Ruhiger Lauf ohne Partikelbelastung mit innovativer reinraumtauglicher Energieführung

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Flachbandkabel e-skin flat
• Anforderungen: Hohe Präzision, kurze Zykluszeiten und Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb
• Branche: Halbleiterproduktion
• Erfolg für den Kunden: Die Anwendung bewährt sich seit einem Jahr bei Zykluszeiten von rund 1 Sekunde  und damit mehr als 31 Millionen Zyklen im Jahr

"Volume Pattern Generator"-Anlagen, kurz VPG, von Heidelberg Instruments finden hauptsächlich in der industriellen Massenfertigung Anwendung. Sie erzeugen per UV-Laser mit hoher Präzision und Geschwindigkeit Fotomasken, die als Vorlagen für die Produktion von Mikrochips, Sensoren, LEDs und MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) dienen. Auch für das Direktschreiben von Mikrostrukturen auf Wafern komme VPG-Systeme zum Einsatz.

Neben der extrem hohen Präzision gehören der 24/7-Betrieb und die sehr kurzen Zykluszeiten im Sekundentakt zum Anforderungsprofil der Antriebe in den Anlagen. Deshalb entwickelt Heidelberg Instruments viele Kernkomponenten im eigenen Haus, zu denen auch luftgelagerte Kreuztische gehören. Da der Belichtungsprozess unter Reinraumbedingungen stattfindet, müssen die Antriebskomponenten entsprechend ausgewählt werden. Das gilt insbesondere für die Energie-, Signal- und Medienzuführungen an den Kreuztischen. Auch kleinste Staubkörner beeinträchtigen die Qualität der Belichtung. Eine weitere Anforderung ist mindestens ebenso wichtig: Jede noch so geringe Unruhe im Lauf der Energiezuführung gilt es zu vermeiden, da sie die Präzision des Belichtens vermindert.

Während dieses Entwicklungsprojektes stellte igus die e-skin flat vor: ein neues Energieführungskonzept, das auf die bisher üblichen Ketten verzichtet. Stattdessen werden die Leitungen und Schläuche in flachen Profilen – sogenannten Pods – geführt, die sich bei Bedarf ganz einfach einzeln öffnen und wieder verschließen lassen. Dieses kompakte System erlaubt sehr geringe Biegeradien und ist in der Bewegung verschleiß- und abriebfest, auch weil es keine Kettenglieder gibt, die sich berühren. Somit kann es – auch mehrlagig – in Reinräumen eingesetzt werden, wie Tests des Fraunhofer IPA bestätigen. Die Neuheit kam zum richtigen Zeitpunkt: Die Konstrukteure in Heidelberg bauten einen Demonstrator für Dauerversuche mit der neuen Energieführung, die im igus Testlabor inzwischen 120 Millionen Zyklen mit ISO 1 absolviert hat. Die Leitung bestand den Test zur vollsten Zufriedenheit des Anwenders. igus leistete noch letzte Anpassungsarbeiten bei den Befestigungselementen – und fertig war die neue Energiezuführung für die kleinen VPG- und ULTRA-Anlagen.

Diese Lösung ist nun seit über einem Jahr im Einsatz und bewährt sich in der Praxis auch bei sehr dynamischen Anwendungen mit Zykluszeiten von rund einer Sekunde – das sind mehr als 31 Millionen Zyklen im Jahr. Heidelberg Instruments setzt dabei hochwertige igus chainflex Leitungen mit abriebarmem TPE-Mantel ein.