie/zhoda
-
CE
UKCA
WEEE - Stupeň krytia IP
- IP66
Spínací zosilňovač pre hlavy kapacitných snímačov
- Rozmer
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- Pripojenie
- Cable, 2.00 m, PUR
- Spínací výstup
- PNP/NPN NO/NC programmable
- Spínacia frekvencia
- 100 Hz
- Materiál puzdra
- PBT
- Okolitá teplota
- -10...70 °C
- Prevádzkové napätie Ub
- 12...30 VDC
- Schválenie/zhoda
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - Stupeň krytia IP
- IP40
Spínací zosilňovač pre hlavy kapacitných snímačov
- Rozmer
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- Pripojenie
- Cable, 2.00 m, PUR
- Spínací výstup
- PNP/NPN NO/NC programmable
- Spínacia frekvencia
- 100 Hz
- Analógový výstup
- Analog, voltage/analog, current 0…10 V/4…20 mA
- Materiál puzdra
- PBT
- Okolitá teplota
- -10...70 °C
- Prevádzkové napätie Ub
- 15...30 VDC
- Schválenie/zhoda
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - Stupeň krytia IP
- IP40
- Funkcia času
- On/off delay time programmable
Spínací zosilňovač pre kapacitné senzorové hlavy
- Rozmer
- 10.5 x 45 x 75.5 mm
- Pripojenie
- Cable with connector, M12x1-Male, 4-pin, 0.30 m, PUR
- Spínací výstup
- PNP/NPN NO/NC programmable
- Spínacia frekvencia
- 50 Hz
- Rozhranie
- IO-Link 1.1
- Materiál puzdra
- PBT
- Okolitá teplota
- -10...70 °C
- Prevádzkové napätie Ub
- 18...30 VDC
- Schválenie/zhoda
-
CE
UKCA
cULus
WEEE - Stupeň krytia IP
- IP40
- Funkcia času
- On/off delay time programmable