Vor dem Vermessen bzw. Bearbeiten müssen Wafer und Optiken mikrometergenau ausgerichtet werden. Das erfordert kompakte Positionierlösungen, die kleine Stellwege von wenigen Millimetern beziehungsweise Grad zuverlässig und hochgenau realisieren. Mit dem 6-Achs-Manipulator bietet Steinmeyer Mechatronik die passende Lösung. Das Dresdner Unternehmen ist ein etablierter Lieferant für Positioniersysteme in der Halbleiterinspektion und kennt die applikationsspezifischen Anforderungen genau. Der 6-Achs-Manipulator zeichnet sich durch höchste Präzision im Submikrometerbereich sowie eine kompakte Bauweise aus und ist damit wie geschaffen für hochgenaue Ausrichtprozesse.

Hochpräziser 6-Achs-Manipulator für die Halbleiterinspektion

Der 6-Achs-Manipulator besteht aus einem Kreuztisch in der Horizontalen sowie einem Tripod für Vertikalhub und zwei Kippungen und kombiniert damit die Stärken kartesischer und parallelkinematischer Konstruktionen in einem System. Die kartesische XY-Verstellung realisiert Verfahrwege von ±15 mm, die Vertikalachse des Tripods ist für Hübe von ±10 mm ausgelegt. Die rotatorischen Achsen Rx und Ry ermöglichen Kippungen um ±2°, die Drehung um die Vertikale Rz beträgt 360°. Dank der Wiederholgenauigkeit von ±2,5 µm bzw. ±0,005° lassen sich sehr präzise Alignment-Ergebnisse erzielen – und das bei hohen Lasten bis 15 kg.

Ausrichten von Wafern und Optiken

Der Manipulator verfügt über eine zentrale Durchlichtöffnung von 250 mm und kann für das Ausrichten von Wafern und Optiken bis 300 mm/12? eingesetzt werden. Für größere 450 mm/18? Wafer und Optiken sind Sonderausführungen umsetzbar. Anwendung findet der 6-Achs-Manipulator unter anderem beim Testing und Bonding auf Wafern und PCBs sowie für Kombinationen von optischer Inspektion und Bearbeitung, beispielsweise beim Chip-on-Board Bonding (Messmikroskop und Laserlöten). Ausführungen für Reinraum sind erhältlich. Die Anbindung erfolgt via EtherCAT, CAN, Ethernet oder Profibus. Je nach Maschinenumgebung können Motion Controller für Beckhoff, ACI oder Siemens integriert werden. Vorbereitete Softwareschnittstellen und Bibliotheken für alle gängigen Industriesteuerungen und Hochsprachen (API) sind verfügbar.

Spezialist für maßgeschneiderte mechatronische Positionierlösungen

Seit mehr als 150 Jahren entwickelt und produziert Steinmeyer Mechatronik innovative, auf die jeweilige Anwendung perfekt zugeschnittene Positionierlösungen. Am Standort Dresden arbeiten alle Abteilungen – Entwicklung, Mechanik, Elektronik, Software, Fertigung, Montage, Messlabore, Testzentrum – vernetzt unter einem Dach. So können Synergien optimal genutzt und spezifische Kundenanforderungen schnell und unkompliziert realisiert werden.

Wer auf der Suche nach einem maßgeschneiderten Positioniersystem mit herausragender Performance ist, ist bei Steinmeyer Mechatronik genau an der richtigen Adresse. Das Dresdner Unternehmen gehört zu den weltweit führenden Herstellern von hochgenauen Positionierlösungen für optische und feinmechanische Systeme und hat sich insbesondere als Spezialist für individuelle Sonderanfertigungen einen Namen gemacht. Ein Paradebeispiel in puncto Flexibilität und Wirtschaftlichkeit ist das modulare, skalierbare Gantry-System für die High-Speed-Positionierung. Das Gantry kombiniert Präzision im Submikrometer-Bereich, hohe Dynamik und lange Lebensdauer mit einem modularen Aufbau sowie einer geringen Komplexität und kann in allen Dimensionen kundenspezifisch angepasst werden.

Eine ideale Positionierlösung für schnelle Prozesse in der Automation

Das Gantry besteht aus zwei synchron verfahrenden Achsen, einer Quertraverse mit zwei Vertikalachsen für parallele Bearbeitung und einem integrierten Controller mit abstandsüberwachtem Sicherheitssystem. Die X- und Y-Achsen sind mit Linearmotoren sowie einem absoluten Failsafe-Messsystem ausgestattet und ermöglichen hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen (1,5 m/s bzw. 12 m/s² auf der X-Achse, 2 m/s bzw. 20 m/s² auf der Y-Achse). Die bidirektionale Wiederholgenauigkeit beträgt ± 0,5 µm. Die zwei Z-Achsen mit geschliffenem Kugelgewindetrieb und Motor-Encoder-Kombination erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 250 mm/s. Ein Schnellwechselinterface sorgt für Zeitersparnis beim Rüsten. Die kundenspezifischen Prozessköpfe, beispielsweise Linsenverstelleinheiten, können auf der Z-Achse modular montiert werden. Das erhöht die Flexibilität in der Produktion, denn bei Sortimentswechsel müssen keine neuen Maschinen angeschafft werden. Die Traverse ist für Lasten bis 10 kg ausgelegt.

Einfache Konstruktion, hohe Performance, maximale Flexibilität

Alle Komponenten des Gantrys sind mit Blick auf optimale Performance bei maximaler Wirtschaftlichkeit ausgelegt. Der modulare Aufbau bietet größtmögliche Flexibilität und erlaubt einen schnellen Tausch der Baugruppen und Verschleißkomponenten im Wartungsfall. Zur Reduzierung der Partikelentwicklung sind Mechanik und Kabelführung voll umhaust. Das Gantry ist in allen Verfahrwegen skalierbar. Die Steuerung erfolgt über im System integrierte Motion Controller. Die Z-Applikation kann auf der X-Achse bereits mit Motion Control versehen werden. Die Leitungs- und Kommunikationswege sind somit sehr kurz. Im kooperativen Betrieb sorgen Lasersensoren dafür, dass das Gantry von hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten in einen "sichere Geschwindigkeit-Modus" versetzt wird, sobald sich eine Person im Sicherheitsbereich befindet. Auf eine Einhausung des Arbeitsbereichs wurde daher verzichtet. Der überwachte Sicherheitsbereich kann frei definiert werden. Folglich kann das System entweder als Einzelmaschine oder auch als anreihbare Zelle einer Gesamtanlage verwendet werden.

Exakt auf den Anwendungsfall zugeschnitten

Eine Vielzahl an individuellen Anpassungsmöglichkeiten machen das kompakte High-Speed-Gantry zur Idealbesetzung für zahlreiche Anwendungsfälle in der Automation – sei es Pick & Place, Bestücken, Montieren, Fräsen, Messen, 3D-Druck, Pipettieren, Halbleiterinspektion, Leiterplattenbestückung oder Waferprobing. Material, Komponenten, Mechanik, Elektronik, Software und Sicherheitskonzept werden individuell ausgelegt und passgenau auf die jeweilige Kundenanwendung zugeschnitten. Dabei gibt es hinsichtlich der Einsatzbedingungen keinerlei Grenzen. Egal ob Reinraum, Life Science, Pharmazie oder raue Produktionsumgebung: Steinmeyer Mechatronik hat eine Lösung.

Besuchen Sie Steinmeyer Mechatronik vom 18. bis 23. September auf der EMO 2023 in Halle 7 an Stand D38.

Werden Motion Controller und Ansteuerung der Kundenperipherie direkt in das Positioniersystem integriert, lassen sich besonders kompakte Lösungen mit sehr kurzen Motor- und Encoder-Leitungen realisieren. Für den Anwender ergeben sich dadurch entscheidende Vorteile wie hohe Leistungsfähigkeit, geringer Platzbedarf, weniger Störungen im System sowie minimierter Aufwand in Bezug auf EMV. Dezentrale Steuerungen erlauben zudem die Einbindung elektronischer Datenblätter. Wichtige Informationen wie die Seriennummer, Anwendungsparameter, Verfahrwege, Sensordaten oder Grenzwerte stehen damit digital zur Verfügung und können unmittelbar genutzt werden.

Maßgeschneiderte Embedded-Control-Elektronik

Die Integration der Elektronik erfordert spezialisiertes Know-how, mechatronisches Denken sowie ein tiefes Verständnis der Anwendung. Steinmeyer Mechatronik gehört zu den führenden Herstellern von hochgenauen Positionierlösungen für optische und feinmechanische Systeme und ist dank seiner Innovationskraft ein wichtiger Partner der europäischen Hightech-Industrie. Eine besondere Stärke liegt dabei auf der Entwicklung und Konstruktion individueller Sonderanfertigungen. Da bildet die Embedded-Control-Elektronik keine Ausnahme.

Kundenspezifische Hardware- und Softwarelösungen

Ob individuell angepasste Kommunikationsschnittstellen (z.B. RS232, RS485, CAN, CANopen, EtherCAT, SPI etc.), die integrierte Ansteuerung von Aktuatoren wie Motoren, LED, Laser und Ventile oder das Lesen von Messsystemen, Sensoren sowie Analog- und Digitalsignalen: Die Möglichkeiten der Individualisierung seitens Steinmeyer Mechatronik sind praktisch unbegrenzt und werden den unterschiedlichsten Applikationsanforderungen gerecht. Auch kundenspezifische Bauformen, Anschlüsse und Elektronikdesigns sowie die Systemintegration und Tests im Endprodukt (Positioniersystem) sind umsetzbar.

Einzigartige Kapazitäten in den Bereichen Elektronik und Mechanik

Möglich wird dies durch eine hohe Engineering-Kompetenz, langjährige Erfahrung, eine konsequente Kundenorientierung und die passende Infrastruktur. So verfügt Steinmeyer Mechatronik über ausreichend Fertigungs- und Montagekapazitäten für OEM-Serienfertigungen, eine eigene Elektronikentwicklung und eine eigene Softwareabteilung. Viele Bauteile und Komponenten werden im eigenen Haus gefertigt und sämtliche Produkte komplett montiert, selbst komplexeste Positioniersysteme. Am Standort Dresden arbeiten alle Abteilungen – Entwicklung, Mechanik, Elektronik, Software, Fertigung, Montage, Messlabore, Testzentrum – vernetzt unter einem Dach. So können Synergien optimal genutzt und spezifische Kundenanforderungen schnell und unkompliziert realisiert werden.

Dreh-Hub-Aktor mit integrierter Steuerung

Ein Praxisbeispiel ist der industrietaugliche Dreh-Hub-Aktor für die automatisierte Präzisionsmontage. Die interne Steuerung mit Feldbus-Schnittstelle ist plug-and-play-fähig und befindet sich direkt in der Positioniereinheit. Die gesamte Embedded-Control-Elektronik ist auf einer einzigen Leiterplatte untergebracht – zwei 19-Zoll-Racks landeten so auf der Fläche einer halben Postkarte. Diese erlaubt zudem eine interne Speicherung der produktspezifischen Daten, Prozess- und Lebensdauerinformation. Ein Konzept für die Fernwartung und Ferndiagnose ist ebenfalls integriert.

 Wenn Präzision, Bauraum und Umgebung vorgeben sind, passt selten ein bestehendes Positioniersystem. Der Dresdner Positionierspezialist Steinmeyer Mechatronik hat Individualität zum Standard erklärt und realisiert 100 % kundenspezifische Positionierlösungen. Ein Beispiel ist der 8-Achs-Positionierer zur Inspektion von Optiken. Das Positioniersystem zeichnet sich durch ein Höchstmaß an Präzision sowie eine stabile und steife Konstruktion aus und bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten zur individuellen Anpassung. Damit ist es hervorragend geeignet für den flexiblen Aufbau von kompakten Inspektionssystemen – sei es für Reinraum, Labor oder Produktion.  

Hochpräzise Inspektion aus jedem Betrachtungswinkel

Das Positioniersystem realisiert eine drehende Scanbewegung rotationssymmetrischer Optiken und hat dafür eine freie Apertur von 45 mm. Das Ausrichten und Vermessen erfolgt somit am aktiven Strahlengang. Eine Besonderheit des Systems ist, dass die Lage der Linse auf dem Drehtisch in zwei Achsen senkrecht zur optischen Achse geschwenkt und ebenfalls in zwei Achsen lateral korrigiert werden kann. Kippungen bis 1,5° und ein lateraler Versatz bis 2 mm können korrigiert werden. Die Position des Messsensors kann in Winkel und Abstand (Fokus) verstellt werden. Somit lassen sich Fehler zweiter Ordnung minimieren oder eine Optik mit dem optimalen Strahlengang bei nicht ganz konzentrischer Fassung ausmessen. Eine globale Vertikalverstellung des Sensors erlaubt das Vermessen von Optiken unterschiedlicher Dicke. Das alles geschieht mit sub-µm-Wiederholbarkeit. Dank Luftlagerung erreicht der Drehtisch Genauigkeiten von bis zu 0,0005°. Ein sehr steifer Vertikalhub trägt die manuelle Winkelverstellung mit motorischer Abstandsverstellung für den Sensor. Damit kann auch relativ schwere Messtechnik wie Konfokalsensoren oder Digitalmikroskope für die Messung universell verwendet werden.

Kundenspezifische Anpassung und Entwicklung

Der 8-Achs-Positionierer lässt sich applikationsspezifisch an Ihre Inspektionsaufgabe anpassen – angefangen von der Integration beliebiger Messsensoren und Probenhalter über einen individuellen Aufbau mit Gestell, Schwingungsisolierung und Umhausung bis hin zur kabellosen Strom- und Signalübertragung sowie Einbindung in Workflows per SPS oder PC-Steuerung. Auch eine ganz individuelle Lösungsfindung mit 3D-Entwurf gehört zu den Engineering-Leistungen von Steinmeyer Mechatronik.

Kompetenter und erfahrener Partner der optischen Industrie

Hochpräzise, 100 % kundenindividuell, kompakt gebaut: Mit dem 8-Achs-Positionierer bietet Steinmeyer Mechatronik eine einzigartige Lösung, um Optiken zur Qualitätssicherung oder produktionsunterstützend extrem genau zu vermessen. Als kompetenter und erfahrener Partner der optischen Industrie kennt der Positionierspezialist die Anforderungen der Branche genau und realisiert maßgeschneiderte Konzepte, die exakt auf die jeweiligen Kundenbedürfnisse zugeschnitten sind. Am Standort Dresden arbeiten alle Abteilungen – Entwicklung, Mechanik, Elektronik, Software, Fertigung, Montage, Messlabore, Testzentrum – vernetzt unter einem Dach. So können Synergien optimal genutzt und spezifische Kundenanforderungen schnell und unkompliziert realisiert werden. Alle Abteilungen sind dabei an der Lösungsfindung beteiligt.

Steinmeyer Mechatronik auf der Control 2023

Vom 9. bis 12. Mai 2023 ist Steinmeyer Mechatronik auf der Fachmesse Control in Stuttgart als Aussteller dabei. Sie finden das Unternehmen in Halle 3 an Stand 3420.

Der Doppel-XYZ-Wafer-Positionierer von Steinmeyer Mechatronik verfügt über zwei X-Achsen für Scanner bzw. Mikroskope bis 10 kg sowie zwei Y-Achsen für Chucks bis 15 kg und ermöglicht die Prüfung von Vorder- und Rückseite auf einem System. Das komplett betriebsbereite Achssystem ist für den Einsatz im Drei-Schicht-Betrieb bis Reinraumklasse ISO 2 ausgelegt, äußerst kompakt gebaut, wartungsarm und kundenspezifisch konfigurierbar.

Hochdurchsatz-Screening von Wafern bis 12 Zoll

Ob Wafer bis 12 Zoll bzw. 300 mm, Probecards oder Leiterplatten: Mit dem Doppel-XYZ-Wafer-Positionierer von Steinmeyer Mechatronik lassen sich große Substrate schnell und präzise untersuchen. Eisenlose Direktantriebe realisieren hochdynamische Fahrten mit Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 1.000 mm/s bei Verfahrwegen von bis zu 720 mm. Der hohe Probendurchsatz gewährleistet eine schnelle Analyse und damit kurze Zykluszeiten. Trotz des doppelten Durchsatzes ist die Aufstellfläche aufgrund der kompakten Bauweise äußerst gering. Die Basis für die vier Reinraumachsen bildet eine massive, schwere Granitplatte, wodurch hervorragende Ablaufwerte erreicht werden. Dank der Wiederholgenauigkeit von 0,3 µm lassen sich präzise Messergebnisse und enorme Qualitätssteigerungen erzielen.

Hohes Maß an Individualität

Das Inspektionssystem wird mit voll vermessener Genauigkeit sowie inklusive Kabelmanagement, Motion Controller und Befestigungsbohrungen für Gehäuseanbauten geliefert. Unterschiedliche Engineering-Leistungen und applikationsspezifische Anpassungen gestatten eine passgenaue Auslegung. So kann die Vertikalverstellung wahlweise fest, manuell, motorisch mit Spindel oder dynamisch mit pneumatisch entlastetem Direktantrieb für Höhenkompensation bei voll interpolierter Bewegung erfolgen. Darüber hinaus steht eine Vielzahl an Steuerungen zur Verfügung – mit DLL und API zur aufwandsarmen Softwareintegration bis hin zu SPS-Einbindung. Dank des Portalaufbaus lässt sich der Doppel-XYZ-Wafer-Positionierer einfach in bestehende Linienprozesse integrieren. Reparatur, Instandhaltung und Wartung sind durch per Achstausch mit vorjustiertem Wechselinterfaces mit nur sehr kurzer Stillstandszeit erledigt.

Mehr Effizienz in der Halbleiterindustrie

Doppelter Durchsatz auf kleinster Stellfläche: Der Doppel-XYZ-Wafer-Positionierer von Steinmeyer Mechatronik setzt Maßstäbe hinsichtlich Perfomance, Bauraum sowie Handhabung und ermöglicht der Halbleiterindustrie erhebliche Effizienzsteigerungen.

Steinmeyer Mechatronik ist einer der führenden Hersteller von hochgenauen Positionierlösungen für optische sowie feinmechanische Systeme und beschäftigt in Zschachwitz mehr als 100 Mitarbeiter. Die Spitzentechnologie aus Dresden ist weltweit gefragt und kommt in einer Vielzahl an Branchen zum Einsatz, beispielsweise in der Halbleiter-, Laser- und Optikindustrie, der Biotechnologie, bei Messgeräteherstellern, der Luftfahrtindustrie und in Forschungsinstituten. „Wir entwickeln und konstruieren vollkommen neuartige Lösungen – oft auch in Fällen, die andere für unlösbar halten. Kurz gesagt: Wir machen aus Ideen Technik“, beschreibt Geschäftsführer Dr. Alexander Bromme das Unternehmenskonzept. So gut wie alle Bauteile und Komponenten werden im eigenen Haus gefertigt und sämtliche Produkte komplett in Handarbeit montiert, selbst komplexeste Positioniersysteme. Das garantiert höchste Qualität.

In Dresden verwurzelt, in der Welt zuhause

Steinmeyer Mechatronik ist Vorreiter, Impulsgeber, Innovationsführer sowie Zukunftsgestalter – und das bereits seit 150 Jahren. Gegründet wurde das Unternehmen 1872 vom Dresdner Präzisionsmechaniker und Optiker Gustav Heyde als „Mathematisch-mechanisches Institut und Optische Präzisionswerkstätten“. Im Laufe der Zeit hat sich das Produktspektrum immer wieder verändert und erweitert – von optischen Komponenten, astronomischen Instrumenten und geodätischen Messgeräten über Lösungen für die Werkzeugmaschinenindustrie und Fahrdrahtmessgeräte für die Bahntechnik bis hin zu kundenspezifischen mechatronischen Steuerungs- und Softwarelösungen. Der Stadt an der Elbe ist das Unternehmen dabei stets treu geblieben. „Dresden ist ein ausgezeichneter Standort. Hightech-Region, Wissenschafts- und Forschungshochburg, qualifizierte Fachkräfte, hervorragende Infrastruktur, lebenswerte Stadt – hier passt einfach alles“, betont Dr. Bromme.

Innovationskraft und Wandlungsfähigkeit als Erfolgskonzept

Seit 1992 sind die Dresdner, die in der DDR unter dem Name Feinmess Dresden bekannt waren, Teil der Steinmeyer-Firmengruppe und firmieren ab 2014 als Steinmeyer Mechatronik. „Wir haben uns immer wieder verändert. Diese Wandlungsfähigkeit ist unser Erfolgsrezept. Ich kann nicht in die Zukunft schauen, aber wir werden den Veränderungen folgen und diese mitgestalten. Neugierig und mutig bleiben!“, so Dr. Alexander Bromme und fügt hinzu: „Ganz herzlichen Dank an unsere Mitarbeiter, Kunden und Partner für die erfolgreiche Zusammenarbeit, das besondere Engagement und die herausfordernden Projekte.“

Wo auch immer die Reise hingeht, klar ist: Auch in Zukunft wird Steinmeyer Mechatronik seinem Kurs treu bleiben und mit seiner kreativen und teilweise unkonventionellen Lösungskompetenz starke Akzente in der Branche setzen – ganz nach dem Credo: Das Unmögliche möglich machen und die Grenzen des Machbaren neu definieren.

Das Gantry ermöglicht hochdynamische Bewegungen über eine Fläche von 1.000 x 800 mm (angepasst an die Aufgabe und den verfügbaren Stellplatz) bei einer Wiederholgenauigkeit von 0,3 µm und ist damit ein Garant für hohen Durchsatz bei gleichbleibender Qualität.

µm-genaue Bahnfahrten und Nanometer-Stabilität bei der Messung

In der horizontalen XY-Ebene sorgen integrierte Linearmotoren für Prozessgeschwindigkeiten von 500 mm/s, auf der vertikalen Z-Achse erzielt der AC-Servo Werte bis 200 mm/s. Der kundenspezifische Bearbeitungskopf bzw. Sensor an der Z-Achse bewegt sich schnell und gleichmäßig über die Träger auf dem Granit. Die Traverse ist für Lasten bis 10 kg ausgelegt, die Höhe kann dabei je nach Anwendung und Bauteilhöhe bis 500 mm variieren. Um optimale Ablaufeigenschaften für enorm wiederholbare Ergebnisse im Submikrometerbereich zu erreichen, sind die Profilschienenführungen direkt auf dem Granit befestigt. Das garantiert µm-genaue Bahnfahrten und Nanometer-Stabilität bei der Messung.

Vielzahl an individuellen Anpassungsmöglichkeiten

Die Lieferung des Positioniersystems erfolgt komplett mit Gestell und abgestimmten Schwingungsisolatoren, voll vermessen und in Betrieb genommen sowie mit integrierter Sicherheitstechnik nach Maschinenrichtlinie. Die Steuerung wird individuell auf die Steuerungsarchitektur des Kunden angepasst, eine bewegungssynchrone Triggerung der kundenspezifischen Messsensorik ist möglich. Durch den Gantry-Aufbau ist eine Integration in Taktstraßen und das Anreihen mehrere solcher Portale einfach realisierbar.

Durch eine zusätzliche Verkleidung mit integrierter Absaugung bzw. Umhausung erfüllt das XYZ-System die Anforderungen für die Reinraumklasse ISO 6. Darüber hinaus können weitere kundenspezifische Anpassungen vorgenommen werden, unter anderem in Bezug auf die Verfahrwege, Längenkombinationen, Verkabelung und Steuerung. Für die Inspektion komplexerer Geometrien ist eine Kombination mit Hebetischen und/oder Drehachsen möglich.

Ideale Basis für Inspektionsanlagen in der Halbleiter- oder Optikfertigung

Dank der hohen Präzision und Dynamik, der langen Verfahrwege sowie der kompakten Bauweise ist das Gantry-System eine ideale Basis für Inspektionsanlagen in der Halbleiter- oder Optikfertigung. Vor allem hochpräzise und dynamische Anwendungen, wie das Laserfügen sowie Lasermikroapplikationen in der Medizintechnik, profitieren von den genannten Eigenschaften.

Als etablierter Lieferant für Positioniersysteme in der Halbleiterinspektion und Halbleiteroptik ist Steinmeyer Mechatronik zudem vertraut mit den Ansprüchen für Ultraviolett- und Extrem-Ultraviolettprozesse und bietet großzügige Montageräumlichkeiten zur Gesamtinbetriebnahme des Systems, auch im Reinraum.

In vielen Positioniereinheiten sind Elektromotoren verbaut. Diese führen jedoch aufgrund ihres Magnetfeldes in stark magnetischen Umgebungen wie der Magnetresonanztomographie (MRT) oder durch magnetische Beeinflussung des Strahls, beispielsweise bei der Elektronenmikroskopie, zu Problemen und können dort nicht eingesetzt werden. Für derartige Anwendungen hat Steinmeyer Mechatronik den Kreuztisch KDT 105 NM entwickelt. Die magnetfreie XY-Stelleinheit basiert auf dem Prinzip der Piezoelektrizität. Piezomotoren nutzen zur Erzeugung einer Bewegung den piezoelektrischen Effekt, d.h. die Änderung der elektrischen Polarisation durch elastische Verformung, und sind dadurch vollkommen frei von magnetischen Materialien (das Führungssystem ist aus Titan oder Keramik).

Präzision im Mikrometerbereich

Ob Scan oder Punkt-zu-Punkt-Bewegung: Der KDT 105 NM realisiert Verfahrwege von 20 bis 100 mm sowie Lasten zwischen 5 und 25 N und erfüllt die hohen Anforderungen der Medizintechnik hinsichtlich Präzision und Sicherheit zuverlässig. So bietet der Kreuztisch eine Wiederholgenauigkeit von 0,3 µm und erreicht dank Piezomotor kleinste Schritte im Nanometerbereich mit einer nahezu unerreichbaren Positionsstabilität. Das Anfahren der einstellbaren Positionen kann geregelt oder frei per Joystick erfolgen. Zudem ist der KDT 105 NM stromlos selbsthaltend und durch das reibbasierte Prinzip überlastsicher. Geschwindigkeiten zwischen 1 µm/s bis 100 mm/s gewährleisten effiziente Prozesse. Die XY-Positioniereinheit verfügt über eine zentrale Durchlichtöffnung sowie Kreuzrollenführungen und kann bei Temperaturen im Bereich von -100°C bis +100°C sowie im Vakuum (Sonderkonfiguration) eingesetzt werden.

Apropos Sonderkonfiguration: Individuelle Anpassungen an applikationsspezifische Anforderungen sind jederzeit möglich. So lassen sich unter anderem Ausführungen verwirklichen, die gegen ionisierende Strahlung unempfindlich sind. Dadurch ist der leichte und gleichzeitig sehr robuste KDT 105 auch in der Strahlentherapie einsetzbar, zum Beispiel in der Protonentherapie zum Verstellen der Dosierblenden oder zur Verwendung in Zyklotronen für die Isotopenproduktion.

Präzisionspositionierung in Diagnose, Therapie und Forschung

Die magnetfreie Ausführung ermöglicht den Einsatz im Magnetresonanztomographen, etwa als Assistenzsystem oder zum Anfahren von Injektionspunkten im Life-MRT. Weitere Anwendungsfelder finden sich in der Präzisionspositionierung für Laboranwendungen, unter anderem zur Probenzuführung in der Elektronenstrahl- oder Ionenstrahlmikroskopie oder beim Probenhandling in flüssigem Stickstoff oder Vakuum. Dank Unempfindlichkeit gegenüber Röntgenstrahlen gehört auch die Computertomographie (CT) zu den Einsatzbereichen des KDT 105 NM.

Der KDT 105 NM kann mit passenden Linearverstellern und Rotationseinheiten ergänzt werden und ist auch als OEM-System mit integrierter Steuerung erhältlich.

Wafer dienen als Grundplatte für elektronische Bauelemente, beispielsweise Mikrochips, und haben damit eine Schlüsselfunktionen in der Halbleiterindustrie inne. Entsprechend hoch sind die Anforderungen in der Herstellung. Der Qualitätskontrolle kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Als internationaler Hightech-Player mit 150 Jahren Erfahrung kennt Steinmeyer Mechatronik die besonderen Bedürfnisse der Branche genau und realisiert effiziente Systeme für anspruchsvolle Bedingungen. Speziell für die hochpräzise Qualitätssicherung großer Wafer, Probecards und Leiterplatten bietet der Dresdner Positionierspezialist mit dem XYZ-Positioniersystem zur automatisierten Inspektion eine leistungsstarke und wartungsarme Lösung.

Qualitätssteigerungen und Verringerung der Zykluszeit

Das Inspektionssystem mit Verfahrwegen bis 720 mm erlaubt die gleichzeitige Überprüfung mehrerer 300-mm-Wafer oder einzelner bis 700 x 700 mm großer Substrate mit Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 1.000 mm/s. Eisenlose Direktantriebe machen dieses hohe Tempo möglich. Dank der Wiederholgenauigkeit von 0,3 µm lassen sich präzise Messergebnisse und enorme Qualitätssteigerungen erzielen. Die Z-Achse wurde für Sensoren und Kamerasysteme bis 5 kg konzipiert. Die Vertikalverstellung kann dabei wahlweise fest, manuell, motorisch mit Spindel oder dynamisch mit pneumatisch entlastetem Direktantrieb für Höhenkompensation bei voll interpolierter Bewegung erfolgen. Auch die Prüflingsauflage ist applikationsspezifisch anpassbar, zur Wahl stehen geschliffene Platte, Platte mit Bohrraster und Chuck.

Komplettsystem für die einfache Integration

Bei dem XYZ-System handelt es sich um eine Komplettlösung inklusive Stahlgestell und Luftdämpfern, wobei letztere zusammen mit der massiven, schweren Grundplatte aus Granit eine hervorragende Entkopplung gegenüber Bodenvibrationen sicherstellen – ideal für Messungen mit µm- und sub-µm Auflösung. Befestigungsbohrungen für Gehäuseanbauten sind vorhanden. Das Inspektionssystem wird mit voll vermessener Genauigkeit sowie angepasster Verkabelung und Vakuumführung entsprechend der eingesetzten Sensorik und Waferaufnahme geliefert und lässt sich dank Portalaufbau einfach in bestehende Linienprozesse integrieren. Eine Ausführung für höchste Reinraumansprüche bis ISO1 mit interner Absaugung und Partikelfallen ist optional verfügbar.

Wartungsarmer 24/7-Betrieb

Die Steuerung erfolgt über einen separaten Motion-Controller für drei Achsen, der sich schnell und unkompliziert in die vorhanden Steuerungsumgebungen einbinden lässt. DLL und API zur aufwandsarmen Softwareintegration sind erhältlich, ebenso Beckhoff oder ACS. Ein flexibles Wartungskonzept garantiert darüber hinaus minimalen Aufwand bei der Instandhaltung. So können beispielsweise die Bewegungsachsen dank vorjustiertem Interface stillstandsfrei ausgewechselt werden.