Как правильно получать термические данные для использования в нагревателях нового поколения для полупроводников
Если вы строите современный производственный завод, вероятно, вы уже понимаете, что простое отслеживание температуры больше не достаточно. Вам нужна система, которая была бы связана с вашим ПЛК в реальном времени и обеспечивала бы точные данные, позволяющие избежать ошибок. В производстве полупроводников даже небольшая ошибка может привести к повреждению пластин или неравномерному распределению дополнительных элементов в материале. Это настоящий кошмар, который необходимо избегать.
Детали работы датчиков
Все начинается с выбора сплава. В зависимости от условий нагрева используются термопары типа K или S. Термопары типа S предпочтительны для использования в печах для диффузии, поскольку они не теряют точность измерений при высоких температурах.
Но есть один нюанс: самый лучший датчик бесполезен, если он расположен не в правильном месте. Если местоположение датчика неверно, возникают «холодные зоны». Один такой случай может привести к тому, что весь партия пластин станет бракованной. Нам важно минимизировать задержку в передаче данных, чтобы контроллер PID мог корректно реагировать на изменения температуры. Никто не хочет, чтобы нагревательные элементы выходили из строя из-за медленной реакции датчика.
Передача данных
Индустрия 4.0 звучит заманчиво, но на самом деле речь идет о передаче сигналов. Мы отказываемся от старых аналоговых приборов в пользу цифровых систем. Сочетая термопары с высокоточными А/Д-конвертерами, можно получить точные данные о каждом термическом цикле. Это очень полезно – можно заметить, когда нагревательный элемент начинает терять свои свойства, еще до того, как он полностью выйдет из строя. Таким образом можно запланировать замену датчика во время следующего перерыва и продолжить работу.
Компромиссы (ведь всегда есть недостатки)
Точность измерений имеет свою цену. Чем больше термопар используется для точного отслеживания температуры, тем сложнее становится провода. Кроме того, это может привести к появлению шумов в сигнале. Для избежания воздействия электромагнитных помех от источника питания необходимо использовать защищенные кабели. Но будьте осторожны: чрезмерная защита может замедлить реакцию датчика. Необходимо находить баланс между уровнем защиты и скоростью передачи данных, необходимой для стабильной работы контроллера.