2001年横河技報[Vol.45 No.2]

モーション&メジャメント技術特集

マイクロ波誘導プラズマを用いた 微粒子分析装置の開発 「第47回大河内記念技術賞」受賞にあたって(PDF: 564KB

  • 高 原 寿 雄

モーション&メジャメント事業部アプライドオプティクスセンター


位置決めレーザ干渉計用波長安定化半導体レーザとフォトダイオードアレイ(PDF: 142KB / 4ページ)

  • 平 田 隆 昭 *1
  • 日 原 衛 *1
  • 永 山 英 樹 *2

*1R&Dセンター光デバイス研究室
*2R&DセンターデバイスPJT

レーザ干渉計用光源として波長安定化半導体レーザを,受光素子としてフォトダイオードアレイを開発した。これによりレーザ干渉計のダウンサイジングが可能となり,従来限られていたレーザ干渉計の応用範囲を拡大することができた。レーザ干渉計の光源には,単一モード発振,狭スペクトル線幅,波長の長期安定性が特に要求される。これらの特性を実現するため,光共振器内に回折格子を持つ長共振器構造を採用し,20000時間以上の動作試験で長期安定性を確認した。高感度,高速応答が要求されるフォトダイオードアレイには,18素子のPN接合型シリコンフォドダイオード構造を採用した。本稿では,開発した半導体レーザとフォトダイオードアレイについて報告する。


位置決め機能内蔵サーボドライバ”DrvMⅡシリーズ”(PDF: 134KB / 4ページ)

  • 高 向 英 行 *1
  • 永 山 望 *1
  • 勝 淳一郎 *1
  • 今 村 奈秀子 *1

*1横河エム・エー・ティー株式会社

プログラム運転機能を含む位置決め機能を内蔵したサーボドライバーDrvMIIを開発した。本器は接点I/Oインタフェースの他に,3種のフィールドネットワーク(DeviceNet,PROFIBUS-DP,CC-Link)に対応している。 本器を使用することで,ネットワークを介してPLCなどの上位機器と直接省配線で接続され,多様な情報交換が可能である。また位置決め機能を内蔵することにより,制御性及び位置検出分解能が向上した。分解能は最大で1回転当り400万パルスである。


平面サーボモータPLANESERVとその要素技術(PDF: 155KB / 4ページ)

  • 橋 田 茂 *1
  • 海 保 文 雄 *1
  • 小 泉 豊 *1
  • 田 村 哲 司 *1

*1モーション&メジャメント事業部 技術1部

現在の半導体製造装置において日増しに高まる加工の微細化,及び装置自身のCoO削減への要求に従ってそのプラットフォームとなるXYステージにおいても高精度,高タクトへの要求が高まっている。この要求に対し,我々は独自開発の半導体レーザ干渉計を搭載した面モータ構造の平面サーボモータPLANESERVを開発した。PLANESERVではXYθ駆動モータの一体化,3軸レーザ干渉計,エアベアリング,3軸非干渉制御の要素技術により,高分解能(0.1μm),高精度(平面内リニアリティ1μm),可動部軽量化,高速整定(≦20ms@1μm)を実現した。


小型インダクションモータとその応用(PDF: 307KB / 4ページ)

  • 奥 山 洋 *1
  • 加 納 敬 三 *2

*1モーション&メジャメント事業部技術1部
*2横河エム・エー・ティー株式会社

インダクションモータは,商用電源に接続するだけで回転運動が得られる最も取り扱い易いモータで,民生用機器から,産業機械まで広く実用化されている。インダクションモータには短時間使用で高出力を必要とするもの,連続運転で長寿命を必要とするもの,起動トルクを重視するもの,停動トルクを重視するものなど,さまざまな要求がある。また,速度制御,トルク制御の要求もある。これらのモータの90%以上は減速機構やブレーキ機構などの機能を付加している。
本稿では,これらモータと付加機能から,顧客ニーズにあったモータと付加機能を選定し,使用されている実例について述べる。


ICハンドラHS2000シリーズ/LT9730シリーズ(PDF: 129KB / 4ページ)

  • 大 矢 彰 *1
  • 宮 本 英 教 *2

*1モーション&メジャメント事業部技術部
*2モーション&メジャメント事業部ハンドラ営業部

水平搬送式ICハンドラ「HS2000シリーズ」と自重落下式ICハンドラ「LT9730シリーズ」を開発した。ICハンドラは,半導体製造の検査工程でICテスタと組み合わせて使用し,ICテスタのテスト結果に従い,良品,不良品の自動選別を行い収納する装置である。「HS2000シリーズ」は,BGA(Ball Grid Array)等のファインピッチICを対象にしたハンドラで,トレイに収納されたデバイスを吸着による水平搬送ハンドリングにより,これら一連の動作を行う。「HS2000シリーズ」は,リニアモータの採用により高速且つ高精度な位置決めを実現,ジャム率を従来型のA;1以下に低減し,稼働率を向上させた。またギアやベルトなどの磨耗部材も減少させ,保守コストの低減を図った。
一方「LT9730シリーズ」は,SOP(Small Outline Package)を対象にしたハンドラで,スティックチューブやアルミマガジンに収納されたデバイスを全て自重落下ハンドリングにより処理する。「LT9730シリーズ」は,従来の並列2ヘッドから並列4ヘッド化し,新コンタクタの採用で世界最高水準の高スループットを実現した。 更にIC形状によるバリの影響を最小限にできるシンギュレータ自動ジャム解除機構により,ジャム率を限りなくゼロに近づけ,高稼動率を実現した。


移動プローブ式プリント配線板テスタBi400V(PDF: 155KB / 4ページ)

  • 吉 岡 道 雄 *1
  • 鳴 海 洋 紀 *1
  • 桑 原 一 *2
  • 古 谷 利 器*3

*1横河エム・エー・ティー株式会社
*2マーケティングセンター
*3R&Dセンター

高密度実装機器が増えるに伴い,急速に微細化が進んでいるプリント配線板の検査に対応すべく,移動プローブ式プリント配線板テスタ,Bi400Vを開発した。Bi400Vは,高精度抵抗式検査と高速容量式検査を標準装備している。自社開発の高精度リニアモータを使用し,総合位置決め精度35μmを実現した。装置校正の自動化,検査配線板のローダ/アンローダの標準装備など,全自動検査化を特長としたテスタで,オペレータの負担を大きく軽減することができる。


半導体拡散炉制御システムパッケージ

  • 塚 本 秀 郎 *1
  • 井 上 明 *1

*1モーション&メジャメント事業部半導体ソリューションセンター

半導体拡散炉制御システムパッケージを開発した。このシステムは,当社の生産制御システムであるCENTUM CS1000に,新たに位置制御機能を追加し,拡散炉制御に必要な温度制御,ガス制御及びウエハ搬送制御,並びにレシピ実行管理を1つのパッケージにまとめた半導体拡散炉制御用システムパッケージである。 本稿では,このパッケージの特長と既存拡散炉のリニューアルに適応した例を紹介する。


半導体製造ソリューションビジネスの現状(PDF: 34KB / 4ページ)

  • 川 崎 信 幸 *1
  • 加 藤 陽 一 *1
  • 藤 沢 尚 人 *1
  • 茂 木 宏 哉 *1

*1モーション&メジャメント事業部半導体ソリューションセンター

メモリー主体の少品種大量生産からSOC(Silicon on Chip)に代表される非メモリーの変種変量生産へと半導体の主役は変わり,またウエハーサイズも12インチ(300 mm)の大口径の量産化が始まっている。これらを実現するためにはプロセスの自動化,CIM化による製造管理は必須となる。このような背景から,当社は顧客の要求するQCDを守るため,SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International)スタンダードに基づいたソフトウェアパッケージの開発と,顧客の声を製品やサービスに反映したより高度なソリューションの提供を指向したビジネスを展開している。


小型フローセンサとそのシリーズ展開(PDF: 146KB / 4ページ)

  • 占 部 修 司 *1
  • 本 橋 浩 明 *1
  • 丸 山 登 *2
  • 石 田 克 己 *1

*1モーション&メジャメント事業部アプライドオプティクスセンター
*2横河エレクトロニクス・マニュファクチャリング株式会社

各種装置組込用小型フローセンサとして,プラスチック製小型渦流量計を開発した。樹脂一体成形によるシンプルな構造とすることでローコスト化を実現した。また,微小流量の計測に最適な流路形状および信号処理回路技術を採用し,微小流量域での測定精度を確保した。一般工業用水用の小型軽量・堅牢なFM01シリーズと,半導体製造装置用にイオンフリーのPFA樹脂を用いたFM21シリーズを揃えた。


共焦点レーザ顕微鏡スキャナとCCDカメラ(PDF: 232KB / 4ページ)

  • 河 村 信一郎 *1
  • 根 岸 秀 臣 *1
  • 大 槻 真 也 *2
  • 友 定 伸 浩 *1

*1モーション&メジャメント事業部アプライドオプティクスセンター
*2生産事業部技術3部

ニポウディスク方式共焦点スキャナCSU10の性能を最大化するためのスキャナ技術要素と,CCDカメラ特性について報告する。ビデオレートでの共焦点画像形成ができるスキャナの基本構造,システム構成及びスキャナと共に用るカメラの空間分解能感度,ノイズについてまとめた。更に,本器を使用した観測例を紹介する。 共焦点画像の取得には目的に合ったカメラを選定することが重要である。


パーティクルアナライザの高感度化(PDF: 40KB / 2ページ)

  • 鈴 木 俊 之 *1
  • 吉 田 隆 司 *2

*1モーション&メジャメント事業部アプライドオプティクスセンター
*2モーション&メジャメント事業部営業本部

パーティクルアナライザシステム(PT1000)は,クリーンルーム中の微粒子分析や機能性材料の性状評価に大きな成果を上げてきた。しかし,IT革命に伴うデバイスの集積度向上やカラートナー等の機能性材料の高機能化に追随するためには,システムの更なる高感度化,高精度化が不可欠である。
本稿では,高感度型パーティクルアナライザの新信号処理システム及び,コスト,精度向上のために開発した新分光器,マイクロ波電源の概要について述べる。


Motion JPEG画像蓄積伝送装置SV-30DP(PDF: 132KB / 2ページ)

  • 太 田 節 男 *1
  • 兜 金 哲 也 *1

*1横河エム・エー・ティー株式会社

内蔵のハードディスクに画像を記録できる監視用途の画像蓄積伝送装置SV-30DPを開発した。本装置は,複数のビデオカメラで撮影した画像を一定間隔の静止画,トリガによる単発の静止画,最大30コマ/秒の動画をディジタルでハードディスクに記録する。画像の記録をディジタル化したことで,従来のビデオテープレコーダーと比較して画像の検索を容易にし,画質の経年劣化が無く,大容量のハードディスクを使用することで長期間の記録を可能にした。また,外部にターミナルアダプターを接続してISDN公衆回線でセンターと通信を行い,記録画像の検索,送信,各種設定を行う。


ハード/ソフト協調検証ツール仮想ICE(PDF: 41KB / 4ページ)

  • 小 林 文 彦 *1
  • 島 田 克 之 *1
  • 山 本 剛 士 *1
  • 小笠原 敦 *2

*1R&Dセンターデバイスプロジェクトセンター
*2モーション&メジャメント事業部半導体ソリューションセンター

仮想ICEは,Verilog-HDLで記述されたCPUのシミュレーションモデルと,ICE(In-Circuit Emulator)機能を統合した設計支援ソフトで, EWSのVerilogシミュレータ上で動作する。CPUモデルは,フルファンクションモードだけでなく簡易バスアクセスモードでも動作させることができ,ソフトウェアを書くことなく,単純なリード/ライトコマンドによって初期のハードウェアデバッグを行うことができる。実際のICEが備えている基本的な機能は,殆どサポートしている。このICE機能の付加により,ハードとソフトの開発環境を密接に結合することが初めて可能になり,ハード/ソフトのコンカレント・エンジニアリングが実現できる。従って,システムLSI/ASICの再設計, ボードの再試作等のリスクを回避することができ,開発期間の大幅な短縮(当社比#1)を図ることが可能になる。ここでは,仮想ICEの概要について述べると共に,システムLSI開発のための統合検証環境「Vmlink」「HiperICE」についても概説する。


任意波形発生器VB8000(PDF: 134KB / 4ページ)

  • 島 尾 雅 夫 *1
  • 塚 本 和 嘉 *1
  • 早 川 裕 *1
  • 藤 松 寛 *1

*1テスト&メジャメント事業部COM技術1部

最大メモリ長64 Mポイント,最大チャネル数8チャネルの任意波形発生器VB8000を開発した。最高サンプルレート100 MHz,出力分解能は14 bitである。無線通信・放送機器の研究開発生産用途向けに位相設定機能や隣接チャネル漏洩電力比68 dBcの性能を有する。
別売の無線関連ユーティリティソフトウェアを使用することで,様々な変調方式の信号発生を簡単に行うことができる。


ハンチング防止機能を持つ調節計の開発(PDF: 131KB / 4ページ)

  • 田 中 覚 *1
  • 王 金 襴 *1
  • 梅 井 紀 彦 *1
  • 真 野 修 一 *1

*1横河M&C株式会社

通常運転状態でPIDチューニングされたPID値で制御を行っている時,プロセスの負荷変動や周囲温度の変化によって制御がハンチング状態に陥ることがある。このような場合でも,PID値を再チューニングすることなく,ハンチングを抑える機能SUPER2を開発した。PID制御演算に位相補償モジュールを追加し,ハンチング状態の測定値,目標値,操作量を観測し,自動的に位相補償を行う。これによって,PID値の制御範囲を広げる効果が得られた。この機能をディジタル指示調節計Greenシリーズに搭載した。シミュレーション結果及び電気炉での実験結果で効果の確認をした。


OmegaLand のコア技術 -ダイナミックシミュレータVisual Modeler-(PDF: 58KB / 4ページ)

  • 湯 本 隆 雅 *1
  • 小 口 梧 郎 *1

*1株式会社オメガシミュレーション

Visual Modelerは,株式会社オメガシミュレーションが開発した新しいコンセプトによるプラントの統合ダイナミックシミュレーション環境OmegaLandの中核であり,実時間でプラント全体のシミュレーションを可能とする「プラントモデルモジュール」である。バルブ,熱交換器,ドラム,蒸留塔など各種プロセスユニットと流量計,温度計,PID制御装置など各種計装ユニットをPFD(プロセスフロー図)イメージで配置し,物質の流れ(ストリーム)と情報の流れ(信号線)とでユニット間を接続して,プロセスモデルを構築する。Visual Modelerは,シミュレータ構成の基本技術としてモジュラーアプローチを採用すると共に,プロセスのユニットモジュール間の圧力と流量の調整を,厳密且つ高速に行う計算法(圧流バランス計算法)を開発することによって,これらの要求を満足するシミュレーションを実現している。


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