如何提高半导体设备的精度:运动平滑技术和振动抑制

文摘   2024-11-02 10:22   广东  

视频来源:ACS

随着先进封装技术的到来,设备精度需逐步提高,对设备运动进行精确控制的需求至关重要。实现高精度的主要挑战之一是振动。本详细分析探讨了可以显著提高半导体设备精度的运动平滑技术和振动抑制技术。


提高半导体设备的精度可以通过几项关键技术来实现:

1.振动抑制:先进的振动抑制算法可以集成到伺服系统中,从而显著减少振动对性能的不利影响。这有助于在关键过程中保持准确性 。

2.隔离和阻尼解决方案实施先进的隔离和阻尼技术有助于减轻外部振动的影响,进一步提高运动系统的精度。

3.先进的运动控制控制算法:合适的运动控制可以改善移动和稳定时间、静止抖动以及速度调节和平滑度,从而提高机器的吞吐量和准确性.

  • PID 控制:比例-积分-微分 (PID) 控制器广泛用于微调设备响应。通过根据实时数据调整参数,这些控制器有助于保持所需的运动轨迹。

  • 前馈控制:这种预期方法可以预测和补偿预期的干扰,减少响应时间的滞后并提高整体精度。

  • 自适应控制:双二阶滤波器、加速度反馈补偿和自适应控制算法的运动控制器或驱动器通常可以最小化或消除机械共振的影响实时调整控制参数,响应系统动态变化或外部干扰。

  • 平稳过渡:实现具有逐渐加速和减速的连续路径有助于避免运动突然变化,从而引起振动。

    路径优化:利用数学优化技术可以增强路径的平滑度,从而减少振动引起的误差。


    4.惯量的匹配:惯性(质量)不匹配可能会导致调整伺服系统稳定性并满足带宽目标变得极其困难。但系统设计的限制可能导致无法避免 100:1 甚至高达 10,000:1 的严重失配率。通常采用先进伺服算法(包括级联环路、高阶数字滤波器和自适应调谐)的驱动器来控制具有此类问题......并且具有高带宽。轴将快速就位,最终提高机器的整体效率。


振动抑制技术

除了运动平滑之外,实施振动抑制技术对于提高半导体制造的精度至关重要。

  • 主动隔离系统:这些系统使用传感器检测振动并使用执行器来抵消振动。当检测到振动时,系统根据反馈产生相反的力来抵消影响。

  • 被动隔离系统:这些系统依靠物理屏障或阻尼器(例如减震器)在振动能量到达敏感设备之前吸收和消散振动能量。

  • 采用 先进的振动抑制算法

参考资料;https://www.controleng.com/articles/how-to-work-with-mechanical-resonance-in-motion-control-systems/

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