真空室

在半導體產業中,潔淨度和精密度是不可或缺的要素。 瑞士真空專家 VAT 與 maxon 共同合作開發了一組專門用於晶圓製造的驅動系統。

就算是對技術領域有高度興趣的人,在聽到「真空閥」這個詞時,可能也不會有什麼熱情的反應。 畢竟,一個真空閥能有什麼特別之處? 但若來到這家位於瑞士東邊哈格鎮(Haag)的國際企業 VAT,您就會發現其中的奧妙。 在全球工業領域中,任何關於真空應用的需求,VAT 的產品都是首選。 簡單來說,真空閥就是一個閥門,用來開啟和關閉真空設備的入口。 若「真空」一詞讓您聯想到超市中的包裝食品,那就錯了。 在工業領域中,真空室最主要用在任何灰塵或水滴都會破壞整個生產流程的應用中。 這也表示,我們的重點是:高科技工業。 智慧型手機、平板顯示器、太陽能板、處理器——若沒有真空設備,這些產品或是其他更多產品都是無法製造出來的。 VAT 公司大部分的產品都銷售至亞洲—微電子和半導體科技產業的中心。

晶圓升降機構

在微電子產業裡,晶圓的生產與後續加工過程是關鍵的步驟。 所謂的晶圓就是非常薄的圓形晶片,以例如矽元素等半導體材料製成。 這片圓形晶片是積體電路的基礎元件。 您可試想在現今包括智慧型手機所使用的處理器中,有數十億個電晶體在運作,那就能理解為什麼在生產半導體晶片時,必須避免摻雜任何異物。 而達到這個目的最有效的方法,就是在真空室執行這類生產步驟。 但問題是: 真空度越高,來自外界空氣的壓力也越大。 專業真空室承受的是一股巨大的力量, 一般的閥門完全無法抵抗。 但是 VAT 的閥門達到了。

在過去幾年來,這家公司又再邁進了一步,除了閥門以外,也為真空室各種生產流程提供完整的系統。 其中一套系統名為 Pinlifter。 這套系統是一種用於傳送矽晶圓的「電梯」。 晶圓被放置在三根細桿上,每一根細桿都可以用一顆馬達控制垂直移動。 如此便構成了一種三足式的升降機構(三個 Pinlifter),可以在真空室中將所承載的晶圓精確地向上運送到指定位置,並由下個處理系統接管晶圓。 這些關鍵步驟皆由maxon 完成。 Pinlifter 是一套極為精密的馬達驅動系統,也是 VAT 和 maxon 合作長達數個月的成果。 一組 Pinlifter 的驅動系統是由一顆EC無刷盤式馬達搭配編碼器、煞車和螺桿所組成。 另外馬達長度不得超過 40 mm也是其中一項特殊挑戰。

VAT 的工程總監 Marco Apolloni 回顧表示: 「剛開始,我們對六種設計概念進行了研究,在馬達、煞車、編碼器等領域有不同的供應商作選擇。」 其中四種設計是以元件為考量,另外兩種則以系統取向,也就是提供已通過測試的整個驅動模組(包括外殼、螺桿、馬達軸、絕緣組件)。 「由於對精度和尺寸的高要求,只有系統方案進入最後決選,因為這種方法才可以將風險降至最低,並制定出最佳解決方案」,Marco Apolloni 提到, 「maxon能夠由單一窗口提供完整解決方案且憑藉其專業的技術說服了我們。」
 

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