Сферичните винтове се използват в оборудването за производство на полупроводници за преобразуване на въртенето на двигателя в контролирано линейно движение. Тяхната практическа роля е да преместват, повдигат, подават или регулират компоненти, където машината изисква повтарящо се позициониране, контролирана тяга и компактна механична трансмисия.
Въпреки това, не всяка ос на движение на полупроводници използва сферичен винт. Усъвършенстваните етапи на експониране и ултра фино позициониране могат да използват линейни двигатели, въздушни лагери, пиезоелектрически задвижващи механизми и външни системи за измерване с висока разделителна способност. Сферичните винтове се срещат по-често в спомагателни позициониращи оси, оборудване за манипулиране, системи за инспекция, оборудване за сглобяване, опаковъчни машини и други механизми, където техният баланс на точност, твърдост и цена е подходящ.
Как сачмен винт произвежда линейно движение
Сферичният винт се състои от винтов вал, сферична гайка и рециркулиращи стоманени топки. Когато винтът или гайката се въртят, топките се търкалят между съвпадащите канали и гайката се движи по оста на винта.
Тъй като контактът е по-скоро търкалящ се, отколкото плъзгащ се, сферичният винт може да осигури по-ниско триене, по-плавно движение и по-висока механична ефективност от конвенционалния плъзгащ се винт. Може също да се приложи предварително натоварване, за да се намали аксиалната хлабина и да се подобри твърдостта, когато оста често обръща посоката.
В машините, свързани с полупроводници, тези характеристики са полезни за механизми, които се нуждаят от повтарящо се многопозиционно движение, без да се изисква специализирана структура с директно задвижване на напреднал етап на експозиция.
Къде се използват сферични винтове в полупроводниковото оборудване?
Точната позиция на монтаж зависи от дизайна на оборудването. По-долу са реалистични насоки за приложение, а не твърдение, че всяка машина използва сферичен винт във всяка позиция.
| Оборудване или механизъм | Възможна роля на сферичен винт | Основно изискване |
|---|---|---|
| Работа с вафли и носители | Повдигане, регулиране на височината на прехвърляне или спомагателно позициониране | Плавно движение, компактен размер и ниско генериране на частици |
| Контролно и метрологично оборудване | Грубо движение на етапа, движение на фокусната ос или позициониране на пробата | Повторяемост, ниска хлабина и стабилно движение при ниска скорост |
| Монтаж на чип и подравняване на компоненти | Оси за подаване, подравняване или позициониране с къс ход | Високо ускорение, ниски вибрации и контролирано обръщане |
| Оборудване за рязане и смилане | Движение на ос на подаване или ос на регулиране | Точност, твърдост и защита от охлаждаща течност или частици |
| Оператори на опаковки и тестове | Сортиране, индексиране, зареждане и многопозиционен трансфер | Скорост на цикъла, повторяемост и дългосрочна надеждност |
| Регулиране на камерата или приспособлението | Повдигане, регулиране на височината на затягане или служебно позициониране | Капацитет на тяга, устойчивост на задържане и екологична съвместимост |
| Автоматизирани товарни системи | Линеен трансферен, бутащ или повдигащ механизъм | Надеждно многократно движение и поддръжка |
1. Повтарящо се позициониране
Оборудването за инспекция, обработка и опаковане често се движи между множество определени позиции. Сферичният винт може да осигури предвидима връзка между въртенето на двигателя и линейното движение, което го прави подходящ за контролирано движение от точка до точка.
Крайният резултат от позиционирането не зависи само от винта. Освен това се влияе от двигателя и енкодера, предварителното натоварване на гайката, опорните лагери, съединителя, направляващия, рамата на машината, компенсацията на температурата и управлението.
Поради тази причина не е технически правилно да се твърди, че инсталирането на конкретен сферичен винт автоматично дава субмикронна точност на цяла полупроводникова машина. Точността на водещия винт е само една част от пълния бюджет за грешки при позициониране.
2. Контрол на обратната реакция и обръщане
Много свързани с полупроводниците автоматизирани оси променят посоката си многократно. Вътрешният просвет между топките и каналите може да доведе до загуба на движение, когато посоката се обърне.
Съгласуваната или предварително натегната сферична гайка може да намали аксиалната хлабина и да подобри твърдостта. Прекомерното предварително натоварване обаче увеличава триенето, топлината, въртящия момент на двигателя и износването. Следователно нивото на предварително натоварване трябва да бъде съобразено с натоварването на оста, скоростта, ускорението и работния цикъл.
Аксиалната хлабина на носещия лагер, разхлабеното съединение или недостатъчно твърдо гнездо на гайка също могат да се появят като луфт. Сферично-винтовият винт винаги трябва да се оценява като част от цялостната задвижваща система.
3. Плавно движение с ниска скорост
Механизмите за проверка и фокусиране могат да работят при ниска скорост или при кратки повтарящи се движения. Стабилната циркулация на топката и контролираният въртящ момент помагат за намаляване на неравномерното движение, вибрациите и колебанията в позиционирането.
Работата с къс ход може да попречи на смазката да се разпространи равномерно по цялата натоварена канална пътека. Следователно методът на смазване и интервалът на поддръжка трябва да бъдат проектирани за действителния модел на движение, а не копирани от общ индустриален график.
4. Високоскоростен трансфер и време на цикъл
Сачмено-винтови дюзи с подходящо извеждане, циркулационна структура и поддържащо устройство могат да осигурят бързо движение от точка до точка за монтиране на чип, подравняване на компоненти, товарене и оборудване за обработка на тестове.
По-високото предимство увеличава линейното разстояние, изминато на оборот, но също така променя въртящия момент, разделителната способност и поведението на ускорението. За дълги или високоскоростни винтове проектът трябва да провери критичната скорост, деформацията на вала, опорната конфигурация и способността за циркулация на гайката.
По-голяма преднина не трябва да се избира само за увеличаване на скоростта. Производителността на двигателя, необходимата тяга, разделителната способност на позициониране и наличното място за монтаж трябва да се разглеждат заедно.
5. Чиста стая и контрол на частиците
Чистотата е една от най-важните разлики между стандартното индустриално приложение и оборудването за производство на полупроводници. Конвенционалната грес може да се разпръсне от въртящ се винт или движеща се гайка, докато остатъците от износване и откритите повърхности могат да станат източници на замърсяване.
В зависимост от изискването за чистота, спецификацията на сферичния винт може да изисква:
- Смазване с ниско съдържание на частици или с ниско разпръскване на мазнини
- Контролирано количество смазка
- Подходящи гайкови уплътнения или чистачки
- Защитен маншон или затворена конструкция на задвижващия механизъм
- Материали и повърхностни обработки, съвместими с околната среда
- Определени процедури за почистване, сглобяване и опаковане
Стандартната индустриална грес и опаковка не трябва автоматично да се приемат за определена чиста стая за полупроводници. Необходимият клас на чисти помещения и границата на замърсяване трябва да бъдат предоставени преди потвърждението на продукта.
6. Съвместимост с вакуум
Сачмен винт, използван във вакуумна камера, изисква отделно техническо потвърждение. Стандартната грес, пластмасовите компоненти за циркулация, уплътненията и покритията против ръжда може да имат неподходящи характеристики за отделяне на газове.
Вакуумното приложение може да изисква:
- Лубрикант с ниско налягане на парата
- Съвместими с вакуум уплътнения и циркулационни компоненти
- Контролиран материал и повърхностна обработка
- Документация за обезгазяване, където е посочено
- Специални процедури за сглобяване и почистване
- Оценка на разсейването на топлината под вакуум
7. Термична стабилност
Повтарящото се високоскоростно движение и предварително натоварване генерират топлина. Промяната на температурата може да причини разширение на винтовия вал и да промени връзката между зададения и действителния ход.
Топлинните характеристики зависят от дължината на винта, скоростта, предварителното натоварване, смазването, работния цикъл, подреждането на опорите и структурата на машината. Прецизните машини могат да използват контрол на температурата, външна обратна връзка за позицията или софтуерна компенсация за управление на термичната грешка.
Следователно сачмено-винтовият винт трябва да бъде избран според пълния бюджет за точност на машината, а не само според степента на точност в каталога.
Шлифован или валцован сферичен винт?
| Изискване | Възможна посока | Бележка за избор |
|---|---|---|
| Обща обработка или ос на опаковане | C7 валцуван сферичен винт | Практичен, когато не е необходима по-строга точност на изхода |
| Ос за проверка или прецизна настройка | C5 заземен сферичен винт | Поддържа по-строг контрол на електрода и последователност на движението |
| Често обръщане | Предварително зареден съвпадащ монтаж | Предварителното натоварване трябва да съответства на ограниченията на скоростта, въртящия момент и топлината |
| Високоскоростен трансфер с къс ход | Компактен дизайн с високо съдържание на олово | Проверете ускорението, циркулацията и смазването |
| Местоположение за чиста стая или вакуум | Спецификация за околната среда | Не използвайте стандартен продукт без потвърждение |
За по-подробно сравнение на производството прочететешлифован сферичен винт срещу валцуван сферичен винт.
Контролен списък за избор на сферичен винт за полупроводниково оборудване
Преди да изберете или поискате оферта, потвърдете следната информация:
- Точно оборудване и функция на осите
- Необходим ход и обща налична монтажна дължина
- Подвижен товар, аксиална сила и посока на монтаж
- Максимална скорост, ускорение и честота на цикъла
- Изискване за точност на позициониране и повторяемост
- Изискване за допустим луфт или предварително натоварване
- Диаметър на сачмено-винтовия винт, структура на оловото и гайката
- Устройство за носеща опора и крайна обработка
- Клас чиста стая, ако е приложимо
- Атмосферно или вакуумно работно състояние
- Разрешени ограничения за смазочни материали и материали
- Необходим оглед и документация
Ако оборудването използва няколко компонента за движение в една компактна ос, предварително сглобенасачмен винт линеен модулможе да намали работата по съвпадение на отделни компоненти. Модулът все още трябва да бъде оценен за чистота, точност, натоварване, скорост и екологична съвместимост.
DLY сферични винтове за машини, свързани с полупроводници
DLY доставя валцовани сферични винтове C7 и шлифовани сферични винтове C5 със стандартни или персонализирани гайки, дължини на валовете, посоки на предварително натоварване и обработка на края. Сферично-винтовите валове обикновено използват S55C, докато сферичните гайки обикновено използват 20CrMo.
За инспекционно оборудване, механизми за позициониране и спомагателна автоматизация, свързана с полупроводници,DLY прецизно шлифовани сферични винтовеможе да се прегледа според необходимата точност, ход, натоварване, скорост и монтажен чертеж.
Стандартните сферични винтове DLY не трябва автоматично да се описват като подходящи за ултра-чист или вакуумен полупроводников процес. Ако сачмено-винтовият винт ще работи в чиста стая, вакуумна камера или химически ограничена среда, предоставете пълната екологична спецификация, така че материалът, смазването, уплътнението и осъществимостта на производството да могат да бъдат потвърдени отделно.
Заключение
Сферичните винтове играят важна, но специфична роля в оборудването за производство на полупроводници. Те са практични за обработка на пластини и носители, грубо движение на етапа на инспекция, монтиране на чипове, опаковане, тестване, повдигане и спомагателни механизми за позициониране.
Техните предимства включват ефективно линейно предаване, повтарящо се движение, контролируема хлабина и компактна интеграция. Тяхната пригодност все още зависи от цялостния дизайн на оста, особено точността, предварителното натоварване, скоростта, термичното поведение, контрола на частиците, съвместимостта на смазочния материал и изискванията за вакуум.
Правилният въпрос следователно не е просто "Може ли сферичен винт да се използва в полупроводниково оборудване?" Тя е: "Тази спецификация на сферичния винт отговаря ли на функцията и средата на тази конкретна ос на движение?"
Нуждаете се от сферичен винт за полупроводниково оборудване?
Изпратете DLY функцията на оста, натоварването, хода, скоростта, точността, монтажния чертеж и изискванията за околната среда. Можем да прегледаме подходяща посока на сачмен винт или линеен модул въз основа на действителните условия на машината.
Имейл: export@dlybearing.com
Свържете се с DLY
