Elektronik ist Teil unseres täglichen Lebens. Ob in Halbleiterchips von mobilen Geräten, in Solarmodulen zur Stromerzeugung oder in Batterien elektrisch betriebener Busse und Autos – Elektronik spielt eine immer bedeutendere Rolle.
Die automatisierte Produktion dieser Technologien ist sehr aufwendig. Vakuum- und Hochtemperaturumgebungen werden benötigt und aggressive Chemikalien eingesetzt.
Diese Anforderungen beeinflussen nicht nur die Produktionsstandorte und die entsprechenden Maschinen. Auch für Sensorlösungen ergeben sich neue Herausforderungen. Wie können diese gelöst werden?
Hohe Temperaturbeständigkeit
Spezielle Produktionsprozesse müssen unter Einwirkung hoher Temperaturen stattfinden. Dabei können 100°C und höher erforderlich sein. Innerhalb oder auch in nächster Nähe solcher Produktionsumgebungen werden Sensorlösungen benötigt, denen der Einsatz bei diesen Temperaturen nichts anhaben kann.
Chemische Beständigkeit
Chemikalien können entweder Teil des Endprodukts sein, wie z. B. die Elektrolyte in einer Batterie, oder sie werden als Hilfsmittel zum Ätzen oder in anderen chemischen Prozessen eingesetzt, z. B. in der Solar- und Halbleiterindustrie.
Sensoren, die diesen Chemikalien ausgesetzt sind, müssen über besondere Gehäuse mit sehr widerstandsfähigen Materialien verfügen. Während in manchen Fällen ein Edelstahlgehäuse ausreicht, muss bei sehr aggressiven Chemikalien auf spezielle Materialien wie Teflon gesetzt werden.
Vakuumbeständigkeit
Vakuumkammern und Vakuumumgebungen schaffen kritische Umgebungsbedingungen für Automatisierungskomponenten. So kann ein Vakuum unter anderem das sogenannte Ausgasen herbeiführen. Damit wird das Austreten von Gasen bezeichnet, was sich im schlimmsten Fall negativ auf die Produktqualität auswirken kann. Um das zu verhindern, müssen spezielle Materialien und Fertigungsverfahren eingesetzt werden.
Applikationsbeispiele
Hohe Temperaturbeständigkeit
Drucküberwachung von abrasiven Medien in einer Siliziumsäge
Dank hermetisch verschlossener Edelstahlmembran arbeiten die Drucksensoren PFT und PBS mit drehbarem Anzeigeelement auch in stark ätzender Umgebung und bei hohen Temperaturen zuverlässig und sind widerstandsfähig gegen Zersetzungsschäden. Die beweglichen Bauteile sind verschleiß- und damit praktisch wartungsfrei.
Positionsüberwachung von Wafercarriern
Die Position des Wafercarriers lässt sich zuverlässig mit Absolut-Encodern ermitteln: mit dem AFS60 Singleturn auf der vertikalen und dem AFM60 Multiturn auf der horizontalen Achse. Dank Feldbus- und Industrial-Ethernet-Schnittstelle lassen sich die Encoder einfach und kostengünstig in die Maschinensteuerung integrieren und sind selbst bei extremen Umgebungsbedingungen wie hohen Temperaturen einsetzbar.
Überwachung der Zylinderlage bei hohen Temperaturen
Zum Überwachen der Position von Zylindern in Prozess- oder Handhabungsmaschinen eignen sich magnetische Zylindersensoren MZT8. Dank ihrer Temperaturfestigkeit von bis zu 100 °C stellen sie so auch bei diesen extremen Umgebungsbedingungen den zuverlässigen Betrieb sicher.
Chemische Beständigkeit
Detektion von Lecks in Chemikalientanks
Die in Nassprozessen eingesetzten Chemikalien lagern in Prozesstanks an den Maschinen und sind teilweise sehr gefährlich. Für den Personen- und Prozessschutz müssen Lecks sicher erkannt und austretende Chemikalien umgehend vom Bedienpersonal beseitigt werden. Der Lichtleiter-Sensor WLL180T in Kombination mit dem PTFE-ummantelten Lichtleiter LL3-DW02 meldet Chemikalien in der Auffangwanne zuverlässig an die in der Maschine integrierte Sicherheitssteuerung Flexi Soft.
Füllstandmessung korrosiver Chemikalien in Waferreinigungsanlagen
Aggressive Chemikalien werden in verschiedenen Phasen der Halbleiter- und Solarwaferproduktion eingesetzt und in Tanks gelagert. Der Ultraschall-Füllstandsensor UP56 Pure mit PTFE-überzogener Membran und PTFE-Gehäuse im Flanschbereich erkennt sicher Füllstände in Vorlagetanks. Er verfügt über analoge und digitale Ausgänge, was eine einfache elektrische Einbindung ermöglicht. Mechanisch ist er kompatibel mit industrietypischen Anschlüssen.
Zuverlässige Detektion in aggressiver Prozessumgebung
Die Miniatur-Lichtschranke W4-3 Teflon ist nach Schutzart IP69K klassifiziert und somit für den Einsatz in chemischer Umgebung geeignet. Sensorlösungen von SICK haben sich durch ihre lange mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) auch unter besonders anspruchsvollen Einsatzbedingungen bewährt.
Vakuumbeständigkeit
Robuste optische Erkennung in Vakuumumgebungen
Die Detektion von Substraten in Vakuumumgebungen lässt sich mit Lichtleiter-Sensoren von SICK lösen. Spezielle Lichtleiter können direkt in der Vakuumkammer zum Einsatz kommen. Oder in der speziellen, busfähigen Variante von außen sicherstellen, dass mehrere Sensoren, die durch sogenannte Schaugläser ins Innere der Kammer blicken, nicht miteinander interferieren.
