Thermisch bedingte Abweichungen eines Kreuztisches sollen auf den Mikrometer genau korrigiert werden.
Bereich Halbleiter
Das Unternehmen ist ein großer Halbleiterproduzent und stellt unter anderem Halbleiter für Smartphones her.
Der für die Prüfung der Halbleiter verantwortliche Mitarbeiter fragte uns nach Möglichkeiten, die durch Temperaturschwankungen verursachten Abweichungen des Prüftisches zu korrigieren.
Das Problem unseres Kunden
Für den Prüfprozess der Halbleiter wird ein Prüftisch (Kreuztisch) verwendet. Aufgrund der im Lauf der Zeit generierten Eigenerwärmung des Tisches verzog sich die X- und Y-Achse im Mikrometerbereich, wodurch eine hochpräzise Prüfung schwierig wurde.
Eine Nullpunktsuche mit Foto-Mikrosensoren wurde zwar erwogen, da diese jedoch mit 10 μm eine relativ grobe Wiederholgenauigkeit haben, kann die Korrektur hiermit nicht im Mikrometerbereich erfolgen.
Eine Suche unter den Schlagwörtern "Temperaturdrift" und "Korrektur" führte den Kunden zu unseren Produkten und zu seiner Anfrage.
Das Problem
- Der Tisch entwickelt Eigenerwärmung, wodurch sich die X- und Y-Achse um Mikrometer verschiebt.
- Mit Foto-Mikroschaltern lässt sich keine ausreichend präzise Nullpunktsuche realisieren.
Metrols Vorschlag
Allgemein stellen Foto-Mikrosensoren und fotoelektronische Sensoren das Vorhandensein eines Objekts fest, sind jedoch nicht für eine hochpräzise Nullpunktsuche geeignet.
Außerdem unterliegen die Verstärkerbauteile der Sensoren aufgrund der Eigenerwärmung derselben Temperaturdrift wie der Prüftisch, so dass die im Katalog angegebene Präzision nicht erreicht werden kann.
Da die hochpräzisen Positionierschalter von Metrol ohne Verstärker arbeiten, gibt es keine Temperaturdrift und sie können auch nach 3 Mio. Schaltvorgängen zuverlässig eine Wiederholgenauigkeit von 0,5 μm bieten.
Die Schalter werden direkt an den Endflächen der X- und der Y-Achse des Tisches angebracht. Als Nullpunkt wird der Umschaltpunkt zwischen EIN und AUS eingestellt. Damit können Abweichungen des Tisches aufgrund von Temperaturschwankungen im Mikrometerbereich korrigiert werden.
Ergebnis
- Durch eine exakte Nullpunktsuche konnte eine Korrektur von temperaturbedingten Abweichungen auf der X- und Y-Achse im Mikrometerbereich realisiert werden.
Kommentar des zuständigen Ingenieurs
Die Präzisions-Positionierschalter von Metrol können auch an Kreuztischen mit preisgünstigem Schrittmotor für die Nullpunkt-Ermittlung beim Betriebsstart eingesetzt werden. So wird auch ohne Servomotor eine hochpräzise Tischbewegung ermöglicht.
Auf ähnliche Weise haben unsere Produkte zu einer entscheidenden Konstensenkung auch bei anderen großen Herstellern von Halbleitern beigetragen.
Wir geben Ihnen gern weitere Informationen.
Marketing-Abteilung/verantwortlicher Mitarbeiter
Zu dem im Beispiel vorgestellten Produkt
Hochpräzisions Tastschalter (MT)
Wiederholgenauigkeit 0,5 μm !
Da die Präzision dieses Produkts mechanisch ohne Verstärker erreicht wird, unterliegt es keiner Temperaturdrift.