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Moteurs brushless des entraînements pour le traitement de wafers

De nos jours, les éléments capteurs sont des produits dont on a besoin en grand nombre. Ce n'est qu'en en automatisant le processus de fabrication que l'on peut les fabriquer à prix avantageux. Pour beaucoup d'entre eux, ces articles de masse sont prévus pour être employés dans des missions de sécurité, comme c'est le cas notamment dans les capteurs ABS ou les capteurs d'accélération. C'est la raison pour laquelle la qualité est toujours au premier plan. Jusqu'à présent, les wafers en silicium étaient posés et fixés à la main dans un support. Seules les plaquettes alignées avec précision peuvent être gravées dans la suite de la fabrication. Comme les wafers ont déjà une certaine valeur à cette étape, il va sans dire qu'ils doivent être traités avec le plus grand soin, et la nécessité de travail en trois-huit augmente encore le prix de la main d'œuvre.

Exigences élevées

Le spécialiste des installations de manutention pour la production électronique INGENIA a donc développé un automate de montage conçu spécialement pour la fabrication de puces. Pour pouvoir répondre au mieux aux besoins souvent individuels de l'entreprise de production, les automates s'alignent sur le concept de manutention de chaque client. Les exigences qu'un tel système de manutention doit remplir sont de taille : outre leur sollicitation continue en trois-huit, la sécurité et l'exactitude du positionnement doivent être parfaitement garantis en permanence. Pour une gravure optimale du wafer en silicium, il est important pour la suite de son traitement qu'il soit posé dans le bon sens et avec précision dans le support avant de le fixer.
Et la manutention doit satisfaire à des exigences encore plus élevées pour la fabrication de puces pour capteurs ou micro-mécaniques, et non de circuits standard. Contrairement aux puces à mémoire ou aux CPU courants, le wafer est dans ces cas traité des deux côtés. C'est là le seul moyen de combiner au mieux la structure filiforme des éléments mécaniques avec l'électronique nécessaire. Comme aucun spécialiste ni de la manutention ni des entraînements ne travaille autour de la production des wafers, la mise en place et l'entretien de l'installation et de ses entraînements doivent être très simples. En effet, il faut pouvoir rapidement optimiser et adapter les réglages en fonctionnement ou redémarrer l'installation après une interruption. Une manipulation permet d'ailleurs de réduire également les coûts d'exploitation d'une installation.

Moteurs brushless des entraînements pour le traitement de wafers
Un moteur pas-à-pas se charge de l'alignement précis des wafers
Moteurs brushless des entraînements pour le traitement de wafers

La pose sûre

Comme partout quand il s'agit d'automatisation, le principe de base de la fabrication des puces se trouve dans la conception la plus adaptable possible des moyens de production. La combinaison de composants standard et de solutions spéciales permet une manipulation optimale. L'appareil se charge de toutes les étapes du travail, depuis l'alignement des plaquettes jusqu'au dépôt du support fini, en passant par leur équipement. Ce faisant, toutes les étapes de montage sont réalisées à un seul niveau.
Des préhenseurs se chargent de l'alimentation en wafers et du stockage des wafers terminés montés dans leur support. Afin de garantir la sécurité et l'exactitude du positionnement ainsi que la conformité CE en cas de panne de courant, les moteurs mis en place dans ces parties fragiles des systèmes disposent de freins d'arrêt compacts qui permettent d'éviter les crashs coûteux. La haute cadence de fabrication, telle qu'elle règne dans la production de pièces électroniques, impose en outre que les moteurs soient performants et présentent un couple élevé. Malgré la grande dynamique du système, le positionnement doit être précis. L'alignement à proprement parler du wafer dans le support et sa fixation ne demandent pas d'efforts importants, mais leur positionnement est critique. En effet, le wafer doit être parfaitement centré pour pouvoir garantir une utilisation optimale de la surface. Enfin, les vis du cadre doivent non seulement toutes être bien en place, mais elles doivent aussi être serrées uniformément afin d'éviter tout écart dû, par exemple, à des déformations du cadre ou à des têtes de vis qui ne seraient pas parfaitement noyées.

Moteurs brushless des entraînements pour le traitement de wafers
Moteurs brushless des entraînements pour le traitement de wafers
Rapide & sûr – le transport des supports au moyen du préhenseur

Entraînements flexibles

Pour toutes ces raisons, le fabricant des systèmes a décidé de se servir de moteurs C.C. à commutation électronique qui ne s'usent pas. En combinaison avec les électroniques de commande et réducteurs de la gamme étendue du spécialiste des petits entraînements, les moteurs EC de FAULHABER remplissent parfaitement la mission qui leur est confiée. Les moteurs de la série 3056 sont adaptés pour les parties du système dont les besoins en termes d'accélération et de couple sont élevés. Avec un diamètre de seulement 30mm et une longueur de 56mm, ces moteurs sont capables de produire un couple continu de jusqu’à 21,5 mNm (couple à l'arrêt jusqu'à 100mNm) pour une puissance utile de 49W. Ils sont disponibles avec des tensions d'alimentation de 12, 24, 36 ou 48VDC. La vitesse de rotation peut être légèrement adaptée grâce à des réducteurs des séries 30/1 ou 38/1 en option. Les capteurs analogiques à effet Hall des moteurs et le contrôleur de mouvement MCBL 2805 qui leur est parfaitement accordé permettent de contrôler le condensé de puissance dynamique. Les moteurs plus grands de la série 3564 peuvent être employés au choix avec un contrôleur de mouvement intégré. On obtient ainsi un entraînement particulièrement compact d'un diamètre de 35mm pour une longueur totale de 83mm, électronique de commande incluse. Malgré ces petites dimensions, le moteur EC atteint une puissance utile de 70 W et un couple de pointe de 160 mNm (couple continu 50 mNm). Là encore, des réducteurs adaptés permettent de réduire la vitesse de rotation et le couple pour les adapter aux besoins de l'application.

Dans le modèle 3564 K 024 BC, le servomoteur à commutation électronique comprend un transmetteur de valeur réelle de haute résolution et un régulateur programmable de position et de vitesse avec contrôleur 16 bits performant. Une régulation de la vitesse de 10 à 10.000 tours/min, des profils de vitesse en rampe, triangle ou trapèze ou des mouvements de positionnement à des résolutions allant jusqu'à 1/1000 tours sont possibles. Des marques de référence et des interrupteurs de fin de course peuvent également être consultés. Une autoprotection contre la surchauffe, la surcharge ou la surtension en mode générateur est intégrée. Outre l'emploi autonome, une interface RS232 permet encore l'utilisation avec surveillance externe. Le fonctionnement avec plusieurs moteurs reliés à une même interface est possible à l'aide d'un adressage. Une carte de multiplexage est également disponible à cette fin.

La coopération de concepts d'entraînement flexibles et de solutions système pleines d'idées permet de réduire les coûts de production jusque dans la fabrication de pièces électroniques, tout en conservant une qualité élevée de la production. Pour cela, en s'aidant d'une régulation précise, les solutions modernes d'entraînement mènent les objets de manutention de façon précise et sûre à leur but.

Produits

Servomoteurs C.C. sans balais
3056 ... B
Technologie 2-pôles
Détails sur le produit
Fiche technique (PDF)
Servomoteurs C.C. sans balais
3564 ... B
Technologie 2-pôles
Détails sur le produit
Fiche technique (PDF)

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