sDot製C3バルブターミナルの真空成膜装置への適用

真空成膜（PVD/PECVD/マグネトロンスパッタリング）装置は、光学部品、民生電子機器の構造部品、装飾金物、硬質コーティング刀具などの下流製品を製造するための重要なプロセス設備であり、高真空環境下で薄膜堆積を完了する必要があるため、プロセスガスの精密な開閉、真空チャンバの信頼性の高い絶縁、動作サイクルの同期応答に高い要求が課されます。バルブターミナルは、この種の設備における空圧制御の主流の選択肢となりつつあります。今回の事例では真空成膜装置を対象に、sDot製C3シリーズバルブターミナルの適用事例を紹介します。

今回の事例で使用したsDot製品

C3シリーズバルブターミナル

設備の概要

真空成膜装置は真空環境下で金属膜や誘電体膜などの機能薄膜の堆積を完了し、マグネトロンスパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、PECVDなど多様なプロセス方式に対応します。装置内部には多数の空圧アクチュエータが組み込まれており、機能別に3種類に分類できます。

これらの空圧アクチュエータはすべて電磁弁で駆動されます。空圧制御弁とシリンダが増えるほど必要な電磁弁の点数も増え、1台の装置で数十個の電磁弁を必要とすることがよくあります。

sDotのソリューション

真空蒸着プロセスでは、ガスの開閉の正確性、チャンバの絶縁の信頼性、複数ガス経路の協調応答に対する要求が高く、実行エレメントの数が多く集中配置されているため、プロセスガス制御と真空チャンバ制御を統合的に管理する必要があります。本ソリューションでは、sDot製C3シリーズバルブターミナル（PROFINETプロトコル）を2セット採用し、プロセスガス領域と真空チャンバ領域にそれぞれ配置して、2種類の空気圧実行エレメントを集中制御に組み込みます。バルブターミナルは機器本体に取り付け、信号はPROFINETバスを介してPLCに接続します。

三、ソリューション構成

制御層：

シーメンス S7-1500 PLCをコアコントローラとし、PROFINETバスを介して2セットのバルブターミナルを統合管理します。

ネットワーク層：

2セットのC3バルブターミナルをプロセスガス領域と真空チャンバ領域にそれぞれ取り付け、各々PROFINETでPLCに接続します。単一バス管理により、ネットワーク構成が明確です。

フィールド層：

各バルブターミナルは対応する領域の空気圧実行エレメントを独立して駆動し、バルブステーションと制御対象は1対1で対応します。以下に示します——

バルブターミナルのエアノズル仕様は柔軟にカスタマイズ可能です（本例ではφ6からφ8に変更）。これにより、異なる流量の実行エレメントに容易に接続できます。

四、適用効果

五、sDot製C3シリーズバルブターミナル

sDot製C3バルブターミナルは最大24点のダブルソレノイド電磁弁構成に対応し、保護等級IP65です。自社ブランドの電磁弁を採用し、寿命は5000万回以上、低消費電力設計で、オンラインファームウェア更新をサポートします。エアノズル仕様、バルブステーションタイプは現場のプロセス要件に応じて柔軟に構成でき、ターミナル全体でPROFINET/EtherCAT/EtherNet/IPなどの主要な産業バスプロトコルに適応し、真空蒸着、光学蒸着、硬質コーティング、3Cエレクトロニクス、リチウム電池、半導体、新エネルギーなど、高タクト・高信頼性が求められるシーンで広く使用されています。