Durchfluss- und Druckreferenzwerte für Prüfstände zur Verifizierung von Halbleiter-Gasversorgungsanlagen
Die Referenz auf einem Prüfstand für Gasschaltanlagen
Ein Gasverteiler, ein Gasstab oder ein Massendurchflussregler, der für eine Abscheidungs- oder Ätzanlage bestimmt ist, darf erst dann versandt werden, wenn er geprüft wurde: Jeder Durchflusskanal wird anhand einer bekannten Referenz überprüft, und das zusammengebaute Gehäuse wird auf Dichtheit geprüft. Diese Arbeit erfolgt auf einem Fertigungsteststand, der ein Messgerät benötigt, dem er mehr vertrauen kann als dem zu prüfenden Objekt. Dieses Messgerät ist die Referenz.
Die Referenz dient der Messtechnik und nicht dem Prozess. Die Platten werden mit Stickstoff, sauberer, trockener Luft oder Helium geprüft, niemals mit den Ätzchemikalien wie Silan, Chlor oder Fluor, die später im Einsatz stehen werden; daher kommt die Referenz nie mit Prozessgas in Berührung. Daher bedarf es keiner sauberen, ultrahochreinen oder korrosionsbeständigen Bauweise, und es unterliegt keiner Produktionsqualifizierung – selbst wenn die Hardware, die den Prüfstand durchläuft, auf Rezeptur-Ebene liegt –, da sich die Qualifizierung auf das Prozessmessgerät im Werkzeug bezieht und nicht auf den zur Überprüfung verwendeten Standard. Eine Standard-Messgeräteserie ist für diese Position die richtige Wahl.
Ein Prüfstand entscheidet, ob ein Kanal die Prüfung besteht oder nicht, und seine Auflösung entspricht der Auflösung der Referenz, da der Prüfstand keinen anderen Maßstab hat, an dem er messen könnte. Befindet sich ein zu prüfendes Gerät nahe an der Grenze seiner Spezifikation, vergleicht der Prüfstand zwei Werte, die beide mit Fehlern behaftet sind, und muss einem von beiden mehr Vertrauen schenken als dem anderen. Eine Referenz, die nicht besser ist als das zu bewertende Gerät, kann diesen Vergleich nicht entscheiden. Die Auswahl der Referenz scheint also eine Frage des Vergleichs der Genauigkeitsangaben in den Datenblättern zu sein, obwohl sie vielmehr davon abhängt, wie die einzelnen Werte angegeben sind und an welcher Stelle des Messbereichs der Prüfstand den Wert tatsächlich abliest.
Herausforderung
Warum die Referenz der schwierigste Teil der Bank ist
Eine Prüfstrecke deckt einen enormen Bereich von Geräteskalenendwerten ab. Ein um eine Produktfamilie herum aufgebauter Prüfstand kann von wenigen SCCM bis zu mehreren hundert SLPM spezifiziert werden – was einem Durchflussbereich von etwa fünf Dekaden entspricht –, wobei von derselben Referenz erwartet wird, dass sie den unteren Bereich dieses Bereichs ebenso zuverlässig anzeigt wie den oberen. Systemintegratoren verlangen in der Regel eine Messgenauigkeit von mindestens 1% über den gesamten Durchflussbereich.
Ein Fehlerterm in Prozent des Skalenendwerts kann dies nicht leisten, da er absolut gesehen konstant bleibt, während der Messwert davon abweicht. Nehmen wir ein Referenzmessgerät mit einem Skalenendwert von 10 SLPM, dessen Genauigkeit einen Fehlerterm von ±0,11 TP4T des Skalenendwerts aufweist. Dieser Fehler ist bei jedem Messwert konstant ±10 SCCM, was bei 1.000 SCCM einer Messunsicherheit von 11 TP4T des Messwerts, bei 100 SCCM von 101 TP4T und bei einem Messwert von 10 SCCM einer Messunsicherheit in Höhe des Messwerts selbst entspricht. Ein so spezifiziertes Gerät bleibt über den gesamten Messbereich hinweg innerhalb seiner veröffentlichten Spezifikation, kann jedoch am unteren Ende seines Messbereichs nicht mehr als Referenz dienen.
Die Kosten fallen in beide Richtungen an. Eine fehlerhafte Platte wird freigegeben, weil die Prüfstation sie nicht von einer einwandfreien unterscheiden konnte, und der Fehler tritt später beim Integrator oder beim Werkzeughersteller zutage. Der gegenteilige Fehler ist unauffälliger und in der Regel kostspieliger: Eine einwandfreie Platte wird zurückgehalten und unter einem Aufwand nachbearbeitet, den die Prüfstation niemals rechtfertigen könnte, wobei niemand nach dem Fehler sucht, da scheinbar alles in Ordnung ist.
Ein Messgerät weist nur dann einen Messbereich von 1% auf, wenn sein Vollausschlagwert unter 1% des Messwerts gefallen ist. Bei einer Genauigkeit, die als der größere Wert von ±0,51 TP4T des Messwerts und ±0,11 TP4T des Skalenendwerts angegeben wird, tritt dies ab 101 TP4T des Skalenendwerts auf: ein nutzbarer Bereich von etwa 10:1 pro Gerät. Dimensionieren Sie die Referenzleiter des Prüfstands anhand dieses Wertes, nicht anhand des Turndown-Wertes des Geräts.
Optionen
Festlegen der Referenzposition
Derzeit werden drei Methoden zur Bestimmung der Referenzposition einer Prüfleitung verwendet. Jede davon eignet sich für einen realen Prüfstand, und die Wahl hängt davon ab, welchen Bereich des vollen Messbereichs der Bauelemente die Leitung abdeckt und wie eng die Messtoleranz ist.
| Referenzanordnung | Was es am unteren Ende des Sortiments bereithält | Mitgeführte Referenzinstrumente | Wenn sich das Produktsortiment ändert | Wann man es pflücken sollte |
|---|---|---|---|---|
| Eine breit gefasste Referenz | Da der Vollbereichs-Term bei sinkendem Messwert dominiert, zeigt ein Messgerät, das für den oberen Messbereich ausgelegt ist, im unteren Bereich einen Messwert an, der nur einen Zehnprozentanteil des maximalen Messwerts beträgt. | Eines, mit einer Kalibrierung, die es zu überwachen gilt, und einer Schnittstelle, die es zu integrieren gilt. | Es muss nichts neu verrohrt werden; der bereits installierte Herd ist der Herd, den Sie haben. | Wenn die Spannweite der Linie innerhalb einer einzigen Dekade liegt oder der Akzeptanzbalken eher eine grobe Funktionsprüfung als eine enge Messtoleranz darstellt. |
| Eine gestufte ReferenzleiterEmpfohlen | Jedes Gerät wird nur dann eingesetzt, wenn sein Vollskalenwert unter den Schwellenwert gefallen ist, sodass jede Messung im Prozentbereich des Messwerts erfolgt. | Je eines pro Band. Eine vier Jahrzehnte umfassende Produktreihe umfasst drei oder vier davon sowie die entsprechenden Anschlüsse, um einen Kanal zum richtigen Band zu leiten. | Ein neuer Frequenzbereich bedeutet, dass ein Gerät hinzugefügt oder neu konfiguriert werden muss, anstatt die Messbank neu zu spezifizieren. | Wenn eine Fertigungslinie Geräte über mehrere Jahrzehnte hinweg hinsichtlich ihres Vollausschlags unter Einhaltung einer engen Messtoleranz prüft: der ganz normale Alltag auf dem Arbeitstisch eines Schalttafelbauers. |
| Eine eigene Referenz pro Kanal | Genau wie bei einer Stufentreppe für einen bestimmten Kanal, da jede Referenz auf den Kanal abgestimmt ist, für den sie bestimmt ist. | Je einen pro Kanal, daher bietet eine Mehrkanal-Messbank Platz für viele. | Jede Referenz ist an ihren Kanal gebunden, sodass bei einer geänderten Abmischung Instrumente in Frequenzbereichen liegen bleiben können, die die Messleitung nicht mehr erfasst. | Wenn auf der Messbank ein Panel-Design in großem Umfang durchgeführt wird und die Sequenzierungszeit die begrenzende Größe darstellt, macht sich die parallele Messung durch den Einsatz zusätzlicher Geräte bezahlt. |
Die gestufte Skala ist die übliche Lösung und basiert auf derselben Rechenweise, die die Referenzskala mit einem einzigen großen Messbereich zum Scheitern gebracht hat. Ein prozentualer Messwert skaliert mit dem, was gemessen wird, und bleibt daher unabhängig vom Messwert proportional; ein prozentualer Vollskalenwert bleibt fest, wodurch die Untergrenze des nutzbaren Messbereichs eines Geräts festgelegt wird. Die Bandbreitenunterteilung des Messbereichs bedeutet, dass ein Gerät niemals unterhalb des Punktes abgelesen wird, an dem sein Vollskalenwert die Markierung überschritten hat.
Ein großer Messbereich ist hier zwar hilfreich, stellt aber nicht die gesamte Lösung dar. Ein Messbereich von 10.000:1 ermöglicht es, ein Gerät bis weit in den unteren Bereich seines Messbereichs abzulesen, sodass eine Messstrecke weniger Messbänder benötigt, als es sonst der Fall wäre. Die Einhaltung einer engen Messtoleranz über vier Dekaden hinweg ist jedoch eine andere Frage, und ein einzelnes Gerät ist dazu nach wie vor nicht in der Lage.
Auswahl
Lege die Größe der Leiter fest und führe beide Tests aus einer Familie durch
Die Angabe der Genauigkeit bestimmt das von jedem Gerät abgedeckte Messband, und innerhalb der Alicat M-Serie variiert diese Angabe je nach Modellreihe. Die folgenden Abbildungen zeigen die veröffentlichten technischen Daten der M-Serie. Jedes Messband reicht bis zu dem Durchfluss, bei dem der Wert bei Vollausschlag auf 1% des Messwerts abfällt.
| Referenz der M-Serie, Vollbereich | Angegebene Massendurchflussgenauigkeit der M-Serie | Wo 1% an Lesestoff untergebracht sind |
|---|---|---|
| 10 SCCM bis 20 SLPM | ±0,51 TP4T des Messwerts oder ±0,11 TP4T des Skalenendwerts, je nachdem, welcher Wert größer ist (Option für hohe Genauigkeit) | Ab 10% des Skalenendwerts beträgt das Verhältnis etwa 10:1 |
| 50 bis 500 SLPM | ±0,41 TP4T des Messwerts und ±0,21 TP4T des Skalenendwerts (Option für hohe Genauigkeit) | Ab etwa 33% des Skalenendwerts ergibt sich ein Verhältnis von etwa 3:1 |
| Über 500 SLPM | ±0,81 TP4T des Messwerts und ±0,21 TP4T des Skalenendwerts (Standard; hohe Genauigkeit wird oberhalb von 500 SLPM nicht angeboten) | Nur im Originalmaßstab; ein 1%-Lesebalken wird hier nicht über ein Band hinweg angezeigt |
Die Tabelle bestimmt das Messbankdesign auf zweierlei Weise. Unterhalb von 20 SLPM werden die Genauigkeitsfaktoren so kombiniert, dass der jeweils größere Wert gilt – daher ergibt sich das 10:1-Band. Ab 50 SLPM werden sie stattdessen addiert, und das Band verengt sich stark. Oberhalb von 500 SLPM wird die Hochgenauigkeitsoption der M-Serie gar nicht erst angeboten, sodass ein Messstab vom Typ 1% in diesem Bereich nicht über den gesamten Messbereich hinweg eingesetzt werden kann. Ein Testgerät, das so hohe Werte misst, muss entweder die Anforderungen für sein oberes Messband lockern oder akzeptieren, dass seine Hochdurchflussprüfungen nahe am Skalenendwert stattfinden.
Die andere Hälfte des Prüfstands: Dichtheits- und Druckabfallprüfung
Die Durchflussprüfung ist eine von zwei Aufgaben, die auf demselben Prüfstand durchgeführt werden. Sobald ein Gehäuse montiert ist, muss es außerdem seine Dichtheit unter Beweis stellen, was auf zwei Arten überprüft wird: zum einen, ob die Ventile im geschlossenen Zustand dicht sind, und zum anderen, ob die Baugruppe den Druck hält. Bei einer durchflussbasierten Dichtheitsprüfung wird der geringe Durchfluss gemessen, der an einem eigentlich geschlossenen Ventil vorbeiströmt. Hierfür ist ein Messgerät erforderlich, dessen Messbereich so niedrig ist, dass ein Leck von einigen zehn SCCM als tatsächlicher Messwert und nicht als Rundungsfehler erfasst wird. Bei einer Druckabfallprüfung wird die Baugruppe auf einen festgelegten Druck gebracht, abgedichtet und der Druckabfall über einen festgelegten Zeitraum in einem kleinen Innenvolumen überwacht, wobei der zulässige Druckabfall deutlich unter 0,1 SCCM-Äquivalent liegen kann.
Ein mechanischer Regler stellt den Prüfdruck ein. Bei der durchflussbasierten Dichtheitsprüfung wird der Leckdurchfluss an einem Durchflussmesser mit niedrigem Messbereich erfasst; bei der Druckabfallprüfung wird das Volumen mit Absperrventilen abgedichtet und der Druckverlauf über die Zeit an einem Alicat-Manometer abgelesen. Sowohl der Leckdurchflussmesser als auch das Druckabfallmanometer nutzen die Plattform und die Schnittstelle der Durchflussreferenz, sodass der gesamte Prüfstand über eine einzige Schnittstelle integriert ist.
Wenn die Spezifikation des Geräts strenger ist, als es die Prüfbank bei dem Durchfluss, bei dem es geprüft wird, auflösen kann. Eine enge Messtoleranz bei einem geringen Anteil des Skalenendwerts kann selbst bei einer gut gestuften Leiter den Spielraum verringern. Führen Sie die Berechnungen am tatsächlichen Prüfpunkt durch, bevor Sie den Aufbau des Prüfstands festlegen, und wenn das Ergebnis nicht stimmt, erfordert diese Position ein Messgerät mit höherer Genauigkeit oder eine primäre Durchflussreferenz, deren Auflösung die des Geräts übertrifft – nicht die Arbeitsreferenz, die der Rest der Messkette verwendet.
Wenn der Prozessablauf selbst über den Labortisch fließen muss. Die Standard-Messgerätebaureihen sind hier gerade deshalb geeignet, weil auf dem Prüfstand ein inertes Ersatzgas verwendet wird. Ein Prüfstand, auf dem korrosive oder toxische Prozessgase zum Einsatz kommen, ist eine andere Anlage mit anderen Sicherheitsvorkehrungen, und bei der Auswahl der Messgeräte stehen dort die mit dem Medium in Berührung kommenden Werkstoffe im Vordergrund und nicht die Referenzgenauigkeit.
Dies sind die Standard-Messgeräteserien, die für diese Anwendung die richtigen Spezifikationen aufweisen: Das Referenzgerät misst ausschließlich Stickstoff, saubere, trockene Luft oder Helium. Die Empfehlungen beziehen sich auf die Produktfamilie. Der volle Messbereich jeder Stufe, die Genauigkeitsoption, der Prozessanschluss, der Stecker und der digitale Bus werden in Abstimmung mit der Anwendungstechnik anhand der werkseigenen Zeichnung des Messstands ausgewählt.
Massendurchflussmesser der M-Serie
Referenzgerät zur Durchflussüberprüfung und Durchflussmesser für geringe Durchflussmengen
Die Referenzposition befindet sich auf dem Prüfstand, und bei einem niedrigen Skalenendwert misst dieselbe Produktfamilie den Leckagedurchfluss für die durchflussbasierte Dichtheitsprüfung. Der Messbereich des Modells reicht von einstelligen SCCM-Werten bis zu Tausenden von SLPM, sodass die gesamte Messreihe aus einer einzigen Produktfamilie mit einer einzigen Schnittstelle und einem einzigen Kalibrierungszertifikat stammt.
- ±0,51 TP4T des Messwerts oder ±0,11 TP4T des Skalenendwerts, je nachdem, welcher Wert größer ist, bei der Option „Hohe Genauigkeit“ bei Modellen von 10 SCCM bis 20 SLPM
- Durchflusswiederholgenauigkeit von ±(0,11 TP4T des Messwerts + 0,021 TP4T des Skalenendwerts) bei 2σ für Modelle mit einem Durchflussbereich von 10 SCCM bis 20 SLPM – genau das unterscheidet ein Gerät mit grenzwertiger Leistung von Streuungen im Labor
- Massenstrom, Volumenstrom, Absolutdruck und Gastemperatur auf einem Display und einer digitalen Anzeige
- Gas Select™ speichert 98 Gase, wobei jedes ein Modell der Eigenschaften eines realen Gases darstellt, sodass eine einzige Referenz für die Prüfung von Testpanels für zahlreiche Gase ausreicht.
- 1,0 PSID Druckabfall bei Vollausschlag bei Modellen mit 10 SCCM bis 20 SLPM, wodurch bestimmt wird, wie stark die Referenz den zu messenden Kanal belastet
- Analog; seriell (RS-232 oder RS-485, mit dem nativen ASCII-Protokoll von Alicat oder Modbus RTU); sowie industrielle Netzwerkoptionen wie EtherCAT, EtherNet/IP und PROFINET; flanschdichtende Prozessanschlüsse wie VCR, die alle an die feste Bauweise des Prüfstands angepasst sind
Manometer der P-Serie
Druckanzeige für den Zerfallstest
Misst den Druckverlauf im abgeschlossenen Volumen für die Leckprüfung mittels Druckabfall. Da es die Plattform, die Anschlüsse und die digitalen Busse der Durchflussreferenz nutzt, lässt es sich auf denselben Prüfstand und denselben Bus anschließen.
- Druckgenauigkeit von ±0,1251 TP4T des Skalenendwerts bei der Hochgenauigkeitsoption, ±0,251 TP4T im Standard
- Druckwiederholgenauigkeit von ±0,081 TP4T des Skalenendwerts bei 2σ – dies wird bei einer Abklingmessung beobachtet, während der Druck abfällt
- 0,07 bis 3000 PSI Skalenendwerte in Ausführungen für Absolutdruck, Relativdruck oder Differenzdruck
- Misst und zeigt den Druck direkt an, ohne dass ein separater Messwandler und ein Anzeigegerät integriert werden müssen
- Die gleiche Schnittstelle wie beim Referenzgerät: analog; seriell (RS-232 oder RS-485, mit dem nativen ASCII-Protokoll von Alicat oder Modbus RTU); sowie industrielle Netzwerkoptionen wie EtherCAT und EtherNet/IP
Messstände, die einen Durchfluss einstellen müssen, anstatt ihn zu messen, verwenden eine Reglerfamilie wie beispielsweise die MC-Serie, mit denselben Abmessungen und Anschlüssen wie die Referenzmessgeräte. In Prüfständen, in denen zahlreiche einfache pneumatische Leckageprüfkanäle kostengünstig betrieben werden, kann für diesen Zweck ein kompaktes, kostengünstiges Messgerät verwendet werden, das getrennt von der Referenzposition aufgestellt wird. Sprechen Sie mit einem Ingenieur um die Leiter anzupassen und die Passform zu überprüfen.
Passen Sie die Referenzleiter an Ihre Verifizierungslinie an.
Teilen Sie uns den Messbereich der Geräte mit, den die Leitung abdeckt, die von Ihnen geforderte Messtoleranz, die Prüfdrücke und etwaige Vakuumbedingungen sowie die festen Anschlüsse und die Sammelschiene Ihres Prüfstands mit. Sie erhalten im Gegenzug eine gestaffelte Tabelle mit den Durchflusswerten, bei denen jede Stufe Ihren Druckwert hält, dem Messgerät für den unteren Messbereich und dem Manometer für die Leck- und Abklingprüfungen sowie der aktuellen Vorlaufzeit für die Bestückung des Prüfstands.
Ergebnisse
Was sich durch die richtige Referenz ändert
Die Anpassung des Messbereichs an den gemessenen Durchfluss beeinflusst das Ergebnis der Prüfung. Ein Kanal, der im Prozentbereich des Messwerts geprüft wird, weicht von seinem Spezifikationsgrenzwert um einen Spielraum ab, den die Prüfbank tatsächlich zulässt. So werden grenzwertige Bauteile erkannt, während einwandfreie Bauteile nicht aufgrund eines Wertes nachbearbeitet werden, der nie real war.
Außerdem ändert sich dadurch, woraus der Prüfstand aufgebaut ist. Wenn die Referenzleiter, das Leckagemessgerät für den niedrigen Bereich und das Druckabfallmanometer alle von einer einzigen Plattform stammen, verfügt ein replizierter Produktionsprüfstand über eine Schnittstelle, eine Kalibrierungshistorie und eine Integration, die auf jede Kopie des Prüfstands übertragen werden können. Da die Referenz neben dem Durchfluss auch den Absolutdruck misst, zeichnet sie den Druck auf, bei dem jeder Kanal verifiziert wurde, sodass jedes Ergebnis die Messbedingungen enthält, unter denen es ermittelt wurde.
Erzielter Mehrwert
- Ergebnisse, die durch die Messung gestützt werden – Jeder Kanal wird im Prozentbereich des Messwerts abgelesen, sodass ein grenzwertiges Panel erfasst wird und ein gutes Panel nicht mit einem Wert verglichen wird, den die Jury nicht einschätzen kann.
- Eine Leiter, die auf die Leine abgestimmt ist – eine Messstelle pro Band über den gesamten von einer Leitung abgedeckten Bereich, von einigen wenigen SCCM bis zu Tausenden von SLPM, anstatt eines Messgeräts, das alle zehn Dekaden abgelesen werden muss.
- Beide Tests über eine einzige Plattform – Referenzmessgeräte zur Durchflussüberprüfung, ein Messgerät für den unteren Messbereich zur durchflussbasierten Dichtheitsprüfung und ein Manometer für die Abklingprüfung, die alle über eine gemeinsame Schnittstelle verfügen.
- Das Standardinstrument, korrekt – Da bei der Referenz ausschließlich inertes Ersatzgas zum Einsatz kommt, ist für diese Position weder eine Reinraum-, UHP- noch eine korrosionsbeständige Ausführung erforderlich, und es ist auch keine SEMI-Zertifizierung notwendig.
- Das Ergebnis hängt von seinem Zustand ab – Durchfluss, Absolutdruck und Gastemperatur aus einem Datensatz, in dem der Druck für jeden Kanal überprüft wurde.
Hinweise zum Einsatz der Bank
Technische Überlegungen
- Ein analoger Messwert ist mit einer Messunsicherheit behaftet, ein digitaler Messwert hingegen nicht.
- Alicat gibt eine zusätzliche Messunsicherheit von ±0,11 TP4T des Skalenendwerts für den Analogausgang an. Bei einer Referenz, die bewusst so bandbegrenzt ist, dass ihr Vollskalenwert unter 11 TP4T des Messwerts bleibt, kann das Hinzufügen eines weiteren Vollskalenwerts über einen 0- bis 5-VDC- oder 4- bis 20-mA-Pfad die Bandbegrenzung am unteren Ende des Bereichs aufheben. Wenn der Messbereich eng ist, sollte der Referenzwert über den digitalen Bus erfasst werden, während der Analogausgang für Verriegelungen und die Überwachung reserviert bleibt.
- Die Referenz lädt den Kanal, den sie misst.
- Ein Messgerät der M-Serie mit einem Messbereich zwischen 10 SCCM und 20 SLPM erzeugt bei Volldurchfluss einen Druck von 1,0 PSID. Dieser Druck tritt am Auslass des zu prüfenden Geräts auf, und ein Gerät, dessen Verhalten von den Auslassbedingungen abhängt, liefert auf dem Prüfstand andere Messwerte als im Betrieb. Entweder sollte der Druckabfall der Referenz bei Nennauslassbedingungen des Geräts gering gehalten werden, oder die Auslassbedingungen sollten bewusst mit einem Gegendruckregler eingestellt werden, anstatt sie von der Referenz bestimmen zu lassen.
- Die angegebene Genauigkeit bezieht sich auf den Wert nach der Tarierung, und der Nullpunkt verschiebt sich in Abhängigkeit von Temperatur und Druck.
- Die Durchflussgenauigkeit von Alicat wird nach der Tarierung unter Gleichgewichtsbedingungen angegeben. Die veröffentlichten Koeffizienten quantifizieren, um wie viel sich der Nullpunkt verschiebt, wenn Temperatur oder Druck von dem Punkt abweichen, bei dem das Messgerät tariert wurde: eine Nullpunktverschiebung des Massendurchflusses von ±0,01% des Skalenendwerts pro Grad Celsius ab der Tariertemperatur und pro Atmosphäre ab dem Tarierdruck bei Modellen von 10 SCCM bis 20 SLPM. Ein Messgerät, das unter einer bestimmten Bedingung tariert und anschließend betrieben wird, während sich die Gastemperatur oder der Versorgungsdruck ändert, weist diese Verschiebung als Vollskalenwert auf – und zwar gerade bei den niedrigen Messwerten, vor denen das Banding eigentlich schützen sollte. Tarieren Sie das Gerät unter den Betriebsbedingungen und führen Sie eine erneute Tarierung durch, wenn sich Temperatur oder Druck ändern.
- Jede Sprosse der Leiter hat ihren eigenen Kalibrierplan
- Eine Referenz ist nur so lange eine Referenz, wie ihre Kalibrierung aktuell ist, und bei einer gestuften Leiter verteilt sich diese Verpflichtung auf drei oder vier Messgeräte mit unterschiedlichen Messbereichen und unterschiedlichen Driftverläufen. Halten Sie für jedes vom Prüfstand freigegebene Gerät fest, welche Referenz und welches Kalibrierungsdatum gültig waren, damit ein Feststellung außerhalb der Toleranz an einer Sprosse auf die Charge eingegrenzt werden kann, die diese Sprosse passiert hat, und nicht auf die gesamte vom Produktionszweig ausgelieferte Charge.
- Eine nachgebaute Bank wird nach einer festen Zeichnung gefertigt
- Ein Schalttafelhersteller produziert viele identische Baugruppen und baut diese bei Änderungen der Produktlinien neu zusammen. Daher muss das Referenzmodell in eine festgelegte Grundfläche, Prozessanpassung, Steckverbindung und einen digitalen Bus passen, und jede Kopie der Baugruppe muss auf die gleiche Weise gefertigt werden. Die Festlegung dieser Parameter in der Zeichnung gewährleistet die Einheitlichkeit des Bestands, und eine auftragsbezogene Fertigungszeit ermöglicht die Bereitstellung neuer Prüfstände, ohne die Produktionslinie zu blockieren.
Häufig gestellte Fragen
Welche Genauigkeit muss die Referenz auf einem Durchflussprüfstand aufweisen?
Es muss das zu prüfende Gerät bei dem Durchfluss, bei dem es tatsächlich geprüft wird, mit einem komfortablen Spielraum übertreffen, und Integratoren legen diese Messlatte üblicherweise auf 1% des Messwerts oder besser über den gesamten Messbereich fest. Die als Prozentsatz des Messwerts angegebene Genauigkeit bestimmt die Messspanne; ein als Prozentsatz des Skalenendwerts ausgedrückter Wert nimmt als Anteil am Messwert zu, je weiter der Messwert sinkt.
Die Zahl, auf die Sie achten sollten, ist der Gesamtwert unterhalb der Hauptzahl, zusammen mit dem Wert, bei dem dieser Wert unter Ihre Schwelle fällt.
Kann ein einziger Durchflussmesser den gesamten Messbereich eines Prüfstands abdecken?
Nicht bei einer engen Ablesetoleranz über mehrere Jahrzehnte hinweg. Dank des großen Messbereichs kann ein Messgerät über den gesamten Messbereich hinweg gut abgelesen werden, wodurch sich die Anzahl der für eine Leitung benötigten Messgeräte verringert. Der Begriff „Prozent des Skalenendwerts“ legt weiterhin eine Untergrenze fest, und unterhalb von etwa 10% des Skalenendwerts liegt diese Untergrenze bei über 1% des Messwerts.
Die tatsächlichen Messreihen werden als gestaffelte Skala dargestellt – mit einer Referenz pro Durchflussdekade – und nicht um einen einzelnen Messwert herum.
Muss die Referenz auf einem Prüfstand SEMI-zertifiziert sein?
Nein. Bei der Referenz handelt es sich um eine messtechnische Position: Sie überprüft die Hardware des Kunden und greift niemals in einen Prozess ein, sodass sie nicht den Prozess der qualifizierten Teileliste durchläuft, wie es bei einem Wafer-Rezept-Controller der Fall ist – selbst wenn die auf dem Arbeitstisch vorbeikommenden Panels der Rezeptstufe angehören. SEMI ist ein Normungsgremium, das Spezifikationen veröffentlicht, anstatt eine Zertifizierung zu erteilen, die ein Gerät bestehen muss; die Konformität wird selbst erklärt.
Von der Werkbank selbst als Gerät wird weiterhin erwartet, dass sie die einschlägigen SEMI-Geräterichtlinien wie beispielsweise S2 für Sicherheit erfüllt; dies liegt jedoch auf Geräteebene in der Verantwortung des Werkbankherstellers und ist unabhängig von der Qualifizierung der Referenz.
Muss ein Referenzgerät für den Labortisch aus reinem Material oder ultrahochreinem Material gefertigt sein?
Nein. Auf einem Prüfstand wird ein inertes Ersatzgas – meist Stickstoff – zusammen mit sauberer, trockener Luft und Helium für Dichtheits- und Verstopfungsprüfungen verwendet, sodass die Referenz niemals mit den Prozesschemikalien in Berührung kommt und die Standard-Instrumentenleitung den Spezifikationen entspricht. Die zu prüfenden Baugruppen sind zwar möglicherweise für den Einsatz in korrosiven Umgebungen vorgesehen, doch dieser Einsatz erfolgt erst nach ihrer Auslieferung.
Aus demselben Grund verfügt es über keine Produktionsqualifizierung: Es handelt sich um einen Messstandard, und die Qualifizierung bezieht sich auf die Prozessmessgeräte, die es überprüft.
Wie wird eine Leckageprüfung mittels Druckabfall an einer montierten Gasverteilerschalttafel durchgeführt?
Die zusammengebaute Box wird auf einen festgelegten Prüfdruck gebracht, isoliert, und der Druck wird über einen festgelegten Zeitraum überwacht, wobei ein zulässiger Druckabfall während dieses Zeitraums als Bestehenskriterium gilt. Da das Innenvolumen klein und bekannt ist, lässt sich der zulässige Druckabfall in einen äquivalenten Leckagestrom umrechnen, der oft deutlich unter 0,1 SCCM liegt.
Ein mechanischer Regler legt den Startdruck fest, Absperrventile verschließen das Volumen, und ein Alicat-Manometer misst den im Laufe der Zeit abfallenden Druck. Bei der durchflussbasierten Dichtheitsprüfung kommt stattdessen ein Durchflussmesser für den niedrigen Messbereich zum Einsatz; beide nutzen die gleiche Plattform und Schnittstelle der Durchflussreferenz.
Weiterführende Literatur: Messbereich, Regelbereich und Regelbereichsverhältnis und Lecktests mit höherer Auflösung für Fertigungsanlagen.