Precisiebeurs Woensdag 28 november 2007 ir. Tom Bijnagte, HiPrecision

Precisie Efficient Ontworpen

Precisiebeurs Woensdag 28 november 2007 ir. Tom Bijnagte, HiPrecision

Precisie Efficient Ontworpen Ontwerpen van Precisie Efficient door Error Analysis & Budgetting Conclusies

page 2 ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

Ontwerpen van Precisie Bewegende mechanica Sensoren, actuatoren, regelsysteem Externe factoren: temperatuur, trillingen Nauwkeurigheid: sub-µm ... tientallen µm


Projectmatig ontwikkelen Balanceren van ontwikkelaspecten Risico’s? Precisie

Ontwikkeltijd

Risico’s?

Kosten

Risico’s?


Ontwerpen van Precisie Voorbeeld: ontwerp een laadmechanisme voor wafers

Tafel Wafer

Wafer

Wafer-kenmerk ±50 [µm] Tafel-kenmerk


Hoe verloopt zo’n project? Projectplan Concept

Detailleren

Maken/bestellen

Bouwen Testen

Precisie: brainstorm: • robot • sensoren • tafel ingeving: • temperatuur? • wafers?

testplan: • robot • sensoren • tafel • temperatuur • wafers

testen: • overnamerepro • calibratie page 6

ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

Gevolg Onvoorziene foutenbronnen Concept

Detailleren

uitloop

Maken/bestellen

Bouwen Testen

kosten: • spoedbestellingen • overuren • onbruikbare onderdelen • nieuw project stil • concurrent roomt markt af ... page 7 ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

Wat ging er mis? Onverwachte foutenbronnen duiken op In elke fase van het ontwikkeltraject Hoe later, hoe minder oplossingsruimte


Wat is er tegen te doen? Beheersen van risico’s ... maar hoe? Totaalplaatje van foutenbronnen ontwikkelen • zo goed mogelijke compleetheid • inzicht in samenhang van fouten

Methode: Error Analysis & Budgetting page 9 ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

Methode Error Analysis & Budgetting Systematische synthese van foutenbronnen Gericht op inzicht en overzicht: • Onderbouwde specificaties • Focus op belangrijkste bijdragen • Realistisch testplan

Error Analysis & Budgetting


Hoe werkt Error Analysis & Budgetting? Drie stappen: 1. Positieketen 2. Foutenboom 3. Foutenbudget Voorbeeld: electronische schuifmaat


Stap 1: Positieketen

Meetonzekerheid: Nauwkeurigheid zero-en Calibratie Batterijspanning

Fysieke route door constructie?

Temperatuur Electronicadrift ... etc.

10.25

Kritische maat

Verbinding

Schaal

Taster - L

Taster - R


Stap 2: Foutenboom 10.25

Meetnauwkeurigheid schuifmaat

Vervorming Bek1

Precisie Lineaal

Vervorming Bek2

Niet-lineariteit

Reproduceerbaarheid

Resolutie

Drift

Hysterese

Uitzetting ( T)

Electronica

Verbinding

Schaal

Taster - L

Taster - R

Ruis


Stap 3: Foutenbudget Meetnauwkeurigheid

Vervorming Bek1

Precisie Lineaal

Vervorming Bek2

Niet-lineariteit

Reproduceerbaarheid

Resolutie

Drift

Hysterese

Uitzetting ( T)

Electronica

Ruis

Vervorming Bek1 kwad Niet-lineariteit kwad Uitzetting Electronica

lin lin

Drift Hysterese Reproduceerbaarheid

lin lin

Resolutie Ruis Precisie lineaal Vervorming Bek2 Eindnauwkeurigheid Specificatie Capability

Level4 ±[um]

Level3 ±[um]

Level2 ±[um] 3

3 2 5 2

lin

7

kwad

5 2

kwad lin kwad

Level1 ±[um] 2

13 5 19 25 1,3


Overzicht foutenanalyse schuifmaat Meetnauw-

2. Foutenboom

keurigheid

Vervorming Bek1

1. Positieketen

Precisie Lineaal

Vervorming Bek2

Niet-lineariteit

Reproduceerbaarheid

Resolutie

Drift

Hysterese

Uitzetting ( T)

Electronica

Ruis

10.25

3. Foutenbudget Verbinding

Schaal

Taster - L

Taster - R

Vervorming Bek1 kwad Niet-lineariteit kwad Uitzetting Electronica Drift Hysterese Reproduceerbaarheid Resolutie Ruis Precisie lineaal Vervorming Bek2 Eindnauwkeurigheid Specificatie Capability

lin lin lin lin

Level4 ±[um]

Level3 ±[um]

Level2 ±[um] 3

3 2 5 2

lin

7

kwad

5 2

kwad lin kwad

Level1 ±[um] 2

13 5 19 25 1,3


Error Analysis & Budgetting Wafer Laadmechanisme Camera + 2x CCD = Contoursensor

Uitlijnsensor Tafel

Robot Wafer

Wafer


Stap 1: Positieketen Contoursensor Tafel

Kritische maat Robot Wafer

Centrum Camera/CCD' s

Wafer

Calibratie van offsets

Tafel Marks

Meetnauwkeurigheid Contoursensor Wafer Contour

Repro Wafer Marks

Plaatsnauwkeurigheid waferkenmerken Wafer Marks @ robot

Laadrepro

Wafer Marks @ tafel


Stap 2: Foutenboom Tafel

Repro Wafer Marks

Laadrepro

Wafer

Plaatsnauwkhd Waferkenmerken

Meetnauwkhd Contoursensor

Wafer

Calibratie offsets

Drift

1/ 25

Positienauwk -heid Robot

Positienauwk -heid Tafel

Overnamefouten

Laadrepro

Plaatsnauwkheid marks

Meetnauwkheid Camera

Uitlijnnauwkeurigheid

Drift meetsysteem Drift frame

Idem

Drift tafel

Meetnauwkeurigheid

Positioneringsnauwkheid

Regelprecisie

Positienauwk -heid Robot

Positienauwk -heid Tafel

Overnamefouten

Positienauwk. Tafel

Meetnauwk. Uitleessensor


Stap 3: Foutenbudget

Level3 XY Rz ±[um] ±[urad] 5 25 5 25 5 25

Meetnauwkeurigheid Robot Positioneringsnauwkeurigheid Robot Regelprecisie Robot Positienauwkeurigheid Robot

kwad kwad kwad kwad

Meetnauwkeurigheid Tafel Positioneringsnauwkeurigheid Tafel Regelprecisie Tafel Positienauwkeurigheid Tafel

kwad kwad lin kwad

1 1 1

kwad kwad kwad kwad lin kwad

2 1

Overname Robot-->Laadpennen Overname Laadpennen--> tafel Overnamefouten Laadrepro Plaatsnauwkeurigheid marks Meetnauwkeurigheid Camera Laadrepro Plaatsnauwkeurigheid marks Meetnauwkeurigheid Camera Positienauwkeurigheid Tafel Meetnauwkeurigheid Uitleesssensor Uitlijnnauwkeurigheid Calibratie offsets (x 1/5) Drift Repro Wafer Marks Y-fout vanwege Rz-fout (arm 0.2 [m]) Totaal (kwadratisch)

2 1

9

43

2

24

2

22

Level1 XY Rz ±[um] ±[urad]

10 10 10 20 10

kwad lin kwad kwad kwad kwad lin lin


9 10 5

54 50 25

3

26

9 10 5

54 50 25

4 5 30 29 41

23 10 143

24 10


Overzicht analyse Waferlaadmechnisme 2. Foutenboom Repro Wafer

Marks

Laadrepro

Plaatsnauwk-heid mar ks

Meetnauwk-heid Camera

Drift

Calibratie offsets

1 / 2 5

Positienauwk-hei d Robot

Positienauwk-hei d Tafel

Overnamefouten

Laadrepro

Plaatsnauwk-heid mar ks

Meetnauwk-heid Camera

Uitlijnnauw- keurigheid

Drift meets ysteem

Drift frame

I d e m

Drift tafel

1. Positieketen

Meetnauw- keurigheid

Positioneri ngs-nauwkhei d

Regelprecisie

Positienauwk-hei d Robot

Positienauwk-hei d Tafel

Overnamefouten

Positienauwk. Tafel

Meetnauwk. Uitleessensor

3. Foutenbudget

Robot Wafer

Wafer Marks @ robot

Wafer

Wafer Marks @ tafel

Centrum Camera/CCD' s

Meetnauwkeurigheid Robot Positioneringsnauwkeurigheid Robot Regelprecisie Robot Positienauwkeurigheid Robot

kwad kwad kwad kwad

Meetnauwkeurigheid Tafel Positioneringsnauwkeurigheid Tafel Regelprecisie Tafel Positienauwkeurigheid Tafel

kwad kwad lin kwad

1 1 1

10 10 10

kwad kwad kwad kwad lin kwad

2 1

20 10

Overname Robot-->Laadpennen Overname Laadpennen--> tafel Overnamefouten Laadrepro Plaatsnauwkeurigheid marks Meetnauwkeurigheid Camera

Wafer Contour

Tafel Marks

Level3 XY Rz ±[um] ±[urad] 5 25 5 25 5 25

Laadrepro Plaatsnauwkeurigheid marks Meetnauwkeurigheid Camera Positienauwkeurigheid Tafel Meetnauwkeurigheid Uitleesssensor Uitlijnnauwkeurigheid Calibratie offsets (x 1/5) Drift Repro Wafer Marks Y-fout vanwege Rz-fout (arm 0.2 [m]) Totaal (kwadratisch)

kwad lin kwad kwad kwad kwad lin lin

2 1

24 10


9

43

2

24

2

22

9 10 5

54 50 25

3

26


9 10 5

54 50 25

4 5 30 29 41

23 10 143


Analyse inspanning? Eenmalig opstellen Error Analysis & Budget enkele dagen ... een week Afstemming gedurende project (detailleren, testen) 1 dag/week, 2..6 maanden Analyse parallel aan lopend project


Wat levert het op? Concept

Detailleren

Maken/bestellen

overzicht:

testplan:

• onderbouwd concept

• onderbouwd testplan • goedkeurcriteria

• specificaties ontwerp en submodules

focus: • essentiele foutenbronnen • beoordeling alternatieven

Bouwen Testen

testen: • snel opsporen van fouten

• specificaties onderdelen page 22 ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

Wat kan HiPrecision betekenen? Korte audit: kritische foutenbronnen identificeren Uitwerken Error Analysis & Budgetting • Analyse van risico’s • Specificatie deelontwerpen • Ontwerpoplossingen Interim Projectcoordinatie • Voorstudie • Detailleren • Kwalificeren Coaching, training ontwerpers en constructeurs page 23 ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

Conclusies Error Analysis & Budgetting is • een praktisch tool • om systematisch • ontwerprisico’s te ondervangen • als het gaat om precisie. HiPrecision biedt • kennis en ervaring • voor uitvoering en coordinatie page 24 ir. Tom Bijnagte, Precisiebeurs, 28 november 2007

PS: Presentatie ontvangen? kaartje afgeven


Vragen?


Precisiebeurs Woensdag 28 november 2007 ir. Tom Bijnagte, HiPrecision

Recommend Documents