Fotolithografie is een sleuteltechnologie bij de fabricage van micro-elektronische componenten en schakelcircuits en bij de productie van microsystemen. In dit proces wordt een patroon van een fotomasker overgebracht naar een lichtgevoelige, dunne laag fotolak op een wafer. Om een vlekkeloze productie te garanderen, besteden de engineers de grootste zorg aan zowel de programmering van de geautomatiseerde processen als de bewaking ervan. Vanwege de grote vraag naar microprocessors en geheugenchips, en omdat beperking van het uitvalrisico van het grootste belang is bij de productie van wafers, werken veel chipfabrikanten met eigen leveranciers van handlingsystemen. Deze rusten hun ontwerpen doorgaans uit met hoogwaardige, beproefde standaardcomponenten voor aandrijvingen, besturingen en lineaire assen. Om deze assen optimaal met robuuste, mechanische machineonderdelen te kunnen beschermen, werd er contact gezocht met ACE Stoßdämpfer GmbH. De stootdemperspecialist uit het Duitse Langenfeld biedt namelijk ook maatwerkoplossingen aan. Een ervaren team van engineers van ACE ontwikkelt deze exact conform de eisen van halfgeleiderfabrikanten. Met behulp van speciale software wordt een oplossing uitgewerkt, die op de testbank van ACE wordt getest. Zo kunnen alle productieassen goed worden beschermd en wordt beschadiging tijdens de handling voorkomen.

Ontwerp, simulatie, testbank: van standaard demper naar maatwerkexemplaar

Voor de productie van chips worden uiterst nauwkeurige, wrijvingsloze assen in een handlingsysteem geïnstalleerd. Volgens de fabrikant mogen de X- en Y-as en de centrale as bij een crash slechts met de maximaal toegestane krachten worden belast, om er 100 procent zeker van te zijn dat het systeem niet wordt beschadigd. Daarom moesten de drie assen hier worden uitgerust met drie verschillende types kleine stootdempers uit het assortiment van ACE. Voor de Y-as werden vier kleine stootdempers met M20 schroefdraad gebruikt; voor de X-as eveneens vier, maar met M18 schroefdraad; en voor de centrale as twee met M25 schroefdraad. De engineers van ACE kregen bovendien informatie over de maximale reactiekracht bij een crash. Bij de Y-as waren de parameters per demper bijvoorbeeld als volgt: massa, m = 95,85 kg en de snelheid, v = 1,08 m/s, en komt daarmee overeen met een kinetische energie van 55,90 Nm. De maximale toegestane reactiekracht voor deze as was 5.700 Nm. Op basis van deze informatie werd op de R&D-afdeling van ACE in een tweede stap het bijbehorende boorpatroon voor de passende types kleine stootdempers gesimuleerd. Men slaagde erin om de energie en snelheid gelijkmatig over de gehele slaglengte van 14 mm te vertragen en daarbij de maximale reactiekracht tot circa 5.300 Nm terug te brengen. ACE kon met behulp van mechanische onderdelen ook voldoen aan de gespecificeerde waarden voor de best mogelijke bescherming van de andere twee assen. In een derde en laatste stap werden de kleine stootdempers, die op basis van de simulatie op maat werden gemaakt, na uitvoerige tests aan de klant geleverd. De tien kleine stootdempers van ACE beschermen nu alle drie de bewegingsassen van een handlingsysteem dat wordt gebruikt voor de productie van wafers.