Het op de juiste manier verzamelen van thermische gegevens voor heaters voor halfgeleiders van de volgende generatie
Als je een ‘smart fabriek’ bouwt, heb je waarschijnlijk al gemerkt dat eenvoudig temperatuurmetingen niet meer voldoende zijn. Je hebt een systeem nodig dat in real-time kan communiceren met je PLC, zodat je gedetailleerde gegevens krijgt die je helpen om fouten te voorkomen. In de wereld van halfgeleiderheating kan zelfs een kleine fout leiden tot vervormde wolven of ongelijke verspreiding van dopanten. Dat is een nachtmerrie die je wilt vermijden.
De details rondom sensoren
Het begint allemaal met het type thermocouplet dat wordt gebruikt. Afhankelijk van de gewenste temperatuur, kun je kiezen voor Type K of Type S thermocouplets. Type S wordt vaak gebruikt in diffusieovens, omdat het geen problemen vertoont bij hoge temperaturen.
Maar hier is het probleem: zelfs de beste sensor is nutteloos als deze op de verkeerde plek wordt geplaatst. Als de positie van de sensor incorrect is, ontstaan er ‘koude plekken’. Één slechte plek kan ervoor zorgen dat al je wolven niet bruikbaar meer zijn. We proberen de tijdvertraging tussen sensoren zo klein mogelijk te houden, zodat de PID-controller goed kan reageren. Niemand wil dat de verwarmingselementen beschadigen door trage sensoren.
Het overdragen van gegevens
Industry 4.0 klinkt misschien luxueus, maar het gaat eigenlijk alleen om signalen. We gaan af van oude analooginstrumenten en maken gebruik van digitaal signaalverkeer.
Door thermocouplets te combineren met hoge-resolutie A/D-converteuren, krijg je een digitale weergave van elke warmtetransactie. Hierdoor kun je zien wanneer een verwarmingsapparaat begint te verslechteren, nog voordat dit volledig gebeurt. Je kunt eventuele problemen in de software detecteren en tijdig maatregelen nemen, zodat de productie kan doorgaan.
De compromissen (want er is altijd een prijs)
Precisie heeft zijn prijs. Hoe meer thermocouplets je gebruikt, hoe chaotischer de bedrading wordt. Bovendien kan dit leiden tot storingen in het signaal. Je hebt beschermd kabelwerk nodig om te voorkomen dat elektromagnetische interferenties van de stroomvoorziening je metingen beïnvloeden. Wees echter voorzichtig: als je te veel bescherming gebruikt, kan dit de reactietijd van de sensor vertragen. Het is een balansvraag: je moet de specificaties van de bescherming afwegen tegen de vereiste取样frequentie van je controlersysteem.