Alimentation électrique dans la fabrication de semi-conducteurs et d'écrans
8 juin 2022
La précision est déterminante

Hyundai, Daewoo, Samsung, LG, SK Hynix - de nombreuses entreprises sud-coréennes sont des acteurs mondiaux de premier plan. Outre la construction navale et automobile, les industries de l'électronique et des semi-conducteurs comptent parmi les leaders mondiaux. Cette position de leader dans la production de mémoires à semi-conducteurs et d'écrans ne peut être maintenue que grâce à une efficacité et une précision maximales dans la production. C'est précisément pour cette raison que les grands fabricants et sous-traitants sud-coréens misent de plus en plus sur l'alimentation électrique Pro 2 de WAGO.

Des innovations telles que le "Processing in Memory", c'est-à-dire l'intégration de la mémoire vive dynamique (DRAM) et du processeur, ou les diodes électroluminescentes quantiques (QLED) proviennent de Corée du Sud. Ils mettent les spécialistes en émoi et font rêver les utilisateurs. Le mantra général du secteur - densité de puissance plus élevée, vitesse plus élevée et consommation d'énergie plus faible - ne peut être atteint qu'en perfectionnant la fabrication. La fabrication de mémoires à semi-conducteurs ou de QLED est arrivée à l'échelle nanométrique ; une telle technologie de pointe nécessite des processus de fabrication de plus en plus complexes et des machines en conséquence.

Nos clients high-tech en Corée du Sud ont très vite reconnu le potentiel que recèlent les propriétés de communication de l'alimentation WAGO Pro 2.

Haeyong Kim, directeur des ventes chez WAGO Corée

Des machines aux exigences les plus élevées

"Les machines utilisées pour la fabrication de mémoires à semi-conducteurs ou d'écrans sont non seulement très grandes, mais aussi extrêmement fragiles", explique Haeyong Kim, directeur des ventes chez WAGO Korea. "Si un capteur ou un moteur n'est pas alimenté avec une tension exacte, la qualité du produit en pâtit et, en raison de la complexité de la machine de production, la recherche d'erreurs est extrêmement coûteuse". Il n'est donc guère étonnant que les alimentations à découpage DC soient soumises à des exigences très élevées. Mais les alimentations 24V classiques ne peuvent pas y résister, car il leur manque des fonctionnalités essentielles.

La communication avant tout

"Nos clients high-tech en Corée du Sud ont très vite reconnu le potentiel que recèlent les propriétés de communication de l'alimentation WAGO Pro 2", explique Kim. "Les avantages de leur utilisation sont en partie évidents. En y regardant de plus près, on en découvre beaucoup d'autres qui s'avèrent très profitables pour le client. Une alimentation électrique qui renseigne en quelques millisecondes sur les intensités de courant actuelles, les tensions de sortie, le comportement en cas de surcharge, etc. ne peut être surpassée lorsqu'il s'agit de détecter, de localiser et même de prévenir les erreurs". Grâce au module de communication encliquetable, l'alimentation Pro 2 peut établir une communication permanente par bus de terrain et envoyer des données d'état à une commande de niveau supérieur. Chaque bande 24V dispose ainsi de possibilités de surveillance étendues, les anomalies des consommateurs connectés sont immédiatement détectées et visualisées.

Les avantages de leur utilisation sont en partie évidents. En y regardant de plus près, on en découvre beaucoup d'autres qui s'avèrent très profitables pour le client.

Haeyong Kim, directeur des ventes chez WAGO Corée

Anticiper les erreurs

Mais avec une telle base de données, il est possible d'aller encore plus loin, par exemple lorsque la consommation de courant actuelle diffère de celle qui est habituelle pour la situation de charge : supposons qu'un servomoteur consomme tout à coup 3,8 A au lieu de 3,5. On peut donc en conclure qu'il se passe quelque chose d'atypique soit dans le moteur lui-même, soit dans le processus. Souvent, les valeurs de courant ne changent pas brusquement, mais graduellement sur une certaine période. Grâce aux nombreuses possibilités de configuration de la WAGO Pro 2, il est possible de définir des valeurs limites dont le dépassement vers le haut ou vers le bas entraîne l'émission de messages. Ainsi, dans l'exemple choisi, l'augmentation constante de la consommation de courant du moteur peut s'expliquer par un arbre qui tourne mal en raison d'un manque de lubrification. Avant que le moteur ne se mette en arrêt de sécurité ou même ne subisse des dommages, l'équipe de maintenance peut prévenir cette panne à temps. Dans le cadre de l'analyse Big Data de ces données d'état mises à disposition par l'alimentation électrique, il est même possible, grâce à des algorithmes, d'anticiper des dommages de machines très différents, dans le temps et quant à leur origine.

Ligne longue vs. adaptation dynamique du courant

"Un phénomène physique qui cause toujours des soucis à de nombreux clients est la longueur des câbles entre l'alimentation électrique et le consommateur", poursuit Kim, qui révèle : "Nous ne pouvons certes pas abolir la loi d'Ohm, mais la communication étendue nous réserve une solution très élégante pour cela". Là encore, un exemple : un câble de 40 m de long a une résistance d'environ un demi-ohm, selon la section du câble. Si l'on fait passer 10 A par ce câble, la tension reçue par le consommateur est inférieure d'environ 5 V. Dans de nombreuses installations de production, on remédie à cet état de fait en augmentant la tension du bloc d'alimentation de 24 V à 28 V. En effet, les consommateurs ne fonctionnent pas du tout ou mal si la tension nécessaire à leur fonctionnement ne peut être atteinte. Mais dans la production de mémoires à semi-conducteurs ou d'écrans, un moteur mal positionné ou des informations de capteur erronées sont synonymes de déboires extrêmement coûteux. Pour que tous les composants fonctionnent toujours avec précision, ils doivent être alimentés avec la bonne tension - résistances de câble comprises. Pour cela, il est important que la tension d'alimentation puisse être mise à disposition de manière constante, même si d'autres consommateurs sont connectés ou déconnectés sur la même branche. "Un de nos clients a eu l'idée de prélever la tension momentanée sur le consommateur par un signal analogique et de la régler en conséquence", explique Kim.

Cette dépense, qui nécessite un câblage supplémentaire, n'est cependant pas du tout nécessaire, car ici aussi, la capacité de communication du Pro 2 est la clé d'une solution confortable et économique : pour éviter une chute de tension plus importante lorsqu'un autre consommateur est connecté, l'alimentation électrique intelligente peut être augmentée en conséquence - et ce, sous la commande d'un API ! Le contrôleur qui envoie un ordre de commutation à l'actionneur transmet à l'alimentation électrique qu'une tension adaptée doit être mise à disposition au cours du cycle suivant. Cela permet d'éviter les variations de tension en fonction de la charge et assure en même temps une utilisation très efficace de l'énergie, car lorsque les consommateurs reviennent à l'état de repos, la puissance peut être à nouveau réduite côté bloc d'alimentation.

Tout bien considéré, l'utilisation de cette alimentation électrique intelligente réduit le coût total de possession, la consommation de ressources et donc l'empreinte carbone.

Haeyong Kim, directeur des ventes chez WAGO Corée

Champion du rendement

Avec un rendement pouvant atteindre 96,3 %, l'alimentation électrique Pro 2 de WAGO convertit parfaitement l'énergie. Avec l'adaptation dynamique de la tension par communication API et la gestion intelligente de la charge, il en résulte une efficacité énergétique jusqu'ici impossible à atteindre : "Certains clients en Corée du Sud ont besoin de très nombreuses alimentations pour leurs applications. Lors de la mise à niveau vers notre Pro 2, on me rapporte régulièrement qu'en raison de son efficacité énergétique, même la chaleur dégagée dans les armoires électriques diminue à tel point que les coûts énergétiques peuvent être réduits de manière significative, même pour la climatisation", rapporte le directeur commercial de Corée du Sud. "Tout bien considéré, l'utilisation de cette alimentation électrique intelligente réduit le coût total de possession, la consommation de ressources et donc l'empreinte carbone".

La somme de l'efficacité énergétique, de la fiabilité et de la précision de l'alimentation électrique, de la surveillance étendue de l'état et de la stabilité de la qualité des processus et des produits qui en résulte est convaincante : même les acteurs mondiaux de la fabrication de mémoires à semi-conducteurs et d'écrans sud-coréens, qui sont plutôt conservateurs en ce qui concerne l'équipement de leurs machines et qui s'en tiennent normalement à des composants éprouvés, veulent profiter de ces avantages en passant à la série d'alimentation électrique Pro 2 de WAGO.

A propos de l'auteur

Haeyong Kim est directeur des ventes chez WAGO Corée et travaille dans l'entreprise depuis 2013. Il supervise principalement des projets d'automatisation pour de grands clients coréens tels que le groupe Samsung ou le fabricant de semi-conducteurs SK Hynix, ainsi que pour des constructeurs de machines de petite et moyenne taille. Kim est enthousiasmée par les opportunités de développement individuel qu'offre WAGO et qui contribuent au fait que tous les collègues donnent toujours le meilleur d'eux-mêmes - aux clients et aussi les uns aux autres.

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L'alimentation WAGO Pro 2 – L'armoire de commande est en pleine mutation car les exigences qui lui sont imposées ne cessent d'augmenter - en quantité et en qualité. La mise en réseau croissante, la hausse des coûts énergétiques et l'individualisation croissante signifient que l'armoire de commande doit être plus petite, plus économique, plus rapide et plus flexible.

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