Когда производитель оборудования для тестирования полупроводников Proaut Technology GmbH начал модернизировать свою серию устройств для тестирования пластин PMA, целью было достичь производительности в 40 000 компонентов в час. Компания достигла своей цели, используя высокоэффективные сервоприводы Elmo Motion Control.
Напомним, что производство полупроводников опирается на сложное и дорогостоящее оборудование для прохождения сложных последовательностей трудоемких этапов. Индустрия микроэлектроники может обеспечить огромные вычислительные мощности по разумной цене благодаря пакетной обработке — одновременному изготовлению сотен идентичных чипов на пластинах размером с обеденную тарелку. Но экономическая эффективность пакетной обработки сохраняется только в том случае, если конечные 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 пластины с рисунком, чтобы выявить любые неисправные чипы перед дорогостоящей упаковкой. Поскольку отдельные устройства имеют размеры всего в миллиметрах в поперечнике, испытательное оборудование должно быть точным, воспроизводимым и безошибочным. Тестовые системы также должны занимать как можно меньшую площадь, поскольку пространство в любой полупроводниковой фабрике имеет первостепенное значение. Более того, процесс тестирования должен быть достаточно быстрым, чтобы не отставать от производительности микролитографических машин.
Более быстрое осаждение обеспечивает более высокую пропускную способность полупроводников
Прежде чем начать измерение с помощью машины Proaut Technology PMA, пластина или панель должны быть установлены в испытательную камеру. В данном случае система обработки PMA использует вакуумный патрон для извлечения держателя компонентов из магазина, расположенного рядом с устройством, и последующего размещения держателя на поворотной ступени позиционирования. Фактическая измерительная система состоит из ступени, системы визуального контроля для обратной связи по положению пластины, а также оптических и электронных измерительных наконечников для сбора фактических данных испытаний.
Сцена может выполнять движения с наноразмерным позиционированием по X, Y и Z и позиционированием в ф с точностью до доли градуса. Камеру можно расположить вдоль оси Z для автофокусировки. Во время измерений система последовательно проверяет участки пластины с рисунком — проводит измерения, а затем перемещает и выравнивает пластину, чтобы поместить следующую область под измерительные наконечники.
Проблема с быстрым перемещением и фиксацией положения 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 чтобы достичь целевой производительности в 40 000 компонентов в час, инженерам Proaut нужен был способ повысить производительность существующей механики. Это привело их к использованию сервоприводов Elmo Gold Whistle.
Накопители Gold Whistle оснащены функцией, называемой планированием усиления по статусу профиля. При планировании усиления алгоритм позволяет системе определять отдельные наборы параметров контроллера — пропорциональное усиление (KP), интегральное усиление (KI), каналы фильтрации более высокого порядка и так далее — 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 эффект изменения параметров контроллера, что в конечном итоге приводит к более быстрому осаждению.
Эффективные сервоприводы для большей компактности и надежности
Сервоприводы Gold Whistle обладают и другими преимуществами. Применение для тестирования пластин предполагает высокую координацию движений: ось перемещения пластины должна совпадать со ступенью позиционирования, а ось θ ступени позиционирования должна быть тесно связана с позиционированием по X, Y и Z. Этот тип управления движением требует высокоскоростного подключения по полевой шине. Приводы Gold Whistle доступны либо с EtherCAT, либо с CANopen. Эти протоколы обладают сверхбыстрым временем цикла и минимальным дрожанием, что обеспечивает лучшую в своем классе производительность в реальном времени.
Достижение такого уровня координации также требует централизованной архитектуры 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 задерживает тепло, которого потенциально может накопиться достаточно, чтобы снизить производительность и вызвать преждевременный отказ электроники. 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 тепловыделение.
Помимо высокой эффективности, приводы также хорошо вписываются в небольшое пространство шкафа — для уменьшения общей площади машины. “Машины 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 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 обеспечивает быстрый перезапуск при одновременном обеспечении безопасности 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 технологический процесс.
Благодаря сверхбыстрому установлению времени с помощью технологии планирования усиления приводы Elmo Gold Whistle позволяют Proaut увеличить производительность своей полупроводниковой тестовой машины на 30%. Приводы с эффективностью 99% также обеспечивают надежность в компактном форм-факторе. Для получения дополнительной информации обращайтесь по электронной почте info-us@elmomc.com или посетить www.elmomc.com.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии