Когда производитель полупроводникового оборудования Proaut Technology GmbH приступил к модернизации своей серии устройств для тестирования пластин PMA, его целью было достичь производительности в 40 000 компонентов в час. Компания достигла своей цели, используя высокоэффективные сервоприводы Elmo Motion Control.
Напомним, что производство полупроводников основано на сложном и дорогостоящем оборудовании, позволяющем выполнять сложные последовательности трудоемких операций. Микроэлектронная промышленность может обеспечить огромные вычислительные мощности по разумной цене благодаря пакетной обработке — одновременному изготовлению сотен идентичных чипов на пластинах размером с обеденную тарелку. Но эффективность пакетной обработки сохраняется только в том случае, если готовые чипы находятся в рабочем состоянии. Это означает, что тестирование компонентов является ключевым элементом управления технологическим процессом, обеспечения качества и соответствия стандартам.
“Сервоконтроллеры Elmo Motion Control полностью отвечают всем критериям применения. Они имеют прочную конструкцию и подходят для прецизионных измерительных машин”, — г-н Тило Вихт, генеральный директор Proaut Technology GmbH.
Тестирование этих полупроводниковых пластин начинается с проверки структуры пластины, чтобы выявить неисправные микросхемы, прежде чем приступать к дорогостоящей упаковке. Поскольку размеры отдельных устройств составляют всего несколько миллиметров в поперечнике, испытательное оборудование должно быть точным, воспроизводимым и безотказной работы. Тестовые системы также должны занимать как можно меньше места, поскольку пространство на любом полупроводниковом заводе имеет первостепенное значение. Более того, процесс тестирования должен быть достаточно быстрым, чтобы не отставать от производительности микролитографических машин.
Более быстрое урегулирование для повышения производительности полупроводников
Прежде чем приступить к измерениям с помощью станка Proaut Technology PMA, необходимо установить пластину или панель в испытательную камеру. В данном случае система управления PMA использует вакуумный патрон для извлечения держателя компонента из магазина, расположенного рядом с устройством, и последующего размещения держателя на поворотном установочном столике. Сама измерительная система состоит из рабочего стола, системы визуального контроля для обратной связи по положению пластины, а также оптических и электронных измерительных наконечников для сбора фактических данных испытаний.
Сцена может выполнять перемещения с наномасштабным позиционированием по осям X, Y и Z и с точностью до доли градуса по Θ. Камеру можно расположить вдоль оси Z для автофокусировки. Во время измерений система последовательно проверяет участки пластины с рисунком, производя измерения, а затем перемещая и выравнивая пластину для размещения следующей области под измерительными наконечниками.
Сложность быстрого позиционирования с возможностью перемещения и фиксации заключается в том, что инерция может вызвать превышение скорости перемещения груза и колебания относительно заданного положения (учитывая высокие ускорения и небольшие приращения). Это может привести к ошибке измерения или замедлить процесс измерения.
Устаревшие конструкции PMA обеспечивали производительность до 30 000 компонентов в час. Но для достижения целевой производительности в 40 000 компонентов в час инженерам Proaut требовался способ повысить производительность существующих механизмов. Это побудило их использовать сервоприводы Elmo Gold Whistle.
Накопители Gold Whistle оснащены функцией, которая называется «Планирование усиления по статусу профиля». При планировании усиления алгоритм позволяет системе определять отдельные наборы параметров контроллера — пропорциональное усиление (KP), интегральное усиление (KI), фильтры более высокого порядка и т.д. — для оптимизации производительности системы для нескольких различных условий применения. Во время работы привод может автоматически переключаться с одного набора параметров контроллера на другой в зависимости от текущей рабочей точки. Фильтрация помогает сгладить влияние изменения параметров контроллера, что в конечном итоге приводит к более быстрому урегулированию.
Эффективные сервоприводы для большей компактности и надежности
Сервоприводы Gold Whistle обладают и другими преимуществами. При тестировании пластин требуется высокая координация движений: ось перемещения пластины должна быть согласована со ступенью позиционирования, а ось Θ ступени позиционирования должна быть тесно связана с позиционированием по осям X, Y и Z. Для управления движением такого типа требуется высокоскоростное подключение по полевой шине. Приводы Gold Whistle доступны как с EtherCAT, так и с CANopen. Эти протоколы обеспечивают сверхбыстрое время цикла и минимальное дрожание, что обеспечивает лучшую в своем классе производительность в реальном времени.
Для достижения такого уровня координации также требуется централизованная архитектура управления на главном контроллере для управления приводами отдельных осей. Контроллер и приводы устанавливаются в централизованном шкафу для упрощения подключения и интеграции. Одно предостережение: размещение шести накопителей в небольшом замкнутом пространстве приводит к выделению тепла, которое потенциально может привести к снижению производительности и преждевременному выходу электроники из строя. Поскольку время простоя в полупроводниковой промышленности может стоить сотни тысяч долларов в час, технология Proaut была необходима, чтобы избежать этой проблемы.
Приводы Gold Whistle работают с эффективностью подключения к розетке более 99%, что обеспечивает минимальное рассеивание тепла.
Помимо высокой эффективности, приводы также хорошо вписываются в небольшой объем шкафа, что позволяет уменьшить общую площадь станка. “Станки PMA очень компактны благодаря небольшому внутреннему распределительному шкафу”, — говорит Тиол Вихт, управляющий директор Proaut Technology GmbH. “Миниатюрный размер сервопривода Gold Whistle является преимуществом”.
Приводы Gold Whistle оснащены встроенным интеллектуальным управлением со встроенными функциями безопасности, включая безопасное отключение крутящего момента (STO, SIL-3, IEC 61800-5-2). STO позволяет приводу оставаться под напряжением, одновременно снимая крутящий момент с оси. Это позволяет быстро перезапускать систему, обеспечивая при этом безопасность операторов, оборудования и продукта.
Кроме того, программное обеспечение Elmo Application Studio (EAS) обеспечивает единую среду для настройки сервоприводов и двигателей, а также внесения изменений в продукт или процесс.
Приводы Elmo Gold Whistle со сверхбыстрым регулированием времени благодаря технологии планирования коэффициента усиления позволяют Proaut увеличить производительность своей полупроводниковой тестовой машины на 30%. Приводы с эффективностью 99% также обеспечивают надежность в компактном форм-факторе. За дополнительной информацией обращайтесь по электронной почте info-us@elmomc.com или посетить www.elmomc.com.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии