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東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司
主營產(chǎn)品： HYDAC壓力開關(guān),BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計,ATOS油泵,德國REXROTH電磁換向閥，BERNSTEIN傳感器 |
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2025-4-10 閱讀(44)
詳細(xì)說明力士樂比例閥在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中的工作原理
力士樂比例閥在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中主要用于精確控制氣體或液體的流量、壓力等參數(shù)，其工作原理如下：
電 - 機(jī)械轉(zhuǎn)換
比例閥通常由電磁線圈和閥芯等部件組成。當(dāng)設(shè)備控制系統(tǒng)向電磁線圈輸入電信號時，電磁線圈會產(chǎn)生磁場。這個磁場的強(qiáng)度與輸入的電信號大小成正比。在磁場力的作用下，閥芯會產(chǎn)生相應(yīng)的位移。例如，當(dāng)輸入的電流增大時，磁場增強(qiáng)，閥芯受到的電磁力增大，從而使閥芯移動的距離增大；反之，電流減小，閥芯移動距離減小。
流量 / 壓力控制
流量控制：閥芯的位移會改變閥門的開度，進(jìn)而控制流體的流量。當(dāng)閥芯開度增大時，流體通道截面積增大，氣體或液體能夠更順暢地通過閥門，流量增加；反之，閥芯開度減小，流量減小。通過精確控制閥芯的位移，就可以實(shí)現(xiàn)對流量的精確調(diào)節(jié)。例如，在半導(dǎo)體芯片制造的光刻環(huán)節(jié)，需要精確控制光刻膠的供給流量，力士樂比例閥就能根據(jù)工藝要求，通過調(diào)節(jié)閥芯開度，將光刻膠以準(zhǔn)確的流量輸送到位置。
壓力控制：在一些半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中，比例閥也用于控制壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力發(fā)生變化時，比例閥會根據(jù)設(shè)定的壓力值自動調(diào)整閥芯位置。如果系統(tǒng)壓力高于設(shè)定值，閥芯會減小開度，限制流體流量，從而降低系統(tǒng)壓力；如果系統(tǒng)壓力低于設(shè)定值，閥芯會增大開度，增加流體流量，使系統(tǒng)壓力升高。例如，在半導(dǎo)體封裝過程中，需要對封裝腔室進(jìn)行精確的壓力控制，力士樂比例閥可以實(shí)時監(jiān)測腔室壓力，并通過調(diào)整自身開度來維持壓力穩(wěn)定，確保封裝質(zhì)量。
反饋與閉環(huán)控制
為了實(shí)現(xiàn)更精確的控制，半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中的力士樂比例閥通常會與反饋裝置配合使用，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。常見的反饋方式有位移反饋和壓力反饋等。
位移反饋：通過在閥芯上安裝位移傳感器，實(shí)時檢測閥芯的實(shí)際位置，并將位置信號反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)將實(shí)際位置與目標(biāo)位置進(jìn)行比較，根據(jù)偏差調(diào)整輸入給電磁線圈的電信號，從而使閥芯準(zhǔn)確地移動到目標(biāo)位置，提高流量或壓力控制的精度。
壓力反饋：在流體管道中安裝壓力傳感器，監(jiān)測實(shí)際壓力值并反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)壓力偏差調(diào)整比例閥的開度，以保持壓力穩(wěn)定。例如，在半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備中，需要精確控制刻蝕氣體的壓力，通過壓力反饋閉環(huán)控制，力士樂比例閥可以快速響應(yīng)壓力變化，確保刻蝕過程在穩(wěn)定的壓力環(huán)境下進(jìn)行，提高刻蝕的均勻性和精度。
通過以上工作原理，力士樂比例閥能夠在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)對流體參數(shù)的高精度控制，滿足半導(dǎo)體制造工藝對各種流體控制的嚴(yán)格要求，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
以下是一些力士樂比例閥在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中的成功應(yīng)用案例：
JST 濕 bench 硅清洗站
挑戰(zhàn)：JST 制造公司需要創(chuàng)建一個 138 英尺長的濕 bench 硅清洗站，該站需使用多個笛卡爾機(jī)器人，由直線運(yùn)動和控制技術(shù)組合驅(qū)動，要滿足精度、魯棒性和潔凈度要求。
解決方案：采用了力士樂的 CKR 皮帶驅(qū)動線性模塊、CKK 滾珠絲杠線性模塊、MKR 皮帶驅(qū)動線性模塊、IndraDyn MSK 同步伺服電機(jī)、IndraDrive C 數(shù)字智能伺服驅(qū)動器以及力士樂簡易搬運(yùn)系統(tǒng)。
結(jié)果：在 138 英尺長的清洗站中有效使用了高架笛卡爾機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了高精度、準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，系統(tǒng)堅固可靠，達(dá)到 10 級潔凈室標(biāo)準(zhǔn)，且系統(tǒng)可按單個零件號訂購，簡化了采購和維護(hù)。
某半導(dǎo)體設(shè)備制造商的晶圓提升組件
挑戰(zhàn)：某半導(dǎo)體設(shè)備制造商希望簡化新晶圓提升組件的設(shè)計和構(gòu)造，該組件用于在機(jī)器人之間轉(zhuǎn)移晶圓，此前公司從多個供應(yīng)商處采購約 30 個單獨(dú)組件并在內(nèi)部組裝，希望降低成本、簡化供應(yīng)鏈并減少設(shè)計新提升組件的工程費(fèi)用。
解決方案：博世力士樂利用其專業(yè)知識為該制造商設(shè)計并制造了晶圓提升組件，將其作為一個整體提供，集成了線性執(zhí)行器、晶圓平臺、電機(jī)以及支撐和安裝硬件等部件。
結(jié)果：幫助制造商實(shí)現(xiàn)了降低成本的目標(biāo)，簡化了供應(yīng)鏈，減少了工程設(shè)計方面的開支，同時提升組件性能良好，滿足了半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中對晶圓傳輸?shù)母呔纫蟆?/span>
半導(dǎo)體光刻機(jī)晶圓臺控制
挑戰(zhàn)：半導(dǎo)體光刻機(jī)需要將晶圓臺定位精度控制在納米級別，以實(shí)現(xiàn)高精度的光刻工藝，對控制技術(shù)的精度、響應(yīng)速度和穩(wěn)定性要求。
解決方案：采用博世力士樂的 VT - HNC 系列控制器驅(qū)動直線電機(jī)，配合力士樂的比例閥等元件，實(shí)現(xiàn)了對晶圓臺運(yùn)動的精確控制。
結(jié)果：助力光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)了 7nm 制程的量產(chǎn)，晶圓臺能夠在納米級進(jìn)行步進(jìn)，滿足了先進(jìn)半導(dǎo)體制造工藝對光刻精度的嚴(yán)格要求，提高了芯片制造的良品率和生產(chǎn)效率。
