Renishaw 高性能光学尺在超精密运动平台上的应用
- 杨竣宇／台北
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受惠人工智能 （AI）、5G和物联网等新技术的迅速发展，半导体的需求近年不断扩大，设备商也纷纷加大投入开发新机型以应对精密先进制程的严苛挑战。半导体制造核心设备包括微影机双工件台、晶圆级键合设备、雷射退火先进设备和EFEM等，设计精密，无论对核心零件的规格或是测控稳定性都有极严谨的要求。
北京华卓精科科技股份有限公司（华卓精科）是国内从事精密制程核心设备的领导者，所开发的半导体设备和运动平台采用Renishaw多款高性能光学尺系统；例如平台以线性马达驱动，配置TONiC系列等光学尺系统，通过Ti界面输出纳米级分辨率信号。除了半导体制程应用，平台也设计用于显示面板、玻璃切割、3D成像等。其他整机产品也包括晶圆级键合设备、雷射退火先进设备等整机设备，亦都配置了 Renishaw的光学尺系统。
TONiC系列是Renishaw一款高性能增量式光学尺系统，可因应设备基体材料选配不同特性的光学尺。与Ti 信号细分界面配套使用时，在线性和旋转应用中分辨率可达1 nm，而光学尺工作速度在0.1 μm分辨率时可达3.6m/s。由于安装公差宽松，并且只需按下按钮即可进行校准，使TONiC光学尺系统的安装变得快捷简单。而TONiC的动态信号处理功能可提高信号稳定性，而且电子细分误差更低于 ± 30 nm。
在温度的影响下，设备许多零件的长度会因热膨胀效应而发生变化，而光学尺也不例外。华卓精科采用的 TONiC系列光学尺大部分都配置了RGSZ20S钢带尺系列，是属于「基材固定式」光学尺，厚度仅0.1 mm，意味着光学尺固定在基体上，在温度变化时会跟随基体膨胀或收缩。华卓精科的运动平台大多采用花岗岩为基体，这种材料具有低膨胀系数，短时间内的温度变化不会导致基体出现大幅度的膨胀或收缩。
此外，TONiC也可以选配「伸缩式」光学尺，像RTLC、RELM等系列。当然，应该选择「基材固定式」或是「伸缩式」的尺还是需要经过多方面的考量，如基体材料、轴长、工件膨胀系数等。
华卓精科总经理孙国华指出，光学尺作为平台和设备最关键的零件之一，华卓精科也是经过全面的评估后才选择了Renishaw ，而且一直沿用至今。他强调，Renishaw光学尺产品的多样性和稳定性能是重要因素，规格也十分贴近市场需求，与华卓精度的产品定位十分匹配。
Renishaw将参加在南港展览馆举办的2024台北国际自动化工业大展，欢迎于8月21~24日展览期间，至南港展览馆一馆1楼I908摊位参观，探讨更多运动控制解决方案的应用。
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