晶圆机械手(Wafer Handler)
行星减速机驱动机械臂实现±0.1μm的重复定位精度(如12英寸晶圆传输),减速比通常选择10:1~50:1,搭配直驱电机抑制振动。
关键参数:背隙≤1弧分,扭矩波动<0.5%(防止晶圆滑移)。
光刻机工件台(Stage)
多轴联动控制中,行星减速机放大直线电机推力,加速度达10m/s²时仍保持±1nm定位(如EUV光刻机)。
特殊设计:采用陶瓷齿轮(热膨胀系数<1×10⁻⁶/K)避免热漂移。
贴片机(Die Bonder)
高速拾取-放置动作(每分钟300次)中,行星减速机确保Z轴微米级下压精度(±2μm),同时承受瞬间冲击负载(如50N突加载荷)。
优化方案:斜齿轮+预紧结构,刚性>200N/μm。
引线键合机(Wire Bonder)
金线键合时,减速机控制焊头XY轴运动,轨迹误差<0.5μm(4:1减速比+光栅闭环反馈)。
3D IC TSV检测
行星减速机驱动探针进行垂直通孔(TSV)扫描,轴向分辨率达0.01μm(搭配压电陶瓷微动台)。
环境要求:真空兼容(10⁻⁶ Torr),无释气材料。
需求 | 解决方案 | 半导体设备标准 |
---|---|---|
纳米级运动 | 零背隙行星+谐波复合减速(背隙≤0.5弧分) | 定位精度±0.003μm(ISO 230) |
超高洁净度 | 不锈钢齿轮+干膜润滑(无颗粒脱落) | 符合SEMI F72洁净度标准 |
抗电磁干扰 | 铝镁合金壳体+磁屏蔽设计 | 磁场敏感度<1μT |
高频响应 | 低惯量转子(转动惯量<1×10⁻⁴ kg·m²) | 阶跃响应时间<2ms |
设备类型 | 减速比 | 扭矩范围 | 精度要求 | 特殊配置 |
---|---|---|---|---|
晶圆切割机(Dicing) | 20:1 | 30~100Nm | 重复定位±0.1μm | 防切屑密封(IP67) |
薄膜沉积设备 | 5:1 | 10~50Nm | 转速波动<0.01% | 耐高温(200℃)镀层 |
电子束检测(EBI) | 100:1 | 2~10Nm | 角分辨率0.001° | 无磁钛合金齿轮 |
ASML光刻机:行星减速机与空气轴承组合,实现晶圆台6自由度运动,套刻误差<1.5nm。
Kulicke & Soffa贴片机:采用中空轴行星减速机(孔径φ50mm),内置编码器反馈,贴装力控制精度±0.1N。
应用材料(AMAT)PECVD:真空腔体内行星减速机驱动基片旋转,转速稳定性±0.1rpm(1000r/min工况)。
材料兼容性:
真空环境:选用不锈钢或陶瓷齿轮,避免高分子材料释气。
腐蚀性气体:镀镍或DLC(类金刚石碳)涂层。
动态性能匹配:
计算负载惯量比(建议≤3:1),避免谐振(如晶圆传输需避开50~200Hz振动频段)。
热管理:
采用循环油冷(ΔT<±0.1℃)或热管散热,确保热变形<0.01μm/m。
磁齿轮减速机:无接触传动,适合超高真空(10⁻⁹ Pa)环境,已用于量子芯片制备设备。
数字孪生优化:通过实时仿真调整减速机预紧力,延长寿命(如预测磨损模型误差<5%)。
模块化设计:即插即用减速单元(如SCHUNK的PRD系列),减少设备停机时间。
粒子监测:集成颗粒计数器(符合ISO 14644-1 Class 3),预警齿轮磨损。
润滑革新:固态润滑(如WS₂涂层)在真空环境下寿命>10万小时。
在3D半导体设备中,行星减速机的性能直接影响产线良率(如每提升0.1μm精度可减少1%的芯片缺陷)。未来与直线电机、压电驱动的融合将进一步提升设备吞吐量(如每小时300片晶圆处理能力)。
产品名称:SE040-B-D-A
输入电源:AC220V-240V,-15% - 10% , 50/60HZ
使用环境温度:0-55°C
使用环境湿度:20-85%RH
绝缘耐压:初级-FG之间AC1500,1分钟
控制方式:三箱PWM变流器正弦波驱动
编码器反馈:17bit,23bit(追加电池后,用作多圈绝对式编码器的功能)
控制信号:输入DI信号4路,(DC24V光耦隔离)可以功能切换。
输出DO信号4路,带Z相脉冲输出,集电极开路光耦输出。
通信功能:RS-485通讯。
再生功能:适配再生电阻,可外接再生电阻。
控制模式:脉冲控制,速度控制,扭矩控制,混合控制等6种模式。
输入功能:报警复位,比例动作切换,零位固定功能使能,禁止正向驱动,禁止反向驱动
正转外部转矩限制,反转外部转矩限制,正向点动,反向点动,正向复位开关,
反向复位开关,原点开关,紧急停机,伺服使能。
输出功能:伺服准备好,电机旋转中,零速信号,速度到达,位置到达,定位接近信号,
转矩限制中,速度限制中,制动器输出,警告,伺服故障,警报代码。
最大指令脉冲频率:500Kpps
输入脉冲信号形态:差分输入,集电极开路。
输入脉冲信号方式:脉冲+方向,直角相位差(A相+B相)、CW+CCW脉冲。
电子齿轮比设置:0.1-419430
指令滤波器:平滑滤波器/FIR滤波器
脉冲输出形态:A相/B相:差分输出
Z相:差分输出或集电极开路输出
分频比:任意分频。
脉冲输出功能:编码器位置脉冲与位置脉冲指令。
保护功能:过电压,电源异常,过电流,过载,编码器异常,过速度,位置偏差过大,参数异常。
产品名称:哈默纳科CS40谐波减速器
型号:CS40-100规格范围:40
减速比:100
回程间隙:≤20角秒
额定输出扭矩:265牛·米
启动和停止时允许的峰值扭矩:568牛·米
允许的平均负载扭矩最大值:372牛·米
允许的最大瞬时扭矩:1080牛·米
允许的最大输入转速:4000转/分钟
允许的平均输入转速最大值:3500转/分钟
重量:3.11千克
设计寿命:10000小时
波发生器 - A:∮14
波发生器 - A:∮19
波发生器 - A:∮22
工作温度: - 20℃~ + 90℃
产品名称:CS32谐波减速器
型号:CS32-100
规格范围:32
减速比:100
回程间隙:≤20角秒
额定输出扭矩:137牛·米
启动和停止时允许的峰值扭矩:333牛·米
允许的平均负载扭矩最大值:236牛·米
允许的最大瞬时扭矩:647牛·米
允许的最大输入转速:4800转/分钟
允许的平均输入转速最大值:3500转/分钟
重量:3.11千克
设计寿命:10000小时
波发生器 - A:∮14
波发生器 - A:∮19
波发生器 - A:∮22
工作温度: - 20℃~ + 90℃
产品名称:CS25谐波减速器
型号:CS25- 100
规格范围:25
减速比:100
回程间隙:≤20角秒
额定输出扭矩:67牛·米
启动和停止时允许的峰值扭矩:157牛·米
允许的平均负载扭矩最大值:108牛·米
允许的最大瞬时扭矩:284牛·米
允许的最大输入转速:5600转/分钟
允许的平均输入转速最大值:3500转/分钟
重量:1.5千克
设计寿命:10000小时
波发生器 - A:∮11
波发生器 - A:∮14
工作温度: - 20℃~ + 90℃