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Motori brushless in azionamento per la lavorazione di wafer

Oggi gli elementi sensori sono richiesti in grande quantità. Produrli in modo conveniente è possibile solo se il processo di fabbricazione è pressoché completamente automatizzato. Molti di questi articoli prodotti in serie sono destinati ad applicazioni essenziali per la sicurezza, come i sensori ABS o i sensori di accelerazione. Pertanto, la qualità è di vitale importanza. Fino a non molto tempo fa, il wafer di silicio veniva posizionato manualmente in un supporto e quindi serrato. Solo i wafer posizionati con precisione possono essere incisi nella successiva fase di produzione. Poiché a questo punto del processo di fabbricazione i wafer hanno già acquisito un notevole valore, è importante che siano manipolati con la massima delicatezza. Il funzionamento continuo 24 ore su 24 si aggiunge al costo generale di produzione.

Qualità sotto ogni punto di vista

Votata all’eccellenza, INGENIA, azienda specializzata in sistemi di manipolazione nella produzione elettronica, ha sviluppato un sistema di assemblaggio automatizzato progettato appositamente per la fabbricazione di chip. Per risolvere le principali criticità nei processi di produzione customizzati, l’offerta di prodotti INGENIA è stata adattata alle esigenze specifiche dei clienti. I requisiti che i sistemi di manipolazione devono rispettare sono enormi: oltre ad affrontare le complessità insite nel funzionamento su tre turni, le attrezzature impiegate devono garantire la sicurezza e il posizionamento esatto a lungo termine. Per incidere in modo ottimale il costoso wafer di silicio, è importante che il wafer venga inserito nel supporto con la massima precisione e poi bloccato ai fini della successiva lavorazione.

Inoltre, i requisiti di manipolazione si fanno ancora più impegnativi se si producono sensori o chip micro-meccanici anziché circuiti integrati (IC) standard. In questo caso, a differenza dei comuni chip di memoria o delle CPU, il wafer viene lavorato su ambedue i lati. Questo, infatti, è l’unico modo per combinare in modo ottimale la complessa struttura degli elementi meccanici con l’elettronica necessaria. Poiché presso l’impianto di produzione non sono presenti esperti di movimentazione e specialisti di azionamenti, l’installazione e la manutenzione del sistema e dei rispettivi azionamenti devono essere il più possibile semplici. L’intento è garantire che gli interventi di regolazione e ottimizzazione possano essere effettuati mentre il sistema è in funzione o che il sistema possa essere riavviato dopo un’interruzione. Inoltre, una manipolazione semplice permette anche di contenere i costi di esercizio di un impianto.

Motori brushless in azionamento per la lavorazione di wafer
Un motore passo-passo assicura l’esatto allineamento dei wafer
Motori brushless in azionamento per la lavorazione di wafer

Inserimento sicuro

Come in ogni campo dell’automazione, è fondamentale progettare apparecchiature di produzione altamente versatili e adattabili. Un mix di componenti standard e soluzioni speciali consente di ottimizzare la manipolazione. Il dispositivo stesso è responsabile della gestione di tutto l’insieme dei processi, dalla disposizione dei wafer al montaggio del telaio di supporto, fino al trasferimento del telaio montato. Tutte le fasi di montaggio sono eseguite a un unico livello.

I bracci robotizzati si occupano di inserire i wafer e riporre i wafer inseriti nel porta wafer. Per garantire la sicurezza e la precisione di posizionamento, nonché la conformità CE in caso di interruzione dell’alimentazione, in questi componenti macchina di importanza critica per l’azienda sono utilizzati motori con freni integrati. L’elevato ciclo di base, tipico della produzione di elettronica, richiede azionamenti con prestazioni e coppie elevate. Nonostante l’alto livello di dinamica, il posizionamento deve essere sempre impeccabile. L’effettivo processo di allineamento e serraggio del wafer nel porta wafer non richiede un’eccessiva potenza ma risulta comunque critico in fase di posizionamento. Il wafer, infatti, deve trovarsi esattamente al centro per far sì che venga utilizzata la massima superficie possibile. Infine, oltre a dover essere inserite esattamente nella posizione giusta, le viti del telaio devono anche essere ruotate in modo identico, in modo da evitare deviazioni causate dallo spostamento del telaio o da teste di viti non perfettamente allineate.

Motori brushless in azionamento per la lavorazione di wafer
Motori brushless in azionamento per la lavorazione di wafer
Veloce e sicuro: trasporto dei telai di supporto con il braccio robotizzato

Azionamenti flessibili

Per soddisfare questi rigorosi requisiti, INGENIA utilizza motori DC a commutazione elettronica resistenti all’usura. I motori EC sviluppati dallo specialista di micromotori FAULHABER sono la soluzione perfetta in virtù dell’ampia gamma di tecnologie di controllo e di riduttori. I motori della serie 3056 sono ideali per componenti macchina con requisiti di velocità e coppia superiori alla media. Con un diametro di soli 30 mm e una lunghezza di 56 mm, questi azionamenti miniaturizzati sviluppano una coppia continua fino a 21,5 mNm (coppia di stallo fino a 100 mNm), con una potenza di uscita di 49 W. I micromotori sono disponibili per tensioni di alimentazione di 12, 24, 36 o 48 VCC. La velocità può essere adattata utilizzando le teste dentate opzionali delle serie 30/1 o 38/1. I sensori analogici di Hall dei micromotori e il controllore di movimento MCBL 2805, appositamente concepito per questa gamma all’avanguardia, consentono di controllare questo dinamico e compatto concentrato di potenza. I motori più grandi della serie 3564 possono essere utilizzati a scelta con controlli di posizione integrati. Questo consente di ottenere un azionamento molto compatto, con un diametro di 35 mm e una lunghezza totale di 83 mm, compreso il controllo. Malgrado le dimensioni compatte, il micromotore EC raggiunge una potenza di 70 W e una coppia di picco di 160 mNm (coppia continua 50 mNm). Anche in questo caso, sono disponibili riduttori abbinati per regolare la velocità e la coppia in base alle esigenze.

Nel modello 3564 K 024 BC, il servomotore a commutazione elettronica integra un encoder ad alta risoluzione e un controllo di posizione programmabile con l’ausilio di un controllo a 16 bit ad alte prestazioni. Sono possibili la regolazione della velocità da 10 a 10.000 giri/min, profili di velocità sotto forma di rampa, movimenti triangolari, trapezoidali o di posizionamento con risoluzioni fino a 1/1000 di giro. È possibile controllare anche i contrassegni di riferimento e i finecorsa. È integrata un’autoprotezione da sovratemperatura, sovraccarico o tensione eccessiva durante il funzionamento del generatore. Oltre all’impiego autonomo, l’interfaccia RS232 consente anche l’uso con controllo dall’esterno. Grazie all’indirizzamento, più motori possono funzionare su un’unica interfaccia. A tale scopo è disponibile una scheda multiplexer.

Inoltre, l’interazione tra concetti di azionamento flessibili e soluzioni di sistema avanzate consente inoltre di ridurre i costi nella produzione di componenti elettronici migliorandone al contempo la qualità. Soluzioni di azionamento all’avanguardia che garantiscono una manipolazione rapida e sicura in ogni momento.

Prodotti

Servomotori C.C. brushless
3056 ... B
Tecnologia 2-poli
Dettagli prodotto
Scheda tecnica (PDF)
Servomotori C.C. brushless
3564 ... B
Tecnologia 2-poli
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