JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
tisdag 17 september 2019 VECKA 38

Sitek gör detektorer som har koll på läget

Vissa företag fascinerar. Sitek i Göteborg är ett sådant. Företagets positionskännande 
detektorer, tillverkade i eget renrum, finns lite överallt idag. Holländska ASML, världsledande 
inom litografiutrustning, använder den svenska detektorn. Likaså gör tyska Innotech. 
Samtidigt har tekniken så mycket mer att ge. Bara fantasin sätter gränser.
Sitek har sina rötter i Chalmers där professor Torkel Wallmarks forskarlag arbetade med laterala fotoströmmar på 1970-talet.

 
  Conny Nordin
− Till en början var allt väldigt olinjärt, men så kom forskarna på ett sätt att flytta några av detektorns elektroder från fram- till baksidan och plötsligt blev resultatet linjärt. Det var revolutionerande, förklarar Conny Nordin, som jobbat på företaget i 22 år och varit vd i 15 år.

Grundbulten i Siteks verksamhet är detektorerna som med hjälp av ljus kan bestämma positionen i upp till tre dimensioner.

I standardsortimentet finns ett stort antal detektorvarianter liksom annat (se ruta). Alla detektorer är gjorda i kisel med en stor fotodiod som bas istället för många små pixlar, som CCD-sensorer har. Upplösningen bestäms istället av signalbrusförhållandet.

− Vi har tre, fyra konkurrenter som gör liknande detektorer, men de har inte samma precision och samma jämna kvalitet. Genom vårt egna renrum har vi full kontroll på processen, förklarar Conny Nordin.

Sitek har världens bredaste standardsortiment av PSD:er (position sensor detector). Där finns endimensionella detektorer som är 2,5 till 60 mm och tvådimensionella som är 2 5 2 mm till 45 5 45 mm – alla uppbyggda av en enda stor fotodiod.
När ljuset når ytan alstras en fotoström. Endimensionella detektorer har tre kontakter, en som backspänner komponenten medan strömmarna mäts i de två andra. Skillnaden i strömstyrkan som når de två kontakerna är ett mått på ljusstrålens position.
Tvådimensionella detektorer har istället fyra kontakter, en på var sida. Två av dem sitter mitt emot varandra på framsidan, medan två sitter mittemot varandra baksidan. Även här är det skillnaden i strömstyrka som når de två kontakterna mitt emot varandra som är ett mått på ljusstrålens läge.
Metoden att sätta två av kontakterna hos 2D-detektorer på baksidan istället för framsidan är nyckeln i Siteks framgång. Tekniken är inte patenterad, så idag använder tre, fyra konkurrenter samma metod, men inte med samma precision och jämna kvalitet.
– Det är betydligt svårare att konstruera kontakterna på baksidan. Det kräver annan utrustning och man måste ta hänsyn till en mängd parametrar kring mätsituationen. Men vi har övat i 38 år och vet vad som händer, säger Conny Nordin och han tillägger:
– Jag frågade några japaner varför de köper vår produkt som är lite dyrare än konkurrentens, som faktiskt tillverkas i Japan. Svaret var att deras varierar. De vet inte riktigt hur linjäritetskurvan ser ut från gång till gång. Vår är likadan hela tiden.

Till standardsortimentet hör också detektorer inom olika våglängdsområden, liksom varianter som har en signalbehandlingsenhet – också den utvecklad av Sitek – monterad på baksidan av detektorn.
Företaget har även utvecklat en PSD-array, med 16 parallella endimensionella PSD-element som sitter väldigt tätt utan att påverka varandra. Denna detektor använder även företagets patenterade ströljuseliminering.

Likaså finns utläsningselektronik liksom SEEPOS, ett utvecklingsverktyg tänkt att användas i labbet för att hjälpa kunderna att snabbare komma igång, i standardsortimentet.
– Vi har även en hel del kunder som vill bygga in SEEPOS i sina system. De vill förenkla sin egen hårdvaruutveckling och snabbt nå den prestanda de behöver, förklarar Conny Nordin.
I våras fick Sitek priset ”Årets Elektronikföretag i Västsverige 2014” för sin utveckling av SEEPOS, sin höga produktkvalitet samt sin framgång på världsmarknaden.
I Partille utanför Göteborg arbetar tio personer med utveckling, tillverkning, montering och test av detektorer. Här tillverkas idag cirka 25 00 komponenter per år, vilket är väldigt lite för ett halvledarföretag.

Under den senaste femårsperioden har företaget satsat mycket på sitt optiska mätlabb, där de kan mäta parametrar som hastighet, brus, reflektans och så vidare. Idag är varje enskild detektor som lämnar företaget kontrollerad och uppmätt.

− Där skiljer vi oss från gängse standard i vår bransch. Om en kund undrar hur något fungerar så kan vi alltid gå tillbaka till våra egna papper och säga vad utfallet bör bli.

I renrummet hanterar personalen kiselskivor i olika format, från 3 till 6 tum.

− Vi gör världens största kommersiella detektor. Den har en aktiv yta på 45 5 5 mm, så det går bara in en på en 3-tumsskiva, berättar Conny Nordin.

Samtidigt menar han att företaget mycket väl kan göra detektorer som är 90 5 0 mm; allt beror på vad kunderna vill ha.

Om nu standardsortimentet är brett, så är det kundanpassning företaget lever på. Upp till 90 procent av detektorerna som Sitek levererar är kundanpassade.

− Många börjar med att testa våra standardprodukter, men ofta jobbar vi med OEM-kunder som vill göra sina system lite bättre. Då blir det kundanpassat.

Företagets förmåga att skräddarsy är imponerande. Efter att ha skruvat på tekniken i närmare 40 år kan personalen lösa det mesta.

Ingen kan göra lika stora eller snabba detektorer. Samtidigt behöver detektorn inte bli fyrkantig, utan formen kan anpassas efter skanningssystemets optiska design vilket gör att prislappen på optiken kan hållas nere. Även upplösning, noggrannhet och ljusspektra är sådant som Sitek optimerar. Som kuriosa kan nämnas att företaget även levererar detektorer för partiklar och röntgen.

Standardsortimentet innehåller detektorer som är känsliga för våglängdsområdena UV, synligt ljus och nära IR. Med olika beläggning går det dock att anpassa kislets känslighet för önskad våglängd.

− Vi har 3–4 standardprocesser som vi skruvar på beroende av vad kunden vill ha. Vi har också en jonimplanter som vi skjuter in det resistiva lagret med. Genom att dopa på olika sätt, kan man ändra på egenskaper som exempelvis snabbhet.

Just snabbhet och exakthet är två starka drivkrafter inom industrin numera. En typisk 10 5 0 mm detektor har som standard en stigtid på 400 s, men Sitek har utvecklat en process som är nere på 25 s.

− Det är en Wow-faktor. Där är ju omöjligt säger kunder som tidigare talat med en konkurrent. Fast när de testat våra detektorer ser de att det fungerar, säger Conny Nordin.

Den extrema snabbheten är intressant i en hel mängd tillämpningar, exempelvis då man vill styra väldigt snabba lasrar eller missiler, eller styra mems-komponenter.

− En av våra största kunder, ASML i Holland, använder våra detektorer i sin modernaste litografiutrustning just för att de är så snabba.

Som alla vet har Moores lag utmanat halvledarindustrin allt mer på sistone. Dagens halvledare definieras med laserljus vars våglängd successivt minskats för att skapa de allt finare mönstren.

Likaså har optiken vässats, men på senare tid har litografiutrustningen börjat använda mängder av mikromekaniska speglar för att styra ljuset som gör mönstret på chipen.

− Våra detektorer kontrollerar memsspegelarna i systemet. Detektorerna bevakar att speglarna går till rätt position i realtid, säger Conny Nordin, som av sekretesskäl inte får berätta vidare hur kunden använder detektorerna i sitt system.

− Men när vi började med detta för några år sedan var det klart att det var en väldigt snabb detektor som behövdes. Vi jobbade mycket i labbet med att utveckla processen.

 
Holländska ASML använder Siteks detektorer i sin modernaste litografiutrustning.
När istället upplösningen sätts i första rum är signalbrusförhållandet en av de viktigaste parametrarna. Atomkraftsmikroskop är en tillämpning som Sitek levererar detektorer till och där kravet på några nanometers upplösning är av största vikt.

Tittar man på olika tillämpningar så delar Sitek in dem i tre områden, beroende av mätteknik. Speglingen är ett, där är ASML:s litografiutrustning ett paradexempel. Triangulering och direkt belysning är de två andra.

Triangulering är det bredaste området och även ett av de första sätten att använda detektorn på. I princip innebär det att man mäter avståndsskillnader genom att projicera reflektioner från en laser på detektorn (se bild). Metoden används exempelvis av gjuterier, i pappersbruk och för att mäta underlaget på landsvägar i hög hastighet.

 
 
 Två olika PSD-arrayer från Sitek.
Likaså använder halvledarindustrin Siteks detektor i kombination med triangulering för att skanna hur lodkulorna ser ut på kretsar som i ett senare skede ska flip-chip-monteras.

− Vår detektor lade grunden till att man kan göra denna typ av system. Det är en svensk uppfinning som idag är en stor industrigren, säger Conny Nordin.

Den tredje mätmetoden, direkt belysning, kanske låter triviala, men även här finns mängder av spännande tillämpningar. En sådan levererar tyska Innotech i form av en sorts underhållstjänst för järnvägen.

Innotechs lösning innebär att sex detektorer monteras på rälsen efter varandra och på båda sidor. Med hjälp av laser kan man sedan mäta rälsens böjning när ett tåg går förbi, vilket bland annat ger en indikation på hjulens kurvation.

Ur systemet kan man få information om att ett visst tåg som passerat vid en viss tidpunkt har ett hjul exempelvis på fjärde axeln som behöver bytas. I Tyskland används systemet, där säljes informationen tillbaka till Deutsche Bundesbahn.

− Systemet finns över hela världen, utom Sverige och Japan. I Sverige ville man inte ha systemet för man trodde inte på en så enkel lösning, skrattar Conny Nordin.

Annars är Sverige fortfarande en väldigt viktig marknad för Sitek. Här köps många detektorer av företag som jobbar inom process- och automationsindustrin.

− Men vår största marknad är halvledarindustrin och framåt har vi valt att satsa extra på Japan och Tyskland. För oss är det därför väldigt viktigt att komma ut och tala om för alla vad vi kan göra.

Ett led i detta är sommarens nyhet om att Sitek återigen är svenskt.

− Ja, precis innan semestern blev det klart att bolagets ledning köper tillbaka företaget, efter att det varit ägt av ett japanskt företag i 25 år. Nu kan vi fokusera fullt ut på vad vi ska göra härnäst.

Foto: Bilden vid rubriken och övre PSD-arrayen är tagen av Ulrik Södergren
MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)