La MULTI-DOF TECHNOLOGY de HEIDENHAIN donne des ailes au collage hybride.
Une meilleure précision et un meilleur rendement
Le développement de systèmes d'intelligence artificielle (IA) n'aurait pas été possible sans l'évolution qu'ont connue les semi-conducteurs, et plus particulièrement sans l'avènement des structures en chiplets, venues remplacer les structures de puces monolithiques. En effet, les grandes avancées qui ont été faites en termes de puissance de calcul depuis le début des années 2020 n'auraient pas été possibles sans la conception modulaire des chiplets, où chaque chiplet assure une fonction spécifique. Le développement des chiplets va en outre de pair avec une miniaturisation croissante des semi-conducteurs. Alors que la distance de contact standard entre deux semi-conducteurs était encore de 10 µm pour une précision de l'ordre de 1 µm en 2010, ces valeurs sont plus proches de 2 µm et de 200 nm aujourd'hui – avec une pression croissante de l'industrie pour continuer d'optimiser les puces électroniques, qui serviront à la réalisation des robots humanoïdes et des véhicules autonomes, par exemple.
La miniaturisation n'est toutefois pas le seul enjeu dans la production de chiplets. S'il est vrai que, ces dernières années, les fabricants de semi-conducteurs ont fait le compromis de privilégier la miniaturisation au détriment du rendement, ils cherchent aujourd'hui clairement à accroître leur productivité. Et les systèmes de mesure avec la MULTI-DOF TECHNOLOGY de HEIDENHAIN leur offrent aujourd'hui de toutes nouvelles perspectives pour cela : à la fois en termes de précision et de performance.
Des codeurs Dplus de HEIDENHAIN utilisés en front-end, en mid-end et en back-end
Ultra-performants, les codeurs de HEIDENHAIN trouvent leur application à chacune des étapes de production d'un système électronique ou d'un semi-conducteur : du front-end au back-end, en passant par les processus mid-end qu'impose la technologie Chiplet. Pour concevoir sa MULTI-DOF TECHNOLOGY, HEIDENHAIN s'est appuyé sur ses longues années d'expérience dans le secteur de l'électronique et du semi-conducteur, et notamment sur sa maîtrise des exigences et des tendances qui sont propres à ce secteur. Ainsi, les systèmes de mesure dotés de la MULTI-DOF TECHNOLOGY peuvent acquérir jusqu'à six degrés de liberté en plus de leur sens de mesure standard. Ces produits portent d'ailleurs la désignation Dplus, pour mieux souligner la caractéristique multidimensionnelle de ces codeurs.
MULTI-DOF TECHNOLOGY : un niveau de précision supérieur à 200 nm
Le fait de pouvoir mesurer le mouvement avec différents degrés de liberté supplémentaires permet de détecter et de compenser certains écarts qui serait sinon inévitables dans la pratique, parmi lesquels : des écarts de linéarité causés par des imprécisions dans le système de guidage linéaire, par des influences thermiques, ou bien encore par les tolérances d'usinage et de montage. L'acquisition de ces données permet alors de gagner à la fois en précision de positionnement et en dynamique. Même la solution MULTI-DOF la plus simple, en l'occurrence la règle nue DIP 6000 Dplus à deux têtes captrices capable d'acquérir deux degrés de liberté, permet déjà à elle seule de gérer des positionnements avec un niveau de précision supérieur à 1 µm, voire jusqu'à 5 kUPH. Comme chaque degré de liberté supplémentaire mesuré améliore d'autant plus le niveau de précision atteignable, il y a fort à parier qu'il sera bientôt possible d'atteindre des niveaux de précision supérieurs aux 200 nm actuels.
Des systèmes complets d'un seul et unique fournisseur
Pour pouvoir exploiter ces potentiels de précision et de dynamique, il suffit que les machines et installations sur lesquels on trouve ces systèmes de mesure respectent les conditions requises applicables, à savoir les mêmes que celles des codeurs linéaires de la série LIP 6000 conventionnels. À partir de là, les systèmes de mesure de type Dplus, qui sont dotés de la MULTI-DOF TECHNOLOGY, se montent et s'utilisent exactement comme des systèmes de mesure standards. Et peut-être même de manière plus confortable encore : car HEIDENHAIN fournit ces codeurs sous forme d'ensembles pré-montés et étalonnés, en veillant à ce que leur précision absolue réponde bien aux besoins de l'application du client. Avec ce concept de TRANSFERABLE ACCURACY propre à HEIDENHAIN, ces systèmes de mesure peuvent atteindre le niveau de précision pour lesquels ils ont été certifiés, et ce indépendamment de leur situation de montage, ou encore des forces de basculement et des facteurs d'influence externes qu'ils subissent, tels que les vibrations, les chocs et les variations de température, améliorant ainsi à la fois la précision et la performance de l'application. Les systèmes d'entraînement ETEL les plus sophistiqués allient des codeurs HEIDENHAIN avec des moteurs à entraînement direct très puissants, des contrôleurs de mouvements et de positions ultra-performants, et des solutions d'isolation des vibrations avant-gardistes qui forment alors des plateformes complètes, capables de satisfaire un vaste champ d'applications : contrôle des processus front-end, packaging avancé, et contrôle des composants par exemple.
L'EnDat 3 : une interface à l'avant-garde pour une production 100 % numérique
L'interface EnDat 3 de HEIDENHAIN offre elle aussi un certain nombre d'avantages pour les applications MULTI-DOF. Pour commencer, un même câble suffit pour gérer à la fois le calcul et la transmission des valeurs de positions pertinentes. Ensuite, l'EnDat facilite l'accès à certaines informations sur le système, puisque l'étiquette signalétique contient des renseignements sur le codeur et sur l'ensemble du système, et permet ainsi une mise en service automatique du système de mesure, voire de l'ensemble du système (grâce au stockage de données sur le système par l'OEM). Enfin, comme il permet de transmettre directement, aux contrôleurs de mouvements et de positions – qui équipent les installations de production d'électroniques et de semi-conducteurs – des données de température et des informations pertinentes pour le contrôle d'état et la maintenance prédictive, le protocole EnDat 3 se révèle aussi très avantageux pour intégrer des capteurs externes et effectuer des diagnostics en ligne.
