Technologie nieuws

Met toenemende nauwkeu-righeid van systemen wordt het steeds belangrijker om dimensieveranderingen ten gevolge van temperatuur-stijgingen (of de tempera-tuurstijgingen zelf) te voorkomen. Met de toe-nemende dichtheid van componenten binnen een systeem wordt dat probleem alleen maar erger. Het Mikrocentrum organiseerde een goedbezochte themadag Thermomechanica.

In veel systemen mogen temperatuurveranderingen door gebruik van de machine of door de omgeving geen invloed hebben op de nauwkeurigheid. Machinebouwers kunnen proberen ze te voorkomen of ze kunnen er voor compenseren. Op de themadag werden zowel de praktische als de theo-retische kanten besproken. Een tweetal cases is onderstaand samengevat.

Waferscanner

Het warmteprobleem treedt onder meer op bij het belichten van silicium wafers in waferscanners. Details op chips hebben tegenwoordig afmetingen van 45 nm. Wil de chip blijven werken dan mag er in totaal niet meer dan 15 nm afwijking optreden. Een deel van die afwijking kan worden veroorzaakt door uitzetting van de wafer ten gevolge van opwarming. Het lastige is ook dat de lichtbundel (warmtebron) de hele wafer scant. Het temperatuurprofiel is dus tijd- en plaatsafhankelijk.

Omdat de belichting snel moet gebeuren, gebeurt dat met grote vermogens. Maar het grootste gedeelte van de energie van de lichtbron wordt omgezet in warmte die verdwijnt in de wafer, de tafel waarop die ligt en het blok daaronder. Door uitzetting bevindt de wafer zich niet op plek waar hij zou moeten liggen.

Technici van Mecal hebben het gehele systeem in een model gevat en doorgerekend. Uit de temperatuurprofielen berekenden ze de uitzetting van elk punt op de wafer in de x-, y- en z-richting. Uiteraard is nagegaan of het model de werkelijkheid goed weergeeft. Dat bleek met voldoende nauw-keurigheid het geval.

Precisiedraaibanken

Een tweede voorbeeld betreft bewerkingsmachines, frees- en draaibanken, die ‘driften’ als gevolg van temperatuurveranderingen. In de praktijk warmt zowel de machine als de werkplaats in de loop van de tijd op. Drift als gevolg van temperatuurstijgingen voorkomen kan op twee manieren: de warmte afvoeren of compenseren voor de uitzetting van het gereedschap. IBS Precision Engineering heeft zich hiermee bezig gehouden.

Een manier om uitzetting beperken, is de hele machine te maken van een materiaal dat niet of nauwelijks uitzet, bijvoorbeeld een glaskeramiek of speciale metaallegeringen. Helaas zijn deze erg duur. De enige praktische oplossing is dus om de temperatuurstijging zo klein mogelijk te houden. Belangrijk is dan lengteveranderingen nauwkeurig te meten. Daar zijn methoden voor ontwikkeld, onder meer capacitieve meting.

Het volledige artikel vindt u in het mei-nummer van Aandrijftechniek.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven