在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，晶圓厚度控制是決定芯片性能的關(guān)鍵工藝之一。傳統(tǒng)晶圓打磨設(shè)備面臨著精度控制難、安全防護不足、穩(wěn)定性差等行業(yè)痛點。三銘電氣憑借深厚的行業(yè)經(jīng)驗與技術(shù)創(chuàng)新能力，為某高端裝備制造商提供了完整的電氣控制與安全防護解決方案，助力其晶圓打磨測厚一體設(shè)備實現(xiàn)了革命性的性能提升。

　　1 項目挑戰(zhàn)與解決方案

　　該晶圓打磨測厚設(shè)備需要將厚度不均的晶圓精準(zhǔn)打磨至目標(biāo)厚度，并在同一工位完成厚度檢測。項目面臨以下多重挑戰(zhàn)：

　　(1)微米級精度下的控制延遲挑戰(zhàn)：厚度控制公差需保持在微米級別，這對控制系統(tǒng)的實時性和同步性提出了極致要求。任何信號傳輸延遲都可能導(dǎo)致打磨頭進給與測厚反饋節(jié)拍失步，造成厚度超差或晶圓過磨。

　　三銘電氣解決方案：卡片式IO適配器SM-EC100+子卡ID32C、OD32N構(gòu)成的EtherCAT高速總線網(wǎng)絡(luò)是解決此問題的核心，其微秒級的循環(huán)周期和精準(zhǔn)的同步機制，確保了測厚傳感器數(shù)據(jù)與打磨頭位置指令的實時、無延遲交互，實現(xiàn)了真正的閉環(huán)控制。

　　(2)緊湊空間內(nèi)的功率驅(qū)動與運維挑戰(zhàn)：設(shè)備內(nèi)部空間緊湊，電氣組件需小型化且維護便利。

　　三銘電氣解決方案：R4T-G5NB繼電器模組以其緊湊的體型提供了強大的驅(qū)動能力，控制真空吸附、冷卻泵等大功率負(fù)載;其繼電器底座設(shè)計結(jié)合D1015C端子臺的三層螺絲式設(shè)計，清晰接線布局，使得故障排查和元件更換變得快速簡便，極大提升了運維效率，保障了設(shè)備7×24小時連續(xù)穩(wěn)定運行的可靠性。

　　(3)高濕粉塵環(huán)境下的信號穩(wěn)定性與設(shè)備可靠性挑戰(zhàn)：內(nèi)置大型打磨盤，打磨過程中使用水冷卻，產(chǎn)生的大量導(dǎo)電性水霧和金屬碎屑易附著于防護裝置上，易造成防護失效，且傳統(tǒng)防護裝置存在盲區(qū)。

　　三銘電氣解決方案：三銘電氣為此定制了多層次光柵安全防護體系：針對核心打磨區(qū)域，采用STR系列防水型光柵，其IP67防護等級能完全抵御冷卻液沖刷，確保在水霧彌漫環(huán)境下安全功能絕不妥協(xié);此外，為保護測量單元等區(qū)域，在測量單元外圍選用STF系列正面超薄型光柵，在確保安全的同時避免對精密測量過程造成干擾。

　　(4)復(fù)雜線纜環(huán)境下的信號穩(wěn)定性與耐久性挑戰(zhàn)：設(shè)備內(nèi)部振動持續(xù)，且機械臂執(zhí)行機構(gòu)與PLC之間線纜眾多，在高濕環(huán)境下易腐蝕、磨損甚至拉斷。

　　三銘電氣解決方案：三銘電氣X010/X041系列電纜線不僅有效抵御了主軸電機等大功率設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，保障了微弱的傳感器信號在惡劣環(huán)境中傳輸?shù)募儍襞c穩(wěn)定;其外皮材質(zhì)還兼具耐腐蝕、抗彎曲和耐磨損特性，從物理層面上極大提升了線纜在這種惡劣工況下的使用壽命和可靠性，消除了因線纜問題導(dǎo)致的意外停機。

　　2 三銘電氣定制化解決方案

　　針對晶圓打磨測厚設(shè)備對精度、安全性與可靠性的極致要求，三銘電氣打造了集“智能控制、安全防護、電氣連接”于一體的完整解決方案，工藝流程如圖1所示。

　　(1)智能控制層

　　采用SM - EC100總線適配器+子卡ID32C、OD32N構(gòu)成設(shè)備控制核心，建立高速EtherCAT通信網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)：

　　· 多軸運動控制同步精度達到微秒級;

　　· 實時傳輸厚度傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)閉環(huán)控制;

　　· 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷。

　　(2)安全防護層

　　根據(jù)設(shè)備不同區(qū)域的防護需求，配置多類型光柵：

　　· STR系列防水型光柵：防護打磨主工作區(qū)，IP67防護等級確保在高壓水霧環(huán)境下穩(wěn)定工作;

　　· STF系列正面超薄型光柵：防護測量單元區(qū)域，確保操作安全。

　　(3)電氣連接層

　　· R4T-G5NB繼電器模組：控制真空吸附系統(tǒng)、冷卻水泵、主軸電機等大功率負(fù)載;

　　· D1015C端子臺：提供整潔可靠的接線方案，所有信號線、電源線有序連接;

　　· X010/X041系列電纜線：高屏蔽性能線纜，確保信號傳輸不受電磁干擾。

　　3 小結(jié)

　　該項目的成功實施，是三銘電氣深耕智能裝備領(lǐng)域的又一重要里程碑。三銘電氣提供的不僅是單個產(chǎn)品，更是一套完整、可靠、高效的系統(tǒng)級解決方案，真正做到了為客戶賦能，為半導(dǎo)體關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化替代與智能化升級提供了堅實保障。