【总结】什么是可在半导体制造装置及真空中使用，并有助于降低成本的传感器？
真真空室、半导体制造装置的用户有什么烦恼？
- “可在真空环境中使用的非接触式传感器价格昂贵，高达20万日元以上”
- “希望能更方便、更低价地进行定位”
由于近来半导体紧缺，当务之急是要生产半导体制造装置。
在加紧设计新机型的情况下，降低设计成本是始终不变的主题之一。
即使允许将成本耗费在主要功能上，但还是希望能够减少耗费在
・细微功能（例：门的开闭、卸载/装载）
・定位及有无检测
等方面的成本。
然而，半导体生产线及真空室内和正常环境不同，还必须要考虑污染及“排气”。
因此，还有很多场景必须要使用非排气性的昂贵的非接触式传感器及部件，
认为“耗费成本也没办法…”
的设计人员也有很多。
“定位”是机械设备、搬运装置中必不可少的要素之一。
本文将在关注此类成本的同时，讲解真空环境下的注意事项及传感器选型、案例。
●本文总结
・真空环境下的部件选型基础
・半导体制造装置中使用的“对应真空环境下定位的接触式传感器系列”
目次
真空环境中存在的课题有哪些？
排气所引起的各类问题
在构建真空环境下的制造工艺时，“解决排气问题”是重要课题之一。
在真空环境下，夹具、部件、粘接剂、电线等各类部件都会产生排气。
部件产生的排气会附着在真空室内壁及工件等处，引起以下问题。
- 产生不良品导致成品率下降
- 质量问题
- 检查成本增加
因此，在真空环境下需要选择、使用“低排气”的夹具、部件及材料。
真空室内的空间狭小
半导体制造装置及真空室内部由非常狭小的空间构成。
在考虑到排气的同时，也需要灵活运用狭窄的空间，设计时尽量避免夹具和定位等造成空间的浪费。
因此，在真空环境下进行制造就会存在一个很大课题，即
“在空间有限的真空环境下如何设计设备来避免产生排气？”
“高真空适用接触式传感器”的特征
为您介绍“高真空适用定位接触式传感器GN系列”的三大特征
本产品是通过接触夹具及工件等输出ON/OFF信号的“接触式传感器”。
主要用途为【定位、找原点】，用于各类设备及机器人。
下面为您介绍在真空中也可使用的GN系列传感器三大特征。
特征1：接触式传感器本体采用“低排气”材质。
特征2：超小型，可节能空间。
特征3：在无尘室组装以防止污染。
特征1：接触式传感器本体采用“低排气”材质。
高真空适用接触式传感器GN系列采用的材质能够尽量减少产生“排气”造成的污染，在高真空度等级10-5Pa环境中几乎不会排放出气体。
介绍用于接触式传感器主体的材质。
《主体材质》
・前部端子材质：B接点（SUS420)、A接点（PEEK）
・接点材质：BSBM
《树脂零件》
真空适用接触式传感器内部所用的树脂部件材质为“PEEK”。
这种材质含有的挥发性有机物化合物及金属离子非常少，是低排气材料，在真空环境下使用无需担心污染。
《主体电缆》
使用“PTFE”
《粘接剂：Torr Seal》
使用低排气粘接剂“Torr Seal”。
※外部链接：关于Torr Seal
高真空度适用接触式传感器概不使用润滑脂、润滑剂及油等。
特征2：超小型，可节能空间。
高真空适用接触式传感器GN系列体积超小，在狭小空间内也能轻松安装。
特特征3：在高真空度等级10-5Pa的环境中也不会产生排气
接触式传感器主体采用低排气材质，可在高真空环境（10-1Pa～10-5Pa）下使用。
在实际引进的高真空领域的制造过程中，包括有真空蒸镀装置、溅射装置、薄膜加工装置等。
※通常环境～高真空度环境:HV:high vacuum（10-1Pa～10-5Pa）
特征4：在清洁环境下组装以防止污染
作为防止污染对策，在以下环境下进行真空环境对应接触式传感器的组装。
- 清洗组装部件后使用
- 无尘室中的组装作业
- 组装时使用橡胶手套（无粉）
“高真空度适用接触式传感器”的种类与选择方法
可从以下5个项目中选择。
- 触头形状
- 电缆方向
- 电缆长度
- 动作形态：A接点（NO） B接点（NC）
- 直径・行程长度
规格1・触头形状
接触式传感器通过让对象物接触触头部，输出信号。
需要根据接触对象物的触碰角度选择触头形状。
触头形状有两种类型
- 直进接触用触头
- 偏角接触用触头
- 从正面接触传感器时：“直进接触型”（PT系列）
※注意事项※
直进接触用触头，如果从斜方向进行接触，有可能会损坏接点及内部。
请在装入时务必从直进方向接触触头。
2. 有角度接触时：“偏角接触型”（球形触头BP系列）
以下情形，请选择球形触头中的偏角接触用接触式传感器（BP系列）。
- 接触部为R形状的工件
- 像大型液晶面板及基板一样弯曲的工件
球形触头型的真空适用接触式传感器有直径、行程长度不同的2种类型
※“什么是行程？”请点击此处
- M5型 ・行程：0.8mm
- Ｍ16型・行程：2.9mm
规格２：电缆方向
接触式传感器的电缆方向可从以下2种类型中选择
- 直出型
- 直角伸出
规格 ３：电缆长度
高真空适用接触式传感器的标准长度为0.5米。
可从以下3个选项中选择长度。
《电缆长度选项》
- 1米
- 3米
- 5米
规格 ４：动作形态
动作形态有A接点和B接点2种类型。
各自的选型方法请参阅“关于动作形态”
A接点和B接点的信号动作点不同。※“什么是信号动作点？”请点击此处
- A接点（NO）：触头碰到接触面，压入0.2～0.3mm后就会输出信号
- B接点（NC）：预行程（到切换信号的距离）为0。接触到对象物即输出信号。
总结：真空适用接触式传感器的产品系列
・コンタクト形状
・ケーブル方向
・ケーブルの長さ
・動作形態：A接点(NO) Ｂ接点(NC)
・径
以下是上述规格的一览汇总。
《高真空适用接触式传感器GN系列一览表》
※１：全长＝从触头前端到主体末端（不包括导线的长度）
※２：単位：mm
※３：“什么是信号动作点？”请点击此处
※４：“什么是行程？”请点击此处
“高真空度适用接触式传感器”的常见问题与注意事项
关于耐热温度（上限、下限）
真空适用接触式传感器的耐热温度上限是120℃，下限是0℃。
通过烘烤来释放排气时，只要120℃以下不超过约2小时，就可以正常使用。
关于操作速度、颤动
操作速度10mm/min以下での低スピード请避免以操作速度10mm/min以下的低速使用，否则有可能会产生颤动。
接点寿命
可重复开⇔关300万次使用。
安装时的螺母、螺丝紧固扭矩
螺母、螺丝的紧固扭矩为1N/m。
“高真空适用接触式传感器”的引进实绩和应用
按不同行业、用途、工件为您介绍高真空适用接触式传感器的引进实绩。
《有引进实绩的行业》
- 半导体
- 液晶面板
- 有机EL
- 航空航天
《有引进实绩的案例、用途》
真空环境内主要有如下定位。
- 工件找原点
- 工件定位
- 夹具定位
《检测工件》
基板、玻璃、金属、塑料
《实际引进案例》
- 真空室内的工作台定位
- 真空蒸镀装置内的工件定位
- 溅射装置
- 薄膜制膜装置内的定位
- 半导体晶片的定位
- 真空适用定位工作台
- 基板座专用掩膜就位确认
- 传送带上传送过来的托盘定位
真空适用接触式传感器的改进案例
使用案例1：半导体XY工作台的定位
【问题要点】
- XY轴因自身发热而出现微米级偏移
- 光微传感器不能用来进行高精度的原点定位
【改进后】
- 用接触式传感器实现工作台的精密位置检测
使用案例2：玻璃基板的就位确认
【问题要点】
- 特殊真空用连接器价格昂贵
- 需要设置观察口
※可以用其他公司生产的“透过型真空光纤传感器”及“位移传感器”代替。
普通的真空适用接触式传感器定价为每台3～5万日元，带放大器的光纤传感器价格区间为每台20～50万日元，价格昂贵。
【改进后】
- 无需昂贵的特殊真空用连接器
- 无需观察口，降低成本
使用案例3：载物台找原点
【问题要点】
- 希望在下表面和侧面2处对滑动的载物台找原点
【改进后】
- 通过将球形触头型的接触式传感器嵌入夹具就能设计就位下表面的定位。
- 侧面的找原点通过直进接触型传感器，就能设计高精度找原点。
以上就是可在真空环境中使用的“真空适用定位接触式传感器GN系列”的介绍。
咨询・资料
《咨询》
由本公司工程师为您回答有关使用方法的提问及产品定制要求。
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《关于真空适用接触式传感器的资料》
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