Tecnologia dei sensori per il vuoto per attività di misurazione industriale ad alta precisione

Le attività di misurazione in condizioni di vuoto richiedono tecnologie di sensori in grado di operare senza perdite di prestazioni in ambienti estremi. I sistemi di misurazione senza contatto di Micro-Epsilon forniscono dati stabili in diverse classi di vuoto. Questi sistemi sono progettati per l'uso directo nel vuoto o per misurazioni dall'esterno attraverso finestre di osservazione del vuoto, grazie all'impiego di materiali adattati e geometrie di alloggiamento ottimizzate. I principali settori di applicazione di questa tecnologia di sensori sono la produzione di semiconduttori, l'industria ottica e l'ingegneria aerospaziale.

Diversificazione tecnologica in base ai principi di misurazione
La scelta della tecnologia del sensore dipende dai requisiti fisici dell'attività di misurazione. Per la misurazione precisa della distanza in processi termicamente e meccanicamente impegnativi, come la saldatura laser o la produzione additiva, vengono utilizzati i sensori laser della serie optoNCDT. Questi sistemi ottici rilevano le distanze senza contatto e ad alte frequenze per monitorare le deviazioni geometriche in tempo real all'interno della catena di fornitura digitale della produzione.

Per le applicazioni che richiedono una precisione nanometrica, si utilizzano i sensori confocali della serie confocalDT. Questa tecnologia viene impiegata principalmente per la misurazione dello spessore dei wafer nell'industria dei semiconduttori o durante l'ispezione dei vetri per display. In aggiunta, gli interferometri assoluti forniscono misurazioni di distanza e spessore ad altissima precisione nella litografia dei wafer, dove lo spostamento di fase della luce viene utilizzato per determinare la posizione.

Per gli ambienti in cui i sistemi ottici sono ostacolati da polvere o emissioni di gas, sono disponibili principi di misurazione fisici alternativi. Tra questi si annoverano i sensori induttivi basati su correnti parassite della serie induSENSOR per la misurazione su materiali conduttivi, nonché i sensori capacitivi della serie capaNCDT per metodi di misurazione di distanza e spessore con la massima risoluzione nel campo dei sub-nanometri. Inoltre, os sensori magneto-induttivi della serie mainSENSOR offrono una soluzione affidabile per il rilevamento di spostamenti e posizioni.

Garanzia di qualità e integrazione dei sistemi in camera bianca
Tutti i componenti destinati all'uso in condizioni di vuoto sono sottoposti a processi standardizzati di produzione e controllo per prevenire il rilascio di gas nel vuoto. Un elemento centrale di questa garanzia di qualità è l'esecuzione regolare di procedure di prova come il campionamento TENAX. Questi test assicurano che i sensori non emettano composti organici volatili che potrebbero contaminare i processi sensibili nelle apparecchiature ottiche o dei semiconduttori.

Il design meccanico è ottimizzato per ridurre al minimo l'ingombro. Integrando il controllore direttamente nell'alloggiamento del sensore o tramite passacavi dedicati per il vuoto, lo sforzo di installazione viene ridotto. L'integrazione nei sistemi di controllo macchina esistenti avviene tramite interfacce intelligenti e standardizzate che consentono il trasferimento diretto dei dati a sistemi di garanzia della qualità di livello superiore.

Contesto aggiuntivo: Questa sezione descrive le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto
Quando si integra la tecnologia dei sensori nell'ecosistema dei dati automobilistici o in impianti di produzione di semiconduttori altamente automatizzati, il livello di vuoto raggiungibile fino a un vuoto ultra-elevato di dieci alla potenza di meno nove millibar e la stabilità termica determinano l'idoneità tecnologica. Le soluzioni di sensori di Micro-Epsilon competono direttamente con sistemi di misurazione specializzati di produttori como Keyence o con i sistemi capacitivi di PI Physik Instrumente.

Nel confronto diretto con i sistemi capacitivi di PI, che vengono tradizionalmente utilizzati nel campo del vuoto ultra-elevato della litografia dei semiconduttori per il posizionamento di specchi e stadi per wafer, i sistemi confocali e interferometrici di Micro-Epsilon si caratterizzano per una maggiore tolleranza contro l'inclinazione dell'oggetto da misurare. Mentre i sensori capacitivi devono essere allineati in modo estremamente parallelo all'oggetto di misurazione, i sensori confocali tollerano un angolo di accettazione più ampio della luce riflessa.

Un parametro di riferimento fondamentale nel vuoto è la resistenza alla temperatura durante il cosiddetto riscaldamento e disaerazione della camera a vuoto, dove si raggiungono temperature superiori a 180 gradi Celsius per rimuovere i gas residui. Mentre i sensori da catalogo standard di Keyence sono spesso ottimizzati per l'uso a pressione atmosferica o al massimo in un vuoto primario e richiedono un raffreddamento dedicato, le esecuzioni speciali per vuoto ultra-elevato delle serie capacitive e interferometriche di Micro-Epsilon sono intrinsecamente resistenti alla temperatura grazie all'assenza di componenti elettronici interni nella testa del sensore e sono prive di materiali magnetici, il che le qualifica per l'uso in prossimità di sorgenti di fasci di elettroni.

Modificato da Maria Brueva, redattrice di Induportals – adattato dall'IA.

www.micro-epsilon.com