产业应用 | Industry Application

半导体与晶圆制程
直驱电机应用

Semiconductor & Wafer Processing — Direct Drive Applications

半导体制程在纳米级定位精度、高产能与洁净环境之间要求严苛的平衡。无铁芯与有铁芯线性电机以无接触、零齿隙、高动态的方式驱动晶圆定位、AOI 与贴放轴;Z 轴短行程致动器则实现快速 Pick & Place 与探针测试。

产业需求 | Requirements

半导体制程的驱动挑战Drive challenges in semiconductor processing

晶圆定位、检测与贴放对精度、动态、洁净度与运动平稳度有极高要求。

高动态与短周期High Dynamics & Short Cycle Time

最高速度达 30.4 m/s(UPLplus)

晶圆搬运与贴放追求最高产能。UPLplus 无铁芯线性电机力质比提升达 42%,使移动质量更小、周期时间更短,达成高动态定位操作。

精确定位无超调Precise Positioning, No Overshoot

无齿槽・零齿隙

无铁芯电机无齿槽力与涟波力,运动极平稳;有铁芯 L1 系列精确定位且无超调。直驱消除传动链间隙,定位精度取决于测量系统而非机械传动。

洁净与无微粒Clean & Particle-Free

无接触・无磨耗

半导体洁净室要求无微粒污染。直驱电机无接触传动、无磨耗,可搭配气浮轴;LRAM Z 轴采无摩擦气浮轴承,适合对微粒敏感的制程环境。

紧凑与低移动质量Compact & Low Moving Mass

UPLplus 厚度 21 mm

多轴晶圆平台空间受限。UPLplus 初级部件质量仅 64 – 552 g,L1A 安装高度仅 31 mm,Z 轴致动器移动质量最低仅 10 g(LRAM),利于小型化与高动态。

Schaeffler 解决方案 | Solutions

半导体制程直驱方案Direct drive solutions for semiconductor

线性电机驱动水平定位轴,Z 轴子系统作垂直取放轴,无槽铁芯扭矩电机用于旋转定位。

UPLplus

无铁芯线性电机Ironless Linear Motor

以印刷电路技术制成的无铁芯线性电机,力质比提升达 42%。无齿槽力、移动质量小、周期时间短,适用半导体贴放、Pick & Place、Z 轴驱动与测量检测机械。

  • 峰值力 100 – 1,300 N,额定力 30 – 300 N
  • 尺寸 30 / 60 / 80 mm,最高速度达 30.4 m/s
  • 无齿槽(无铁芯设计),运动极平稳
  • 初级部件质量 64 – 552 g
L1

有铁芯线性电机Iron-Core Linear Motor

三相槽式永磁激励 AC 同步线性电机,针对极致效率优化,于有限空间内提供最大力。官网明列应用于半导体处理(PCB、晶圆定位、AOI)、生产线贴放系统。

  • 峰值力 169 – 5,171 N
  • L1A 安装高度仅 31 mm,力质比优异
  • 精确定位无超调,优异恒速特性
  • 免维护、零齿隙,可选主动冷却(L1C)
LDDS-032 · LRAM

Z 轴短行程致动器Z-Axis Short Stroke Actuators

LDDS-032 槽式线性电机 Z 轴用于 Pick & Place 与快速循环;LRAM 气浮混合步进 Z 轴加速度达 1,000 m/s²、移动质量仅 10 g,适合探针测试与轻量零件搬运。

  • LDDS-032 峰值力 640 N,行程 ±5.5 mm
  • LRAM 加速度达 1,000 m/s²,无摩擦气浮轴承
  • LRAM 移动质量仅 10 g,磁阻式测量系统
  • 应用:Pick & Place、探针测试
RMK · RMF

无槽铁芯扭矩电机Slotless Torque Motor

无槽铁芯永磁 AC 同步电机,吸引力低、运动极为均匀,适合运动方向几乎无外力的中等扭矩旋转定位(如晶圆旋转与对位)。设计与直径弹性高,可采扁平或同轴配置。

  • 直径 70 – 2,500 mm,扭矩 2 – 15,000 Nm
  • 无齿槽,运动极为均匀、最佳同步
  • 扁平式或同轴式设计,用于高精度应用
应用案例 | Application Cases

半导体制程的典型应用场景Typical applications in semiconductor processing

晶圆定位、AOI 与贴放对应 Schaeffler 线性电机官网所列之半导体应用;晶圆检测、直写微影、晶圆切割/划片、探针测试、激光退火与晶粒键合为业界同类制程的直驱运动需求。半导体制程的共通点是「纳米级精度 × 最高产能 × 24/7 连续运转 × 洁净(部分需真空)」,直驱电机以无齿槽、零齿隙、无接触磨耗的运动同时满足这四项。

晶圆定位与贴放
晶圆定位 / 贴放 | Wafer Positioning
晶圆定位、检测与微影
晶圆检测需在 XY 平面高速扫描、Z 轴实时对焦,以侦测先进制程(如 3 nm 级节点)的微缺陷;直写式(maskless)微影则需高速 XY 光束定位。UPLplus 无铁芯线性电机官网明列应用于半导体贴放与 Pick & Place,L1 官网明列半导体处理(PCB、晶圆定位、AOI)。无齿槽、零齿隙的高动态运动兼顾最高产能与重复定位精度,运动平稳无涟波,避免扫描时的周期性误差。
UPLplus L1
晶粒键合与快速取放
晶粒键合 / 取放 | Die Bonding
晶粒键合、封装与晶圆切割
IC 与晶圆封装需多轴贴放与对位以提升良率,晶圆切割/划片则需 XY 运动与切割同步、在不损伤敏感结构下维持产能。业界同类设备以 Z 轴短行程致动器作下压轴:LDDS-032(峰值力 640 N)用于 Pick & Place 与快速循环,搭配 UPLplus 水平定位轴构成高动态取放模块,零齿隙确保贴放对位重复性。
Z 轴子系统 UPLplus
探针测试与晶圆检测
探针测试 | Wafer Probing
探针测试、激光退火与最终测试
晶圆探针测试需极低移动质量与高加速的接触定位、且兼顾结构刚性以确保探针对位;激光退火则需均匀平稳的扫描运动以达成一致热处理。LRAM 气浮混合步进 Z 轴加速度达 1,000 m/s²、移动质量仅 10 g、无摩擦气浮轴承,官方应用即包含探针测试与轻量零件搬运,亦适用于最终测试(final test)的快速接触定位。
LRAM Z 轴子系统
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