真空车间内

在半导体行业中,清洁度和精度不可或缺。 因此,瑞士真空专业公司VAT与maxon公司联合研发出一种适用于晶圆的驱动系统。
  • 凭借三个这种Pinlifter,晶圆可以在真空室内移动。 图: VAT

    凭借三个这种Pinlifter,晶圆可以在真空室内移动。 图: VAT

即使是在科技爱好者的圈子里,“真空阀”这个术语也几乎不会引发太大的热情。 真空阀能有什么特别吸引人的地方? 但是,如果您拜访总部设于瑞士东部Haag的全球性公司VAT时,真空阀就会变得非常有趣。 在工业领域中任何需要真空的地方,VAT公司都是数一数二的行业龙头。 简单来说,真空阀是用于打开或锁闭进入真空系统的通道的阀门。 在提到“真空”时,如果您想到的是超市里包装好的食品,那么您就大错特错了。 在工业领域内,即使最细小的灰尘或水滴都会破坏整个生产步骤,必须要使用真空室。 这样,我们便接触到了核心: 高科技行业。 智能手机、平板电视、太阳能电池板、处理器——如果没有真空设备,就根本无法生产上述所有以及其他许多产品。 因此,VAT公司的大部分产品都销售到亚洲,毕竟,微电子和半导体技术的各大巨头都在那里进行生产。

晶圆升降机

在微电子领域内,一个重要的工艺步骤就是所谓晶圆的生产和加工。 晶圆是一种使用硅等半导体材料制成的圆形薄片。 这些圆片构成了集成电路的基础。 考虑到在智能手机等现代化设备处理器中包含数十亿个晶体管,因此便不难理解在半导体基板的生产过程中不得含有任何一点异物的原因了。 而要达到这样一个目的,在真空室中完成此类生产步骤最行之有效。 此时的问题是: 真空越强,来自外部的空气压力也就越大。 因此,专业真空室必须承受巨大的力量作用。 普通阀门根本无法承受这样的压力。 但VAT公司的阀门却可以。

近几年来,该公司甚至更进一步,推出了除阀门之外的适合各种真空室生产步骤的完整系统。 其中一种系统名为“Pinlifter”。 这是一种用于硅晶圆的“提升器”。 晶圆支撑在三个引脚之上,每个引脚都可借助电机上下移动。 由此便构成了一种三足式升降机(三个Pinlifter),使位于其上的晶圆可在真空室内向上移动,并由位于上方的夹持系统夹取。 这里便是maxon电机的用武之地。 Pinlifter是一套高精度机电式驱动系统,是VAT公司与maxon经过数月的合作研发而得到的成果。 Pinlifter的驱动单元由一台无刷EC flat电机以及光学编码器、制动器和丝杠轴构成。 在此的一项特殊挑战便是驱动单元的最大长度只有40 mm。

VAT公司工程设计部门主管Marco Apolloni回忆说: “最初我们设计了六种方案,其中所使用的电机、制动器、编码器等都必须由不同的供应商提供。” 其中四种方案基于元件,而另外两种方案则基于系统,也就是已经过测试的完整驱动单元(包括外壳、丝杠轴、电机轴、绝缘部件)。 “由于对精度和尺寸的要求很高,因此我们在最后的筛选中只保留了系统,毕竟整套系统可以最大程度地降低风险,并最终得到最佳的解决方案”,Marco Apolloni解释说, “maxon凭借其精深的专业知识和技术脱颖而出,并且它还能一手提供我们需要的一切产品。”

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