Решение Advantech для завода по производству дисплеев
28.03.2021
Введение
Степперы являются ключевым оборудованием при изготовлении полупроводниковых интегральных схем, на котором проводится важнейший этап проекционной фотолитографии — засветка фоторезиста через маску, при этом точность параметров процесса оказывает непосредственное влияние на качество конечного продукта.
Однако это оборудование необходимо постоянно проверять на предмет отклонения параметров от нормы в связи с непрерывной работой и износом, иначе - не избежать приостановки производства для устранения дефектов.
И хотя двигатели могут быть оснащены измерительными приборами для проверки сигналов и параметров, данные о форме сигнала передаются только в виде изображений, что не подходит для пользователей, занимающихся анализом параметров и оптимизацией процессов.
Решение Advantech, дополненное программным и аппаратным обеспечением, дает возможность организовать мониторинг параметров процесса для шаговых двигателей в режиме реального времени. С картой точного сбора данных, стабильным промышленным компьютером и программным обеспечением для мониторинга, не требующим кодирования, производители панелей могут устанавливать системы мониторинга в реальном времени с высоким соотношением цены и качества и как можно быстрее обнаруживать изменения параметров, чтобы повысить производительность и эффективность производства.
Системные требования
Чтобы сохранить долю на конкурентном рынке компания (крупный производитель дисплеев) задумалась об оптимизации управления процессом фотолитографии для повышения конкурентоспособности своей продукции.
Заметим, у производителя всегда были проблемы с оборудованием: любые изменения параметров, возникающие во время производства, часто оставались незамеченными до тех пор, пока не будет проведена проверка готового продукта. В результате возникало множество дефектов, требующих повторной обработки или утилизации, что увеличивало время производства. Так, была необходима установка дополнительного оборудования для контроля.
Учитывая высокую стоимость измерительных приборов, производитель дисплеев решил приобрести программное и аппаратное обеспечение для самостоятельного построения системы мониторинга в режиме реального времени, чтобы сократить расходы. В итоге планировалось, что система будет фиксировать ключевые параметры, влияющие на процесс с помощью датчиков и быстрее обнаружит проблемы благодаря постоянному мониторингу.
Описание системы
Чтобы упростить процессы закупок и оценки, а также обеспечить совместимость программного и аппаратного обеспечения, компания отдает предпочтение поставщику, который предоставляет и оборудование, и ПО.
Требуемое программное/аппаратное обеспечение должно соответствовать следующим критериям:
- простое программное обеспечение для визуализации данных,
- представление данных в виде осциллограмм со всеми параметрами процесса на одном рисунке,
- настройка сигналов тревоги верхнего и нижнего порога и функции немедленного информирования о любых аномалиях параметров,
- ежедневная передача данных в базу для анализа вышестоящими ИТ-системами,
- многоканальная плата сбора данных (для сбора 40 сигналов от каждого степпера),
- скорость сбора 1000 выборок в секунду для обеспечения точности данных,
- компактный промышленный компьютер для установки в ограниченном пространстве на объекте.
Реализация проекта
Компания Advantech предоставила три продукта (программное обеспечение для мониторинга состояния машин DAQNavi/MCM, карту PCI-1747U с большим числом каналов аналогового ввода и безвентиляторный промышленный компьютер MIC-7500) для данного проекта. MIC-7500, включающий в себя DAQNavi/MCM и PCI-1747U, позволяет непрерывно собирать сигналы датчиков. Данные временно хранятся в компьютере и могут ежедневно загружаться в базу данных (по мере необходимости) для анализа. Собранные данные обрабатываются, а ключевые параметры, влияющие на процесс, отображаются в виде изображений. Затем сотрудники могут сравнить данные с заданными пределами сигналов тревоги, анализировать параметры и корректировать процесс.
Основным продуктом всего решения является DAQNavi/MCM, который позволяет пользователю собирать и анализировать сигналы датчиков без кодирования и отображает данные в виде динамической формы волны, аналогично осциллографу. Пользователи также могут выбирать способ представления визуализированных данных в соответствии со своими требованиями. В этом проекте все данные канала находятся в одном изображении для простоты мониторинга. Кроме того, инструмент измерения курсора может маркировать измерения в месте расположения курсора мыши, помогая менеджеру наблюдать за изменениями сигнала.
Функция извлечения признаков DAQNavi/MCM предлагает различные алгоритмы предварительной обработки данных, которые преобразуют большие объемы данных в полезную информацию. Например, в этом проекте требуются максимальные значения, средние значения и минимальные значения для установки пределов сигналов тревоги, но инженеры могут легко выполнить это с помощью конфигурации программного обеспечения.
Помимо данных визуализации, DAQNavi/MCM предлагает функции хранения данных, поиска, сравнения и отображения воспроизведения, которые помогают в анализе и оптимизации процесса. Функция интерпретации позволяет пользователю программировать простые логические выражения для дальнейшего принятия решений.
Что касается аппаратного обеспечения, то 64 каналов PCI-1747U-AE более чем достаточно для сбора 40 сигналов в этом проекте. Частота дискретизации до 250 квыб/с также позволяет воссоздавать более точные формы сигналов и уменьшает искажения. ПК MIC-7500 отличается высокой производительностью и компактностью, что позволяет легко устанавливать его в местах с ограниченным пространством, оборудование поддерживает технологии Advantech i-Modules и iDoor для гибкого расширения интерфейса ввода-вывода. В данном проекте был выбран модуль MIC-75M11 для дополнительных слотов PCI для установки карт захвата данных.
- DAQNavi/MCM: программное обеспечение для мониторинга состояния машины.
- PCI-1747U: 16-разрядная, 64-канальная универсальная плата PCI с аналоговым вводом, 250 квыб/с.
- MIC-7500: компактная безвентиляторная система с процессором Intel Core i 6-го поколения.
Схема решения
Заключение
Решение Advantech для мониторинга шаговых двигателей в режиме реального времени представляет собой комплексное решение с высоким соотношением цены и качества, которое предоставляет все необходимое программное и аппаратное обеспечение, от базового сбора сигналов до вычисления и загрузки данных. ПО DAQNavi/MCM отличается гибкостью, масштабируемостью и может быть легко применено для другого проекта.
Так, после завершения тестового этапа клиент проекта внедрил решение Advantech во все зоны фотолитографии и даже продублировал его на своих трех заводах по производству панелей на Тайване, отметив при этом значительный рост производительности и эффективности производства.
/PCI-1747U_03_S20110901114317.jpg)
