Kundenspezifische Sensoren für die Halbleiterindustrie

Durch den steigenden Grad an Automatisierung in der fertigenden Industrie gewinnt das Thema global mehr und mehr an Relevanz.
Eine Kern-Komponente für automatisierte Prozesse in Fertigungsanlagen ist die Sensorik. Dazu stehen Maschinen und Anlagenbauern tausende verschiedene „Standard“ Sensorik-Komponenten zur Verfügung. Diese können sich in Bauform oder Funktionalität mehr oder weniger stark unterscheiden.

Sollte bei dieser enorm großen Auswahl nicht für alle Anwendungsfälle die richtige Komponente dabei sein? Nicht unbedingt. Standard- bzw. Katalogprodukte der Sensorhersteller sind meist so definiert, dass sie ein möglichst breites Feld an Anwendungsfällen aus unterschiedlichen Industrien bedienen können.
Es gibt allerdings Fälle (in manchen Industriesegmenten häufiger als in anderen), in denen die Anforderungen und/oder Umgebungsbedingungen so speziell – um nicht zu sagen einzigartig –  sind, dass sie von keiner der erhältlichen Komponenten erfüllt werden.
In diesem Fall werden kunden- bzw. anwendungsspezifische Lösungen benötigt.

Wer benötigt kundenspezifische Sensoren?

Grundsätzlich kann es in jeden Industriesegment dazu kommen, dass eine spezifische, angepasste Sensorlösung benötigt wird. Es ist jedoch auffällig, dass dies in ein paar wenigen Segmenten überdurchschnittlich oft der Fall ist.
Speziell in der Entwicklung von Maschinen zur Halbleiterfertigung oder in der Medizintechnik werden häufiger kundenspezifische Lösungen benötigt. Dies umfasst angepasste Sensoren, eingebettete Bildverarbeitungssysteme oder RFID-Systeme. Für diese angepassten Lösungen gilt es, die Anforderungen an spezielle Erkennungsfunktionen, beengten Einbauraum oder besonders harsche Umgebungsbedingungen (wie z.B. Vakuum oder aggressive Medien) zu erfüllen.
Beispiele finden Sie in folgenden Blogbeiträgen: Application Spotlight: Wafer Mapping, Automation in Life Science, Spezialisierte Sensoren für die Laborautomation, Faseroptik vs. Micromote, Custom Sensors: Let your specs drive the design.
Wie bereits erwähnt, kann es aber auch in anderen Industriesegmenten Anwendungen geben, in denen spezifische Sensorlösungen benötigt werden.

Das Vorgehen

Ein Sensor- und Automatisierungsspezialist wie Balluff kann Ihnen hier so helfen, dass Ihre Spezifikationen das Design bestimmen. Sie erhalten dann eine Komponente, die genau Ihren Anforderungen an beispielsweise Anschluss, Gehäusedesign und/oder Funktion entspricht.

Der Prozess ist hier so einfach wie das Zusammenstellen eines Modells aus einem Baukasten.
Nach der Prüfung Ihrer Anforderungen kann – im einfachsten und schnellsten Fall – eine Standard-Komponente herangezogen werden, welche dann auf Ihre speziellen Bedürfnisse angepasst wird. Dies kann beispielsweise eine speziell gewünschte Kabellänge oder Steckerform, ein individuell eingestellter Schaltpunkt oder eine spezielle Gehäusebeschichtung sein.

Falls z.B. aggressive Medien in der Sensorumgebung vorherrschend sind – was bei einigen Prozessen in der Herstellung von Halbleiter-Chips vorkommt – kann beispielsweise ein Sensorgehäuse aus PTFE oder PEEK gefordert sein. Anwendungsbeispiele für solch eine Lösung sehen Sie in den Abbildungen 1 bis 3.

Abbildung 1: Füllstandsabfrage mit angepassten, medienberührenden Sensoren

Abbildung 2: Leckageerkennung bei Lagertanks mit aggressiven Medien

Abbildung 3: Kundenspezifischer Sensor mit PTFE Gehäuse

Sollten die Anforderungen nicht mit einer einfachen Modifikation zu lösen sein – beispielsweise, wenn es kein Standard-Produkt gibt welches die passende Grundfunktionalität mitbringt – gibt es noch weitere Möglichkeiten.
Dies erfordert es dann noch einen Schritt weiter zu gehen und sich den Basiskomponentenmodule zu widmen. Diese können beispielsweise in vorgegebene Einbauräume oder sogar vom Kunden entworfene Gehäuseformen integriert werden.
Eine Auswahl aus hunderten verfügbaren Modulen kann so kombiniert werden, dass in der Regel selbst anspruchsvollste Anforderungen erfüllt werden können.

In den Abbildungen 4 und 5 sehen Sie beispielsweise zwei Sensoranwendungen im Vakuum, bei denen die Lösung an die vorgegebene Umgebung angepasst werden musste.

Abbildung 4: Kundenspezifische Sensoren zur Wafer Positionierung im Durchgang zur Vakuumkammer

Abbildung 5: Anwesenheitsüberprüfung eines Wafers in der Prozesskammer

Dies sind nur beispielhafte Auszüge dessen, was möglich ist. Anwendungsfelder und Lösungsansätze sind nahezu unbegrenzt. Sollten Sie also in Zukunft Sensor-, Kamera- oder RFID-Anwendungen haben für die Sie keine passenden Komponenten zu finden scheinen, so zögern Sie nicht, Ihren Sensorlieferant darauf anzusprechen.

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