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直驱技术在半导体设备的成功案例

时间:2021-10-21 21:26:47来源:科尔摩根

导语:​以 5G、人工智能、工业互联网、物联网为代表的“新基建”正火如荼地开展,而以半导体芯片和平板显示器等高科技产品的研发和生产则是支撑其蓬勃发展的重要基石。Hero behind Hero,作为英雄背后的英雄,无论是在刻蚀、PVD、晶圆清洗、晶圆搬运、贴片等半导体生成制造工艺中,总能找到科尔摩根的身影。凭借独特的高性能直驱运动控制技术,科尔摩根成为众多半导体生产和检测设备龙头企业的选择。

  1 解决方案核心优势

  • 业界领先的直驱技术——直驱电机实现高速、高精度定位;

  • 直接驱动实现精密轨迹控制——简化设备结构,并提高设备性能;

  • 产品技术方案稳定可靠——拥有全球成熟的行业经验及本地专业技术能力。  

  2 案例一:CMP化学机械研磨机

  针对该研磨设备所面临的性能瓶颈,科尔摩根为其提供了驱动转台和研磨头的16轴系统方案,方案集成了科尔摩根的明星产品直驱电机DDR和高性能标准伺服电机AKM。电机优化的电磁设计有效降低了齿槽效应,减少了速度波动。同时,紧凑的电机尺寸节省了更多安装空间。而且,热替换功能允许在不关闭网络的情况下替换节点,进一步减少了停机时间。 最终,方案帮助用户实现了用于300mm以及65nm晶圆加工的研磨设备技术要求,实现了多轴数紧密协同控制,且运动控制可按照要求定制轨迹,帮助设备获得了高可靠性和安全性,以及确保零停机时间。

  该方案应用到的重点直驱技术产品包括:

  (1) GOLDLINE® DDR直接驱动电机(图1所示)

图 1 GOLDLINE® DDR 直接驱动电机.png  

图 1 GOLDLINE® DDR 直接驱动电机

      科尔摩根GOLDLINE®直接驱动旋转 (DDR) 系列电机提供了一种高性能、零维护伺服解决方案。 科尔摩根GOLDLINE® DDR通过较长的直径、较短的长度以及大量的磁极可实现极高的转矩密度。 该DDR可以用作灵活的分度器,所提供的可编程快速分度远远超过传统机械或可变磁阻技术的分度器的生产能力。 它还可以用于替换机械传动组件, 例如减速箱、同步皮带,以及齿条与齿轮减速器。

  (2) AKM™ 系列伺服电机(图2所示)

  科尔摩根提供广泛的标准配置,具有与定制型解决方案相同的优点:

  • 多种标准产品与丰富的联合设计改造经验帮助满足您的设计要求,因此选择面广并且灵活性高;

  • 卓越的性能以及优秀的功率密度;

  • 超低齿槽效应与低谐波失真,确保运行顺畅;

  • 便于调试与使用,具有即插即用的电机识别功能,并且可在 AKD™ 系列伺服驱动器上进行全频自动调谐。

 图 2 AKM ™ 系列伺服电机.png

 图 2 AKM ™ 系列伺服电机  

  3 案例 二: 晶圆搬运机器人

  面对客户现有设备的诸多实际应用“痛点”,如电机安装在真空环境中的发热控制,电机的真空度适应能力提升,中心力矩电机控制需适应机器人不同位置和负载重量带来的负载惯量动态变化,以及实现运动模块之间的协同运动极为平稳可靠等要求,科尔摩根技术专家为其推荐了高性能的KBM无框直驱电机匹配AKD伺服驱动器的解决方案。定制化的KBM无框直驱电机方案,节省了设备约40%的安装空间。同时,控制器提供反向运动学算法及抑振算法,保障了晶圆搬运机器人的高速平稳运行,且实时轨迹修改实现了平稳轨迹运动。另外,双二阶滤波器,电机斜槽设计等手段最大程度减少了转矩纹波,全方位提高了设备的竞争力。

  该方案应用到的重点直驱技术产品包括:

  (1)KBM系列无框直驱电机(图3所示)

图 3 KBM 系列无框直驱电机.png 

 图 3 KBM 系列无框直驱电机

KBM™ 系列经过设计,可直接内置于机器中,利用机器的自身轴承支撑转子。由于我们拥有多种标准电机,并且能够快速和经济有效地融入联合设计改造,因此可为您提供一种在最为紧凑的空间内具有卓越性能的适用型无框架电机。

  (2)AKD 系列伺服驱动器(图4所示)

图 4 AKD 系列伺服驱动器.png

图 4 AKD 系列伺服驱动器

  科尔摩根 AKD™ 系列组成了完善而齐备的基于以太网的伺服驱动器/伺服放大器系列产品,该系列产品运行速度快、功能丰富、应用灵活,并且能够快速轻松地集成到任何应用中。AKD 采用即插即用式的调试方法,可确保即时、无缝地操作您机器中的任何部件。此外,无论您有何应用需求,AKD 总能提供业内领先的伺服性能、通信方式和功率级别,且占用空间极小。

  4 小结

  凭借超过70多年的运动控制经验,全球化的设计方案, 灵活的定制能力,以及本土化的快速供货,科尔摩根在半导体行业的众多机型,例如晶圆激光检测机、光阻涂布机、晶圆分选机、覆晶贴片机、X光检测系统、MENS惯性传感器测试机以及SMT 高速贴片机等设备类型上都有着成熟的应用经验。科尔摩根直驱技术是半导体行业客户改善设备性能、提高设备竞争力的不二选择。


标签: 直驱系统伺服系统半导体

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