扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一,用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。要由高精度的温度控制系统、推拉舟控制系统、气路控制系统组成。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、可靠性高等特点,目前广泛应用于工业控制、控制仪表、通信等各个领域。基于S3C2440的扩散炉可提供高精度的扩散氧化环境,以生产出高质量的半导体产品。
ARM处理器S3C2440具有工作频率高、片上资源丰富等特点,可以良好地应用于本系统。且系统设计中移植了嵌入式WinCE,使得控制系统具有实时性强、编程方便、可扩展性强等特点。S3C2440微处理器基于ARM9内核,可以移植Windows CE、Linux、μC/OS-Ⅱ等嵌入式操作系统。
系统的CPU及扩展模块是以S3C2440为核心的开发板。在系统中有温度控制子系统、推拉舟控制子系统、气路控制子系统。上述3个子系统为闭环系统,分别完成对温度、步进电机、气体质量流量计的检测和控制。触摸显示屏作为人机界面,用于控制和监视系统的运行。因为S3C2440的引脚高电平为3.3 V,所以此电路与CPU连接时可以使用电平转换芯片SN74ALVCl64245或74LVC4254等。为了增加测量精度,需要对热电偶输入的信号进行滤波。因为本系统主要受工频信号的干扰,所以滤波过程主要滤掉工频信号。信号放大时根据系统的要求可以选用OP07、OP27等高精度的放大器。
基于S3C2440的扩散炉易于监视和控制,温度检测精度高,整个系统的自动化程度高。系统运行证明,系统软硬件完全满足要求,运行良好,可以生产出高质量的半导体产品。