De AXYT van Sioux Technologies
Sioux brengt hightech tot leven. Dat doet het bedrijf niet alleen binnen projecten van opdrachtgevers, maar ook op autonome kracht. Zo ontwikkelde het de AXYT; een high speed, high accuracy planaire stepping stage. Ronald Plak, System Architect bij Sioux: ‘Het prototype is gereed en hiermee laten we zien dat Sioux op het gebied van snel en nauwkeurig positioneren en de bijbehorende systeemkennis meedraait in de wereldwijde voorhoede.’
Moore’s Law stelt dat het aantal transistoren in een chip iedere 2 jaar verdubbeld. Deze voorspelling uit 1965 blijkt anno 2024 nog steeds redelijk op te gaan. Er worden alsmaar kleinere, lichtere, snellere en energiezuiniger producten gerealiseerd dankzij de doorlopende trend van miniaturisatie van componenten in geïntegreerde schakelingen. Dat heeft echter consequenties voor productieprocessen, met name op het vlak van snelheid en nauwkeurigheid. Er moeten, ook vanuit kostenperspectief, meer producten zeer exact in dezelfde tijd worden geassembleerd, geïnspecteerd en bewerkt. Hierbij is het punt bereikt waarbij de benodigde positioneernauwkeurigheid groter is dan de reeds aanwezige positiefouten op de componentdragers.
Geen gelijke
‘De depositie van materiaal is één van de kritische acties bij het realiseren van een product dat uit een drager - bijvoorbeeld een PCB of flex foil - en elektrische componenten bestaat’, aldus Plak. ‘Om dit nog preciezer en sneller te kunnen doen, moet ook de productdrager nauwkeuriger en sneller gepositioneerd kunnen worden. Dit probleem lossen we op met onze Accelerated XY Table, oftewel AXYT. Een tweede trend in materiaaldepositie betreft de toename van bewerkingen zoals het aanbrengen van geleidende contacten en het printen van geleidende sporen. Het deponeren van materiaal is bovendien niet beperkt tot printed electronics. Zo wordt ook in de medische sector volop research gedaan naar diverse toepassingen, onder andere op het gebied van bio-sensors en lab-on-a-chip. Ook op dit vlak is onze planaire stepping stage grensverleggend. Er is geen gelijke in de markt.’
Indrukwekkende versnellingen
De AXYT van Sioux positioneert een producttafel tot wel 100 keer per seconde en voert daarbij positiecorrecties in een XY vlak uit. Dit wordt mogelijk gemaakt door heel nauwkeurige feed forward (>99%), een hoge control bandbreedte (>200 Hz) en slimme regelstrategieën. Hierbij worden in beide richtingen indrukwekkende versnellingen (4G) bereikt met sub-micrometer precisie. De procesmodule boven de producttafel hoeft hierdoor geen hoog-dynamische bewegingen te maken, slechts langzamere zijwaartse stappen per bewerkingsgebied. Dit resulteert in een hogere productiesnelheid, meer nauwkeurigheid en lagere kosten.
Enorme kracht
Plak: ‘Om dit allemaal mogelijk te maken hebben we heel veel kennis bijeengebracht en uitgewisseld vanuit al onze competenties. Dat is niet alleen superleuk en mooi, maar ook een enorme kracht van ons bedrijf. Zo is eerder opgedane ervaring aangaande ontwerpregels voor het maximaliseren van de performance toegepast in het ontwerp van de AXYT. Denk daarbij bijvoorbeeld aan directe aandrijving met lineaire motoren, lichtgewicht en stijf construeren, het elimineren van wrijving door toepassing van luchtlagers en directe positiemeting van de producttafel op de proceslocatie. Er werden kortom heel veel architectuurkeuzes en ontwerpdetails gebalanceerd voor een optimaal resultaat. Dat vergde inbreng van alle disciplines binnen Sioux - mechanica, elektronica, mechatronica, optica, fysica, software, mathware en realisatie & testing.’
Marktintroductie
Waar staat Sioux momenteel met de ontwikkeling van de AXYT? Plak geeft aan dat het prototype gereed is en nu verder geoptimaliseerd wordt door het ontwikkelen van slimme kalibratiestrategieën. De stap van een innovatief idee naar beproefd concept – zowel wat betreft werkingsprincipe als prestaties – is dus gezet. De producttafel is klaar voor marktintroductie. Een positioneertafel op zichzelf is echter nog geen totaaloplossing voor de klant. Sioux gaat daarom verder op systeemniveau. De volgende opgave die op eigen kracht wordt oppakt is het toevoegen van een optische module en slimme software waarmee snel en nauwkeurig posities en de benodigde correcties bepaald kunnen worden. Deze stap moet april 2025 zijn gezet.
Specifieke klantapplicaties
Plak: ‘Met de proto van de AXYT tonen we aan dat Sioux wereldwijd tot de top behoort op het gebied van snel en nauwkeurig positioneren en de bijbehorende systeemkennis in huis heeft. Daarmee kunnen we nu richting toepassingen gaan werken in de semicon, analytische en medische industrie. Ook daar is rekening mee gehouden in het ontwerp. We kunnen dit naar behoefte aanpassen – onder andere wat betreft afmeting en lengte van werkgebied - en uitbreiden voor een optimaal resultaat op systeemniveau. We verwachten dan ook veel van deze ontwikkeling. Die stelt onze klanten immers in staat sneller, betere producten te maken met een hogere yield en tegen lagere kosten. Daarmee hopen we hen ook te inspireren om tot nieuwe toepassingen te komen waarbij wij hen multidisciplinair kunnen ondersteunen in de realisatie.’
