wiadomości o firmie Eurotherm zwiększa wydajność pieców półprzewodnikowych za pomocą technologii precyzyjnej

Precyzja produkcji półprzewodników bezpośrednio determinuje pułap wydajności produktów końcowych. Wśród krytycznych etapów produkcji proces dyfuzji odgrywa kluczową rolę w definiowaniu właściwości elektrycznych chipów. Nawet niewielkie wahania temperatury podczas dyfuzji mogą powodować nierównomierne domieszkowanie płytek, potencjalnie pogarszając wydajność całej partii produkcyjnej lub powodując awarie produktu. Takie odchylenia nie tylko pociągają za sobą znaczne straty finansowe, ale także wpływają na niezawodność produktów i konkurencyjność na rynku.

Krytyczna rola pieców dyfuzyjnych

Piece dyfuzyjne stanowią podstawowy sprzęt w produkcji półprzewodników i są odpowiedzialne przede wszystkim za wprowadzanie określonych zanieczyszczeń (takich jak bor czy fosfor) do płytek krzemowych o wysokiej czystości w celu modyfikacji ich właściwości elektrycznych. Ten proces wysokotemperaturowy wymaga wyjątkowej równomierności termicznej i stabilności podczas całej operacji.

Nowoczesne piece dyfuzyjne mają zazwyczaj konstrukcję rurową z wieloma strefami grzewczymi (zwykle trzema), z których każda wymaga niezależnej regulacji temperatury. Systemy muszą także utrzymywać precyzyjną kontrolę przepływu gazu i czasami działać w warunkach próżni. Instalacje przemysłowe często ustawiają wiele pieców pionowo, przy czym każda jednostka wymaga dedykowanego zarządzania temperaturą.

Rozwiązanie precyzyjnego sterowania firmy Eurotherm

• Wielopętlowa regulacja temperatury:Jednocześnie kontroluje trzy niezależne strefy termiczne (środkowy i zewnętrzny obszar pieca) z indywidualnymi ustawieniami parametrów w celu optymalizacji równomierności temperatury. Opcjonalne sterowanie kaskadowe dodatkowo zwiększa precyzję.
• Wejścia termopary o wysokiej rozdzielczości:Wykrywa minimalne wahania temperatury w celu regulacji w czasie rzeczywistym, zapewniając dokładność pomiaru.
• Intuicyjny interfejs programowania:Upraszcza konfigurację profili temperaturowych i regulacje procesu, usprawniając operacje.
• Zintegrowana kontrola gazu:Posiada interfejsy umożliwiające precyzyjną regulację przepływu gazu podczas specjalistycznych procesów dyfuzyjnych.
• Łączność cyfrowa:Obsługuje wiele protokołów komunikacyjnych do zdalnego monitorowania i gromadzenia danych, ułatwiając zarządzanie produkcją i optymalizację procesów.

Realizacja techniczna

W standardowych zastosowaniach system Eurotherm wykorzystuje architekturę sterowania z trzema pętlami. Pętla 1 steruje strefą centralnego ogrzewania, natomiast pętle 2-3 zarządzają obszarami peryferyjnymi, wszystkie sterowane sygnałami 4-20 mA w celu regulacji mocy wyjściowej tyrystora. Dzieląc się wartościami zadanymi programu bazowego, każda pętla umożliwia mikroregulacje w celu osiągnięcia optymalnej jednorodności termicznej.

W przypadku zastosowań wymagających wyjątkowej precyzji konfiguracja kaskadowa z trzema pętlami obejmuje dodatkowe moduły wejść analogowych i kondycjonery sygnału. Ta rozszerzona konfiguracja umożliwia korzystanie z sześciu wejść analogowych – trzech dla termopar o wysokiej dokładności i trzech dla wyjść analogowych.

Korzyści operacyjne

• Zwiększone stopy zwrotu:Precyzyjna kontrola termiczna zapewnia równomierny rozkład domieszki, redukując wadliwe jednostki i poprawiając wydajność produkcji.
• Optymalizacja kosztów:Efektywne zarządzanie temperaturą skraca czas trwania procesów, zmniejsza zużycie energii i wydłuża okresy międzyobsługowe.
• Poprawa wydajności:Stałe domieszkowanie poprawia właściwości elektryczne chipa, w tym szybkość przełączania i wydajność energetyczną.
• Udoskonalenie procesu:Gromadzenie danych umożliwia ciągłą optymalizację procesu poprzez dostosowanie profilu temperatury i modyfikację przepływu gazu.
• Wydajność produkcji:Stabilna praca minimalizuje przerwy w procesie, a możliwości zdalnego monitorowania skracają przestoje.

Walidacja branżowa

Producent półprzewodników wdrażający system Eurotherm odnotował poprawę wydajności o 15%, redukcję kosztów produkcji o 10% i wydłużenie cykli konserwacji o 20%. Późniejsze optymalizacje procesów z wykorzystaniem zebranych danych dodatkowo zwiększyły efektywność operacyjną.

W miarę postępu technologii półprzewodników wymagania dotyczące procesu dyfuzji będą nadal rosły. Precyzyjne systemy kontroli temperatury, takie jak rozwiązanie Eurotherm, pozostaną kluczowe dla utrzymania jakości produkcji i konkurencyjności w tej wymagającej branży.