Semi F47驱动器和其他组件为电压干扰提供低成本、可靠的解决方案

制造设备和控制对电气系统电压波动的敏感性使电能质量成为半导体制造商的主要问题。据估计,电压中断每天给该行业造成100万美元的收入损失。

通过控制工程人员 二四年三月三十日

制造设备和控制对电气系统电压波动的敏感性使电能质量成为半导体制造商的主要问题。据估计,电压中断每天给该行业造成100万美元的收入损失。冰暴、洪水、飓风、闪电、公用事业配电设备故障或其他系统异常都会导致这些中断。

精密的制造要求和半导体制造的最小公差使工艺设备特别容易受到电压下降的影响,这可能导致设备关闭,导致生产损失。短时间的电压下降和下降,通常持续不到1/4秒,主要是由公用电力系统故障引起的,是半导体制造设施面临的主要电源相关问题。

电压下降,也称为电力不足,是指连接的电气设备在通常较短的时间内施加的电压下降。虽然电压跌落并不是完全中断,但它经常导致设备控制电路脱落和复位,从而导致工艺中断、产品损坏和相应的利润损失。

考虑到停机时间和产品损坏带来的成本,寻找克服电力质量差的方法已成为行业最重要的举措之一。通过半导体设备材料国际公司(Semiconductor Equipment Materials International)制定的SEMI F47标准,该行业现在要求制造工具在电压下降期间保持性能。
该标准通过要求半导体工具在输入交流线路电压与时间剖面下工作来解决电压下降的影响。由于行业数据显示,大多数电压下降(50%至70%)的持续时间小于0.2秒,SEMI F47要求制造设备“不间断”地维持电压下降幅度和持续时间超过50%,最长可达0.2秒。

据功率标准实验室的Alex McEachern介绍,SEMI F47旨在防止的电压下降通常每个月在世界各地的半导体制造设施中发生一次。McEachern说,不能忍受这种凹陷的工业设备通常也会每月发生一次故障,而且没有任何解释。但是,设计用于渡过凹陷的设备故障次数更少,生产效率也更高。

即使是受轻微电压下降和浪涌影响的制造线,也可能需要几个小时到几天的时间来重新校准和重新鉴定。因此,晶圆制造厂平均每年遭受高达30%的停机时间和显著的产量损失,其中大部分是由电压下降和脏电造成的。

SEMI F47标准的主要目标是使工艺设备和组件能够克服电源问题,并仍然保持生产。SEMI F47的性能指标基于信息技术产业委员会的CBEMA曲线,该曲线基于典型电压随时间下降的经验数据。

该曲线代表了一个普通制造工厂的电能质量经验。
在过去,半导体工具制造商经常使用备用电池系统或昂贵的电源调节系统来保护他们的设备。但是电池的寿命有限,限制了被保护设备的可靠性。因此,SEMI F47标准的主要目标之一是要求设备和组件能够在不依赖电池的情况下通过电压下降。

自SEMI F47标准制定以来,独立认证公司EPRI PEAC一直走在电气设备测试和认证的前沿,测试机构发现,其他比电源调节器和电池成本更低、更可靠的解决方案也更好。通过合规性测试,他们可以识别设备中的薄弱环节,并提出低成本或零成本的解决方案。这些解决方案从电源配置的微小变化到软件修改,再到不同的继电器和接触器选择。

该规范第7.1节规定,半导体加工、计量和自动化测试设备必须根据定义的曲线设计和制造符合电压跌落贯穿能力。测试的主要重点是加工设备,如蚀刻,表面准备和清洁,离子植入,计量,光刻,热,薄膜沉积,化学机械抛光工具和自动化测试设备。SEMI F47还要求供应商将其组件认证为符合抗凹陷标准。

合规性测试通常涉及使用电压源(称为凹陷发生器),模拟控制器或其他被测组件的SEMI F47曲线。试验包括单相电压下垂和多相电压下垂。在每个组件上运行许多测试,以确保在测试组件和连接负载期间经历SEMI F47标准中描述的所有条件。

根据标准中规定的规则,所有测试的设备都有及格或不及格的等级。故障是指任何计划外的中断或设备操作规格的差异,而不是辅助。为了通过,半导体机器中使用的每个元件都必须符合标准的要求。一个部件的故障会导致整个机器的故障。

施耐德电气是全球领先的微电子应用电气、工业控制和自动化产品供应商之一,已投入大量资源开发可在全球应用的防下垂设备解决方案。

2002年,该公司推出了数十种符合SEMI f47标准的产品,包括接触器、继电器、驱动器和直流电源,所有产品都获得了EPRI PEAC的认证。

新产品以及为设备制造商和制造厂定制的解决方案的开发工作仍在继续。施耐德电气还推出了许多新产品来帮助设备克服电压下降,包括用于接触器和继电器的低压贯穿模块,以及旨在减轻关键子系统的完整设备保护的电压下降的电子凹陷保护器。

最近,施耐德电气的整个Telemecanique产品系列

虽然CBEMA曲线是针对半导体行业的测试结果,但它对其他在输电线上遇到类似电压下降的工业公用事业客户具有严重影响。电压下降对所有行业的生产力和盈利能力都是严重威胁,在这些行业中,计划外的工艺中断会导致产品退化或损失,并产生废料。当电压下降导致计划外中断时,化学工业、处方药制造和其他使用温度和时间关键过程的部门的应用都会遭受一定程度的损失。在任何工艺应用中使用符合SEMI f47标准的组件和设备都可以为制造商节省大量的资金。

有关施耐德电气符合SEMI f47标准的控制和电源产品的更多信息,请访问www.squared.com

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Semi f47兼容驱动器和其他组件提供低成本、可靠的电压干扰解决方案

满足半导体行业的抗电压跌落要求