Welcher Steuermotor eignet sich am besten für Halbleiterfertigungsanlagen?

1. Arten von Steuermotoren und Auswahlpunkten

In Halbleiterfertigungsanlagen werden verschiedene Arten von Steuermotoren eingesetzt, wie unten dargestellt. Es ist wichtig, die Eigenschaften der einzelnen Motoren zu verstehen und den optimalen Motor entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Prozesses auszuwählen.

1) Servomotor

Dieser Motor ermöglicht die hochpräzise Steuerung von Position, Drehzahl und Drehmoment. Die Regelung mittels eines hochauflösenden Encoders im geschlossenen Regelkreis gewährleistet sowohl eine hochpräzise Positionierung als auch ein hohes Ansprechverhalten.

Es eignet sich ideal für Anwendungen, die eine präzise Steuerung erfordern, wie z. B. Transferstufen und Ausrichtungsmechanismen, und wird in vielen Prozessen in Halbleiterfertigungsanlagen eingesetzt.
Andererseits sind sie teurer als Schrittmotoren und ihre Steuerungssysteme sind etwas komplexer.

②Linear-Servomotor

Dies ist ein Steuermotor, der direkt eine lineare Bewegung ausführt und keine Rotation.
Es benötigt keinen Rotations-Linear-Umwandlungsmechanismus wie eine Kugelumlaufspindel und ermöglicht hohe Drehzahlen über einen langen Hub, hohe Präzision, hochpräzise Positionierung und stabilen Betrieb auch bei hohen Beschleunigungen. Dank weniger Verschleißteile ist es zudem wartungsfreundlich.

Steuermotoren werden häufig in Halbleiterfertigungsanlagen eingesetzt, insbesondere in Prozessen, die Hochgeschwindigkeits- und hochpräzise Positioniervorgänge erfordern.

③Schrittmotor

Dies ist ein Steuermotor mit einfacher Struktur, der mit offener Regelung arbeitet.
Sie eignen sich für wiederkehrende Vorgänge und Anwendungen mit geringer Last und sind effektiv für stationäre Anwendungen wie Gasversorgung und Ventilsteuerung. Sie sind günstiger als Servomotoren und bieten ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis. Allerdings weisen sie Probleme wie Positionierfehler, Schrittweiten und Vibrationen auf und sind Servomotoren hinsichtlich der Regelgenauigkeit unterlegen.

In Halbleiterfertigungsanlagen werden sie im Allgemeinen für Prozesse wie das Öffnen und Schließen von Türen eingesetzt, die relativ langsam ablaufen und nicht die hohe Funktionalität und die hohe Positionierungsgenauigkeit von Servomotoren erfordern.

④Geschlossener Schrittmotor

​Dieser Steuermotor vereint die Eigenschaften eines Servomotors und eines Schrittmotors mit einer Steuerungsmethode, die automatisch von einer Regelung im geschlossenen Regelkreis während der Rotation auf eine Regelung im offenen Regelkreis beim Stillstand umschaltet.
Im Vergleich zu Schrittmotoren sind sie weniger anfällig für Ausfallvorgänge, weisen geringere Vibrationen und Geräusche auf und bieten eine hohe Zuverlässigkeit und Präzision bei gleichzeitig ruhigem Lauf, der dem eines Servomotors nahekommt. Darüber hinaus ermöglichen sie für Anwendungen, die nicht die hohe Funktionalität und Leistung eines Servomotors erfordern, den Bau kostengünstigerer Systeme.

In Halbleiterfertigungsanlagen werden Steuermotoren häufig in Prozessen eingesetzt, bei denen ein Gleichgewicht zwischen der Betriebsleistung eines Servomotors und der Einfachheit und den Kosten eines Schrittmotors angestrebt wird.

2. Welche Motorleistung ist für Halbleiterfertigungsanlagen geeignet?

Anlagen zur Halbleiterfertigung erfordern eine hochentwickelte Steuerung, und die Motoren müssen eine andere Leistungsfähigkeit aufweisen als die in allgemeinen Industriemaschinen.
Hier konzentrieren wir uns auf Servomotoren und erläutern die wichtigsten Leistungsmerkmale von Motoren, die für Halbleiterfertigungsanlagen geeignet sind.

Besitzt ausreichende Drehmomenteigenschaften

Bei der Auswahl eines Servomotors für Halbleiterfertigungsanlagen ist zunächst die Drehmomentkennlinie zu berücksichtigen, die einen zuverlässigen Antrieb der Anlagenlast gewährleistet. Neben dem maximalen und dem Dauerdrehmoment muss auch geprüft werden, ob das kurzzeitige Spitzendrehmoment während der Beschleunigung und Verzögerung ausreichend ist.

Hohe Encoderauflösung

Die Regelgenauigkeit eines Servomotors wird maßgeblich von der Auflösung und dem Erfassungsverfahren des Encoders beeinflusst. Motoren mit hochauflösenden Encodern werden häufig in Prozessen eingesetzt, die eine besonders präzise Positionierung erfordern.

Breiter Regelband

Die Regelbandbreite eines Servomotors beeinflusst die Einschwingzeit und die Schwingungsdämpfung. Bei Anwendungen, die wiederholte Hochgeschwindigkeitsbewegungen und -stopps erfordern, ist eine umfassende Untersuchung notwendig, einschließlich der Anpassung der Regelverstärkung und Maßnahmen zur Vermeidung von Resonanzen in der Anlagenstruktur.

Kleine Außenabmessungen und geringes Gewicht

Anlagen zur Halbleiterfertigung erfordern häufig die Installation mehrerer Achsen auf engstem Raum. Sind die äußeren Abmessungen oder das Gewicht des Motors groß, schränkt dies die Gesamtkonstruktion der Anlage ein, weshalb ein kleiner und leichter Motor von großer Bedeutung ist.

Hervorragende Konnektivität und Erweiterbarkeit mit Steuerverstärkern

Ein Servosystem besteht nicht nur aus einem Motor, sondern aus einem Servoverstärker und einem zugehörigen Steuergerät. Daher muss bei der Auswahl eines Motors auf die Kompatibilität mit Netzwerkprotokollen (EtherCAT, EtherNet/IP usw.) und die Erweiterbarkeit mit verschiedenen Sensoren und Sicherheitsfunktionen geachtet werden.

Geringe Vibrationen, geringe Wärmeentwicklung und hervorragende Energieeinsparung

Die Anlagen zur Halbleiterfertigung erfordern einen stabilen und hochpräzisen Betrieb, daher können Vibrationen und die von den Motoren erzeugte Wärme einen negativen Einfluss auf den Prozess haben.
Darüber hinaus verbrauchen Halbleiterfertigungsanlagen insgesamt eine große Menge an Energie, weshalb auch im Hinblick auf die Reduzierung der Umweltbelastung und die Förderung einer nachhaltigen Entwicklung hocheffiziente Motoren erforderlich sind.

Sicherheitsmerkmale enthalten

Manche Servoverstärker sind serienmäßig mit Sicherheitsfunktionen wie Bremssteuerung und Drehmomentbegrenzung ausgestattet. Um die Sicherheitsstandards für das Gesamtsystem zu erfüllen, sollten Sie die Sicherheitsfunktionen von Motor und Verstärker prüfen und diese gegebenenfalls implementieren.

Lange Produktlebensdauer und hohe Zuverlässigkeit

Da Anlagen zur Halbleiterfertigung häufig einen 24-Stunden-Dauerbetrieb erfordern, ist eine hohe Zuverlässigkeit der Servomotoren von großer Bedeutung. Daher ist es wichtig, Servomotoren auszuwählen, die für den Langzeitbetrieb ausgelegt sind und über ein entsprechendes Supportsystem des Herstellers verfügen.

3. Das Produktportfolio an Steuermotoren von SANYO DENKI

SANYO DENKI bietet eine breite Palette an Steuermotoren an, um den vielfältigen Anforderungen von Halbleiterfertigungsanlagen gerecht zu werden.

Servomotor "SANMOTION G"

Dieses AC-Servosysteme erzielt eine hohe Servoleistung und Energieeinsparungen.
Der Drehzahlfrequenzgang wurde auf 3,5 kHz erhöht (1,6-mal höher als bei unserem Vorgängermodell*), und hochauflösende Encoder sind von standardmäßigen 23 Bit (64-mal höher als bei unserem Vorgängermodell*) bis maximal 27 Bit erhältlich. Darüber hinaus trägt die kompakte und leichte Bauweise zur Miniaturisierung von Geräten und platzsparenden Designs bei.
*Unser vorheriges Produkt: AC-Servosystem SANMOTION R

linearer Servomotor

Es ermöglicht eine schnelle und präzise lineare Bewegung, was zu kürzeren Zykluszeiten und einer höheren Produktivität beiträgt.
Lineare Servomotoren haben keine Teile, die mechanisch in Kontakt kommen oder verschleißen, wie beispielsweise Kugelgewindetriebe, wodurch sich die Häufigkeit der Gerätewartung verringert.
Zusätzlich zur flachen Ausführung umfasst unser Sortiment auch eine Ausführung mit Mittelmagnet, die die Gerätestruktur vereinfachen kann, indem sie die magnetische Anziehungskraft innerhalb des Motors selbst aufhebt, sowie einen linearen Servomotor mit doppelter Beschleunigung für hohe Beschleunigung.

Schrittmotor "SANMOTION F"

Hohes Drehmoment, geringe Vibrationen und niedrige Geräuschentwicklung werden erreicht. Durch die Überprüfung und Optimierung des Bauteildesigns konnten wir Größe und Gewicht deutlich reduzieren und gleichzeitig ein hohes Drehmoment beibehalten.
Die Schrittmotoren der Serie „SANMOTION F“ erfüllen standardmäßig internationale Produktsicherheitsstandards (wie z. B. UL-Normen). Das umfangreiche Sortiment umfasst auch Linearantriebs-Schrittmotoren. Flexible Anpassungen sind möglich, um individuelle Kundenanforderungen zu erfüllen, darunter Vakuumtauglichkeit, Wellenbearbeitung und Dämpferinstallation.

Detailseite: Beispiele für Motoranpassungen

Schrittmotor mit geschlossenem Regelkreis "SANMOTION Modell Nr. PB (geschlossener Regelkreis)"

Ein Schrittmotor ist einfacher zu bedienen als ein Servomotor und zuverlässiger als ein Schrittmotor; er vereint die Vorteile beider Motortypen.
Ein Positionserkennungssensor schaltet automatisch zwischen Regelung im geschlossenen Regelkreis während der Rotation und Regelung im offenen Regelkreis beim Stillstand um.
Dadurch wird ein Synchronisationsverlust wie bei Schrittmotoren verhindert, was zu geringeren Vibrationen und einer verbesserten Zuverlässigkeit der Geräte beiträgt.

Beaufsichtigt von: SANMOTION Group, Vertriebsabteilung, SANYO DENKI CO., LTD.

Veröffentlichungsdatum: 2026-02-20 00:00