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解決事例
半導體制造設備的“高吞吐量”是擴大需求的關鍵!

利用“敏捷”且“高可靠性”的馬達,為縮短開發前導時間做贡獻。

半導體制造設備廠商E公司 (員工數:約200名)

Problem

隨著智能手機和平板電視等小型化、高性能化的數字產品以及智能化的汽車等需求的擴大,日本國內大多數半導體廠商都在加緊增產。另外,在最近的半導體市場上,除小型薄型化和多功能化外,價格也在不斷降低,手機在全球範圍內也在不斷普及,從模擬向替代的趨勢將迅速發展。

受此影響,與半導體各制造工序相關的設備廠商也要求迅速應對微細化和高集成化的技術革新。

與半導體飛躍性發展相適應的裝置開發迫在眉睫

E公司是負責半導體制造“前期工序”的設備廠商。

近年來,半導體產業先進技術發展突飛猛進,部分地區線寬32nm(奈米)裝置的量產已全面展開,裝置技術的發展也不斷加快。 ,加速了小型化和更高整合度的趨勢。
在此背景下,E公司需要在短時間內開發出符合半導體快速發展的設備,並以低成本開發設備,同時實現高產量和穩定的品質。

高頻率搬運工序是提高吞吐量的關鍵。成本增加是不可避免的!

為了實現高吞吐量,有必要重新審視運送部分的性能。E公司設計主任S在談到新裝置開發面臨的課題時這樣說道。

「現有機型在晶圓搬運等要求速度和定位精度的部分採用了伺服係統。在新產品開發過程中,為了進一步提高搬運部分的速度,我們對增加馬達尺寸和軟體開發等進行了研究。但是,不僅開發時間長,而且隨著設備尺寸的增大,單位面積的生產效率也會下降。」

由於形成電路的前期工序占半導體制造工序的大部分,因此要求更高的吞吐量。此外,由於制造損耗的比例取決於精度,因此必須同時實現穩定的質量。另外,隨著半導體市場價格的下滑,為了滿足用戶的要求,還必須考慮降低設備成本。

挑戰
  • 對微細化設備的需求迅速增加,提高設備的吞吐量成為當務之急。
  • 隨著技術革新速度的提高,需要在短時間內進行設備開發。
  • 由於半導體市場價格下滑,半導體制造設備本身需要降低成本。

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Solution

伺服電機和步進電機的優點?著眼於“可靠性”和“高扭矩”

繼續開發新設備的S先生在一次工業設備活動中偶然發現了山洋電氣的閉環步進系統“ SANMOTION 型號PB (閉迴路)”。當我與銷售代表交談時,我被告知有一些製造商採用了該系統並取得了顯著改進的例子。我決定請教詳細的解釋,心想如果我做得好的話,也許能應用在自己身上。

其中S註意到的一點是:與伺服馬達相比,低速區的扭矩更大,而且沒有步進馬達特有的“失調”。在E公司的裝置中,由於短行程的定位占了大半部分,因此在低速區的高扭矩特性發揮了有利作用,在保持同等定位精度的同時,驅動部分的尺寸縮小等改善效果值得期待。

實現可靠性的“高速化”!成功實現了重大的“生產力提升”

E公司立即開始評估「SANMOTION 型號PB (閉迴路)」。當我們實際作業系統時,不需要像伺服一樣進行增益調整等複雜的參數設置,只需使用通用I/I指定預置點編號和程式編號即可輕鬆控制系統。我得到了以下結果。

  • 在低速區,由於扭矩比普通伺服馬達高,因此即使縮小尺寸,也能獲得同等以上的工作特性。
  • 大幅縮短了短距離間的定位時間。
  • 通過採用4軸一體型放大器,節省了75%的空間。
  • 它還有助於節省佈線和減輕重量。
  • 由於停止時切換為開環控制,因此定位完成時的微振動為零。

E公司確信運輸部分的表現可以改善,很快就決定採用「SANMOTION 型號PB (閉迴路)」。透過將其整合到新的半導體製造設備中,他們能夠顯著提高性能。 S先生將本次招聘總結如下。

『這次,我遇到了『SANMOTION 型號PB (閉迴路)它帶來了革命性的效能改進。透過在保持可靠性的同時提高速度,我們能夠實現業界最高水準的吞吐量。由於我們能夠將運輸部件的尺寸減少約一半,因此我們能夠增加可安裝的額外單元的數量,從而顯著提高單位面積的生產率。此外,透過替換傳統伺服系統,驅動系統成本降低了約75%。 」

E公司的新裝置也得到了用戶的高度評價。該公司的設備將繼續支持半導體制造。

有關步進馬達的更多信息,請另參閱「什麼是步進馬達?解釋其機理、類型、如何使用它(驅動方法和控制方法)、優點和特點」。

效果
  • 通過融合伺服馬達和步進馬達的優點,實現了“無失調”和“完全停止”的係統。為運輸部分的高吞吐量做出贡獻。
  • 通過低速區的高扭矩特性,大幅縮短了定位時間。
  • 通過減小裝置內的搬運係統,成功地將成本進一步降低了75%。
  • 通過像步進馬達一樣的易用性,縮短了開發周期。

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