Ottenere dati termici precisi in una fabbrica intelligente
Se state costruendo una fabbrica intelligente, la prima cosa da fare è eliminare i sensori a contatto con il materiale da trattare. Davvero.
In uno strumento per il trattamento di wafer ad alta velocità, non si può permettere alcun ritardo nel rilevamento delle temperature. Inoltre, l’uso di sonde fisiche comporta dei rischi legati alla contaminazione del materiale. Ecco perché preferiamo utilizzare sistemi a infrarossi: questi permettono di ottenere dati termici in tempo reale, senza dover toccare affatto il wafer. I dati vengono poi inviati direttamente al PLC o al sistema SCADA. È semplice e efficace.
Perché utilizziamo i sensori a infrarossi
Il trattamento dei wafer richiede uniformità. Se ci sono delle variazioni di temperatura anche di pochi gradi su una superficie da 300 mm, il lotto prodotto sarà compromesso.
I sensori a infrarossi rilevano la radiazione emessa dalla superficie e la convertono immediatamente in valori di temperatura. La cosa migliore è che non c’è bisogno di aspettare che il sensore si riscaldi: a differenza dei termocoppie, i sensori a infrarossi forniscono subito i valori di temperatura.
È veloce… davvero veloce. Questo significa che il sistema di controllo può intervenire tempestivamente per evitare problemi.
Rendere i dati davvero utili
Un sensore è utile, ma è solo l’inizio. Per avere un sistema veramente intelligente, è necessario che i dati vengano elaborati correttamente.
Noi configuriamo questi sistemi in modo che forniscono segnali digitali che possono essere integrati facilmente nei processi legati all’Industry 4.0. In questo modo si ottiene un registro continuo dei dati termici di ogni singolo wafer. Questo è fondamentale per la manutenzione: si può così individuare precocemente eventuali problemi nei componenti di riscaldamento, prima che diventino irreparabili.
Le difficoltà (perché niente è perfetto)
I sensori a infrarossi non rappresentano certo una soluzione magica. Bisogna prestare attenzione all’emissività della superficie: se questa cambia durante il processo, i valori rilevati saranno errati. È quindi necessario calibrare il sensore in base al materiale specifico che viene trattato. Inoltre, bisogna assicurarsi che la lente del sensore rimanga pulita, altrimenti il segnale verrà influenzato negativamente. La soluzione è semplice: basta mantenere sotto controllo i flussi di gas utilizzati per la pulizia della lente.