东崎远程I/O模块在半导体涂胶显影机上的应用方案
2026-10-21
涂胶显影机(Track)是夹在光刻机前后的自动化工艺平台,负责完成光刻胶的旋涂增粘、多段烘烤(软烘 / PEB / 坚膜)和显影全过程,直接决定光刻图形的线宽精度和膜厚均匀性,是 IC 前道制造中与光刻机联机配套的核心热处理设备。

项目背景
一、行业宏观背景
本项目设备的被控加热对象为单个圆盘(加热盘),圆盘上方共布置 5 个温度检测点位。工艺与设备状态不同时,作为主控反馈源的测温点位需要随之切换:例如工艺段切换、传感器校验或点位健康状态变化时,上位机要能动态指定“哪一路测温通道参与加热闭环,其余各路只做采集监测”。因此温控系统必须同时满足两个条件:
- 多点位高精度采集:5 支传感器全部接入控制系统实时采集,供工艺监控、温差分析与故障诊断使用,任何一支传感器的漂移都能被及时发现。
- 主控通道可切换:主控反馈源由上位机按工况动态指定,加热闭环跟随切换,不能被固定接线的单回路仪表锁死。
二、传统温控器的痛点
在多点位、主控源可切换的场景下,传统“单回路温控仪表 + 独立采集”的方案暴露出明显的结构性短板。
1. 仪表数量多,柜内空间与成本成倍增加:传统单回路温控器一台只控一路,5 个检测点位就需要 5 台仪表并排安装;配套的电源、继电器、端子排随之翻倍,控制柜面板开孔与导轨空间紧张,硬件成本与装配工时同步上升。
2.“多路选一”主控逻辑难以实现:单回路仪表各自独立闭环,反馈源被接线方式固定,无法由上位机动态指定某一路作为主控、其余降级为监测。若改用采集模块 + PLC,上位机需自行实现 PID 运算、输出调节与通道切换,控制品质还受 PLC 扫描周期制约。
3.通讯节点多,数据链路复杂:5 台仪表即 5 个独立从站地址,RS485 总线逐台轮询,温度数据刷新慢、断线定位难;协议不统一时还需额外网关转换,与上位机的系统集成工作量随点位数线性增长。
三、东崎刀片式温控器解决方案
方案采用东崎(TOKY)G320A 系列刀片式 I/O 模块:以一块 G320A-T03-001 热电阻温控模块承担 5 个点位的采集与闭环控制,通过 G320A 刀片式耦合器接入上位机。模块采用拼接式刀片结构,支持与 DI、DO、AI、AO、电流、电力等模块自由组合扩展。
- 一块模块,采集与控制一体。6 路热电阻输入覆盖全部 5 个检测点位,模块内置多种可选 PID控制算法并支持自整定,具备加热制冷双 PID 能力,闭环运算在模块侧完成。
- 通道选择与硬件解耦。OUT1~OUT5 并联后引出统一的加热控制线:无论上位机选定哪一路主控通道,加热信号都从同一 组端子输出,不需要分路接线、切换开关或重新布线。
- 免工具安装与免螺丝接线。刀片式拼接结构即插即组,0.2~1.5mm² 导线免螺丝压接,通道导光孔设计让接线状态一目了然,现场安装与排查效率高。
- 耦合器提供 Modbus - RTU、Modbus -TCP、ProfiNET、EtherCAT 四种通讯协议版本,适配主流 PLC 与上位机软件。
传统方案与 G320A 方案对比
对比维度 | 传统单回路温控仪表方案 | G320A 刀片式温控方案 |
硬件数量 | 5 台仪表 + 各自电源/继电器/端子,占用大量柜内空间 | 1 块温控模块 + 1 个耦合器,刀片拼接、结构紧凑(模块厚约 28.42mm) |
主控通道切换 | 反馈源被接线固定,无法动态指定;或需 PLC 自建 PID 与切换逻辑 | 上位机软件选定主控通道,模块侧完成闭环,切换零接线改动 |
通讯架构 | 5 个从站地址逐台轮询,刷新慢、协议转换需网关 | 单一耦合器统一接入,四种协议可选,模块一键自动编址 |
精度保障 | 长距离引线电阻侵蚀测量精度,面内温差评估失真 | 精度 0.2% F.S,内置三线制长线补偿电路,抑制引线误差 |
四、东崎G320A核心选型
名称 | 型号 | 配置说明 |
温控模块 | G320A-T03-001 | 6 路热电阻输入、8 路 NPN 晶体管输出,内置 PID 算法,精度 0.2% F.S,内置三线制长线补偿电路[1]。本项目 5 个点位全部接入,输入余量 1 路、输出使用 OUT1~OUT5。 |
耦合器 | G320A-CR01 (CT01 / CP01 / CE01) | 分别对应 Modbus-RTU、Modbus-TCP、ProfiNET、EtherCAT 通讯协议;新模块接入自动编址,免手动分配地址,并提供虚拟串口软件与动态库(GSD / XML 文件)。 |
![]() G320A 系列刀片式耦合器 双以太网口支持级联组网,指示灯覆盖电源与网络状态,免螺丝端子接线 | ![]() G320A 系列刀片式温控模块 液晶面板同时查看各通道输入输出参数,双排免螺丝端子完成信号接线 | |
五、总结
该方案让涂胶显影机圆盘温控环节以更少的硬件、更简的布线、更灵活的控制策略满足 5 点位高精度温度管理需求,同时保留了向多温区、多信号类型扩展的能力,适配半导体设备长期演进的需要。
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