Renishaw 高性能光學尺在超精密運動平台上的應用
- 楊竣宇／台北
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受惠人工智慧 （AI）、5G和物聯網等新技術的迅速發展，半導體的需求近年不斷擴大，設備商也紛紛加大投入開發新機型以應對精密先進製程的嚴苛挑戰。半導體製造核心設備包括微影機雙工件台、晶圓級鍵合設備、雷射退火先進設備和EFEM等，設計精密，無論對核心零件的規格或是測控穩定性都有極嚴謹的要求。
北京華卓精科科技股份有限公司（華卓精科）是中國從事精密製程核心設備的領導者，所開發的半導體設備和運動平台採用Renishaw多款高性能光學尺系統；例如平台以線性馬達驅動，配置TONiC系列等光學尺系統，通過Ti介面輸出奈米級解析度訊號。除了半導體製程應用，平台也設計用於顯示面板、玻璃切割、3D成像等。其他整機產品也包括晶圓級鍵合設備、雷射退火先進設備等整機設備，亦都配置了 Renishaw的光學尺系統。
TONiC系列是Renishaw一款高性能增量式光學尺系統，可因應設備基體材料選配不同特性的光學尺。與Ti 訊號細分介面配套使用時，在線性和旋轉應用中解析度可達1 nm，而光學尺工作速度在0.1 μm解析度時可達3.6m/s。由於安裝公差寬鬆，並且只需按下按鈕即可進行校準，使TONiC光學尺系統的安裝變得快捷簡單。而TONiC的動態訊號處理功能可提高訊號穩定性，而且電子細分誤差更低於 ± 30 nm。
在溫度的影響下，設備許多零件的長度會因熱膨脹效應而發生變化，而光學尺也不例外。華卓精科採用的 TONiC系列光學尺大部分都配置了RGSZ20S鋼帶尺系列，是屬於「基材固定式」光學尺，厚度僅0.1 mm，意味著光學尺固定在基體上，在溫度變化時會跟隨基體膨脹或收縮。華卓精科的運動平台大多採用花崗岩為基體，這種材料具有低膨脹係數，短時間內的溫度變化不會導致基體出現大幅度的膨脹或收縮。
此外，TONiC也可以選配「伸縮式」光學尺，像RTLC、RELM等系列。當然，應該選擇「基材固定式」或是「伸縮式」的尺還是需要經過多方面的考量，如基體材料、軸長、工件膨脹係數等。
華卓精科總經理孫國華指出，光學尺作為平台和設備最關鍵的零件之一，華卓精科也是經過全面的評估後才選擇了Renishaw ，而且一直沿用至今。他強調，Renishaw光學尺產品的多樣性和穩定性能是重要因素，規格也十分貼近市場需求，與華卓精度的產品定位十分匹配。
Renishaw將參加在南港展覽館舉辦的2024台北國際自動化工業大展，歡迎於8月21~24日展覽期間，至南港展覽館一館1樓I908攤位參觀，探討更多運動控制解決方案的應用。
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