Technische Universiteit Eindhoven

18-04-2007: TU/e-onderzoekers ontwikkelen technologisch wonder

Twee onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) hebben een soort zwevend tapijt van magneten ontwikkeld dat deze maand voor het eerst zijn kunsten kan vertonen.

Een technologisch wonder, aldus prof. ir. Mihály Antal, voorzitter van de programmacommissie van het IOP-EMVT*. Dit is een razend belangrijke innovatie voor de chipindustrie.

Het zwevende tapijt, een massieve plaat bestaande uit onder andere magneten, kan geheel vrij zweven op 1,5 millimeter hoogte met een nauwkeurigheid van minder dan een micrometer.

Ir. Nelis van Lierop en ir. Helm Jansen hopen later dit jaar op dit onderzoek te promoveren aan de TU/e.

Vacuüm
Bij de productie van chips staat de industrie voor grote uitdagingen. Elektronica moet steeds kleiner, sneller en goedkoper worden om aan de nieuwste eisen te voldoen. Er moeten zoveel mogelijk processoren, geheugenelementen of andere onderdelen op een klein chipje kunnen. Om chips nog kleiner te kunnen maken, wordt er gewerkt aan een nieuwe generatie productiemachines waarbij de essentiële belichtingsstap niet meer in lucht maar in vacuüm plaatsvindt. Een van de problemen hierbij is dat de conventionele positioneringsystemen die gebruikt worden tijdens de belichting niet in vacuüm kunnen opereren. De magnetisch gelagerde plaat van de twee TU/e-onderzoekers zou hiervoor dé oplossing kunnen zijn.

Zes vrijheidsgraden
In tegenstelling tot een zweeftrein, die alleen voor- of achteruit over een baan beweegt, kan de magnetische plaat van Jansen en Van Lierop in een horizontaal vlak bewegen. Naast de bewegingen in het vlak kan de hoogte waarop de plaat zweeft gevarieerd worden, kan hij een draaiende beweging maken en kan hij op twee manieren kantelen. In totaal zijn er dus zes gecontroleerde vrijheidsgraden. De plaat, bestaande uit 385 magneten, wordt aangestuurd door magnetische krachten afkomstig van maar liefst 84 spoelen die in het grondoppervlak zijn gelegen. De ruim 8 kilogram wegende plaat van 30 bij 30 centimeter kan met een stabiliteit van 300 nanometer (ongeveer
1/3000 millimeter) gepositioneerd worden, en met een snelheid van meer dan 1,4 meter per seconde bewegen.

Indrukwekkende demonstratie
Helm Jansen: We hebben dit concept praktisch van de grond af opgebouwd. Geen enkel softwarepakket was in staat om onze veeleisende berekeningen uit te voeren, dus hebben we de software zelf maar geschreven. Zijn collega-onderzoeker Nelis van Lierop: Onze intensieve samenwerking heeft geleid tot een nieuwe ontwerpmethode waarbij vanaf het beginstadium de regelbaarheid van het tapijt is meegenomen. Na vier jaar hard werken zijn we blij dat we ons gezamenlijk product kunnen presenteren. In het laboratorium van de TU/e kan het vliegende tapijt dan ook sinds kort een indrukwekkende demonstratie laten zien.


*Het IOP-EMVT (Innovatiegericht OnderzoeksProgramma ElektroMagnetische VermogensTechniek) is een subsidieprogramma van SenterNovem, een onderdeel van het ministerie van Economische Zaken.