詳細說明力士樂比例閥在半導體生產(chǎn)設備中的工作原理

力士樂比例閥在半導體生產(chǎn)設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 - 機械轉換

比例閥通常由電磁線圈和閥芯等部件組成。當設備控制系統(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)生相應的位移。例如,，當輸入的電流增大時,，磁場增強，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，進而控制流體的流量,。當閥芯開度增大時,，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,，就可以實現(xiàn)對流量的精確調節(jié)。例如,，在半導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,，通過調節(jié)閥芯開度,，將光刻膠以準確的流量輸送到位置。

壓力控制：在一些半導體生產(chǎn)設備中,，比例閥也用于控制壓力,。當系統(tǒng)壓力發(fā)生變化時，比例閥會根據(jù)設定的壓力值自動調整閥芯位置,。如果系統(tǒng)壓力高于設定值,，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,，在半導體封裝過程中，需要對封裝腔室進行精確的壓力控制,，力士樂比例閥可以實時監(jiān)測腔室壓力,，并通過調整自身開度來維持壓力穩(wěn)定，確保封裝質量,。

反饋與閉環(huán)控制

為了實現(xiàn)更精確的控制,，半導體生產(chǎn)設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，實時檢測閥芯的實際位置,，并將位置信號反饋給控制系統(tǒng),。控制系統(tǒng)將實際位置與目標位置進行比較，根據(jù)偏差調整輸入給電磁線圈的電信號,，從而使閥芯準確地移動到目標位置,，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)壓力偏差調整比例閥的開度,，以保持壓力穩(wěn)定,。例如，在半導體刻蝕設備中,，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壓力變化,，確?？涛g過程在穩(wěn)定的壓力環(huán)境下進行，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體生產(chǎn)設備中實現(xiàn)對流體參數(shù)的高精度控制，滿足半導體制造工藝對各種流體控制的嚴格要求,，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質量的一致性,。

以下是一些力士樂比例閥在半導體生產(chǎn)設備中的成功應用案例：

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器人,，由直線運動和控制技術組合驅動,，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 皮帶驅動線性模塊,、CKK 滾珠絲杠線性模塊、MKR 皮帶驅動線性模塊,、IndraDyn MSK 同步伺服電機,、IndraDrive C 數(shù)字智能伺服驅動器以及力士樂簡易搬運系統(tǒng)。

結果：在 138 英尺長的清洗站中有效使用了高架笛卡爾機器人,，實現(xiàn)了高精度,、準確性和可重復性，系統(tǒng)堅固可靠,，達到 10 級潔凈室標準,，且系統(tǒng)可按單個零件號訂購，簡化了采購和維護,。

某半導體設備制造商的晶圓提升組件

挑戰(zhàn)：某半導體設備制造商希望簡化新晶圓提升組件的設計和構造,，該組件用于在機器人之間轉移晶圓,，此前公司從多個供應商處采購約 30 個單獨組件并在內(nèi)部組裝，希望降低成本,、簡化供應鏈并減少設計新提升組件的工程費用,。

解決方案：博世力士樂利用其專業(yè)知識為該制造商設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、電機以及支撐和安裝硬件等部件,。

結果：幫助制造商實現(xiàn)了降低成本的目標,，簡化了供應鏈，減少了工程設計方面的開支,，同時提升組件性能良好,，滿足了半導體生產(chǎn)過程中對晶圓傳輸?shù)母呔纫蟆?/span>

半導體光刻機晶圓臺控制

挑戰(zhàn)：半導體光刻機需要將晶圓臺定位精度控制在納米級別，以實現(xiàn)高精度的光刻工藝,，對控制技術的精度,、響應速度和穩(wěn)定性要求。

解決方案：采用博世力士樂的 VT - HNC 系列控制器驅動直線電機,，配合力士樂的比例閥等元件,，實現(xiàn)了對晶圓臺運動的精確控制。

結果：助力光刻機實現(xiàn)了 7nm 制程的量產(chǎn),，晶圓臺能夠在納米級進行步進,，滿足了先進半導體制造工藝對光刻精度的嚴格要求，提高了芯片制造的良品率和生產(chǎn)效率,。