Dans l'atelier du vide

La propreté et la précision sont incontournables dans l'industrie des semi-conducteurs. Le spécialiste suisse du vide VAT a donc mis au point en coopération avec maxon un système d'entraînement des wafers

  • Trois de ces Pinlifter déplacent le wafer dans la chambre sous vide. Photo: VAT

    Trois de ces Pinlifter déplacent le wafer dans la chambre sous vide. Photo: VAT

Même parmi les passionnés de technique, le terme «Vanne à vide» peine à soulever l'enthousiasme. En quoi une vanne à vide peut-elle bien séduire? Une visite de l'entreprise VAT, active à l'international basée à Haag, dans l'est de la Suisse ne manquera pas d'éveiller votre intérêt. Dès que l'industrie a besoin de vide, VAT entre en scène. Pour faire simple, une vanne à vide est une vanne qui ouvre ou ferme l'accès à une installation de vide. Cependant, si le mot vide vous fait penser à des aliments emballés de supermarché, vous faites fausse route. Dans l'industrie, les chambres sous vide sont surtout utilisées là où le moindre grain de poussière ou la moindre goutte d'eau suffirait à anéantir toute phase entière de la production. Et nous voilà arrivés au cœur de l'action: dans le secteur de la haute technologie. Smartphones, écrans extra-plats, panneaux solaires, processeurs – fabriquer tous ces produits, pour ne citer que ceux-ci, serait impensable sans les installations sous vide. C'est pourquoi la société VAT livre une grande partie de ses systèmes en Asie, où les «Big Players» du domaine de la microélectronique et des semi-conducteurs sont implantés.

Un ascenseur à wafers
La production et le traitement des wafers compte parmi les opérations importantes dans le secteur de la microélectronique. Les wafers sont de minces galettes rondes constituées d'un matériau semi-conducteur tel que le silicium. Les wafers constituent la base des circuits intégrés. Étant donné que les processeurs modernes présentent plusieurs milliards de transistors - smartphones compris - il est évident que la production de substrats semi-conducteurs ne tolère la présence d'aucun corps étranger. D'où l'importance de travailler dans des chambres sous vide. Ce qui pose problème car plus le vide est puissant, plus la poussée de l'air extérieur est forte. Une chambre sous vide industrielle est soumise à des forces considérables. Une vanne normale n'aurait ici aucune chance. Les vannes VAT maîtrisent la situation. L'entreprise est encore allée plus loin ces dernières années et propose désormais non seulement des vannes mais aussi des systèmes complets destinés à différentes étapes de production en chambre sous vide. L'un de ces systèmes est le Pinlifter. Il s'agit d'une sorte d'ascenseur pour galettes de silicium. La galette est posée sur trois broches, chacune de ces broches étant déplacée à la verticale par un moteur. Cette sorte d'ascenseur à trois pieds (Pinlifter triple) ainsi réalisé déplace le wafer vers le haut dans une chambre sous vide avant qu'il soit pris en charge par un système de manipulation. Et c'est là que maxon intervient. Système d'entraînement mécatronique de précision, le Pinlifter est le fruit d'une coopération de plusieurs mois entre VAT et maxon. L'unité d'entraînement du Pinlifter est constituée d'un moteur EC plat sans balais avec codeur optique, frein et broche. La longueur maximum de 40 millimètres pour l'unité d'entraînement a représenté un défi très spécial. Marco Apolloni, directeur de l'ingénierie chez VAT, récapitule: «Au départ, nous avons envisagé six concepts différents, qui prenaient différents fournisseurs en compte pour les moteurs, les freins, les codeurs, etc. Dans quatre concepts, l'approche par composant était prioritaire. Pour les deux autres concepts, l'approche système prévoyait l'entraînement complet sous la forme d'une unité testée (comprenant boîtier, broche, arbre moteur et pièces d'isolation). «En raison des exigences élevées en matière de précision et de taille, seule l'approche systémique a été retenue, car elle permet de minimiser de nombreux risques et d'élaborer la meilleure solution possible», explique Marco Apolloni. «maxon nous a convaincus par son expertise technique et a été en mesure de couvrir l'ensemble des besoins à partir d'une source unique».

 

 

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