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半導體與電子製造

晶圓傳送、晶片分割與潔淨室搬運的潔淨傳動皮帶

產業概覽與主要需求

半導體與電子製造廠(晶圓廠、封裝廠、PCB 廠)對傳動皮帶的要求最為嚴格:無塵、無油脂、無靜電、低微塵脫落。潔淨室中的傳動皮帶需通過 cleanroom 認證,同步皮帶在晶圓搬運機(FOUP Stocker)、晶圓切割機(Dicing Saw)等設備中發揮關鍵作用。

常見應用場景

半導體儲存器(Stocker)升降FOUP 晶圓盒升降傳送系統,需無塵、防靜電、精確定位,確保晶圓不損傷
晶片分割機兩條皮帶夾持晶片,在輸送中分割,需精密輸送;皮帶需超低微塵脫落,不污染晶片表面
PCB 輸送PCB 輸送需無油脂、無靜電
設備內搬運機構半導體製造設備內部的搬運裝置以同步帶驅動,需提升搬運精度
晶圓與液晶搬送手臂SCARA 等搬送手臂以同步帶驅動關節,重視薄型化、高剛性、低背隙、定位精度與張力穩定
Chip mounter電子零件貼裝機以兩組同步帶驅動 XY 軸,進行高速直角座標定位
技術人員在資料中心伺服器機房工作 — 電子與半導體製造支援設備

推薦產品類型

潔淨室認證 PU 同步皮帶極低微塵脫落(Particle Generation),符合 ISO Class 5 潔淨室需求
防靜電(Anti-Static)版本導電背布或防靜電 PU,保護晶圓與電子元件不因靜電損傷
耐化學藥品版本耐清洗液,適用蝕刻設備

UNITTA晶圓與液晶搬送手臂

EV(UNITTA EVIII)用於晶圓與液晶搬送手臂:手臂重視薄型化、低背隙與定位精度,伸長與振動會影響角度與位置。EV 低伸長、低 Backlash 並具減衰特性,也用於太陽能基板搬送。
CB 碳纖維芯線同步帶用於晶圓與液晶搬送手臂的高剛性軸:在較薄的結構中提高剛性,減少伸長。
GT 系列用於 Chip mounter:電子零件貼裝需高速直角座標定位。

Unitta 教材依軸別整理搬送手臂的皮帶需求:

θ 軸(旋轉)小節距、高扭矩
Z 軸(升降)高負荷
走行軸小帶輪、低發塵與高剛性;液晶手臂的長行程軸須兼顧低速高扭矩與高速低扭矩,案例使用 8YU 長尺帶與碳纖維心線的 CB 版本
碳纖維心線在較薄的結構中提高剛性,減少伸長對角度與位置的影響

影響定位精度的因素

  • 絕對精度受皮帶伸長、齒形變形、背隙與摩擦係數影響;重複精度特別受背隙與齒形影響。
  • 以預壓減少背隙的 BLP 帶輪,在教材的試驗條件下絕對定位精度約改善 20%。
  • 初期張力會隨運轉下降,重新調整張力可提高精度;EV5GT 的張力保持率優於標準 5GT。

選型仍須依行程、慣量、帶輪齒數、張力、潔淨度及容許誤差重新計算。

Unitta 官方案例的機構示意:晶圓搬送 SCARA 手臂的關節驅動,以及 chip mounter 的 XY 軸定位。

晶圓搬送 SCARA 手臂以同步帶驅動關節的機構示意
Chip mounter 以兩組同步帶驅動 XY 軸定位的機構示意

晶圓與液晶搬送手臂:Unitta 教育訓練教材(2015)。

BANDO半導體設備用皮帶

Bando 的半導體設備用皮帶廣泛應用於日本 / 台灣半導體設備廠。

PU 長尺傳動帶 LSB-U/LFB-U用於半導體儲存器(Stocker)升降:FOUP 升降需無塵、精確定位,長行程也不能伸長。聚氨酯帶體無橡膠粉屑、鋼絲芯線長跨距幾乎不伸長;LFB-U 平皮帶厚度精度佳,多條捲揚不偏移,官方垂直升降案例以 4 條 LFB-U 捲揚。也用於設備內搬運機構。
STS Ceptor-X用於設備內搬運機構:要提升搬運精度,設備內空間又有限。碳纖維芯線不易伸長,提升定位精度;傳動容量高,可選用更窄的皮帶,省空間、輕量、低噪音;S3M 採用潔淨型齒布。
PS BELT用於晶片分割機:兩條皮帶夾持晶片,在輸送中分割,需要精密輸送。薄型無接縫平皮帶厚度精度高、耐磨。

MEGADYNE精密自動化同步帶

用於晶圓與液晶搬送手臂等自動化設備的線性與手臂傳動:潔淨環境需低發塵。可參考 MEGAPOWER 2、MEGALINEAR QST 與 MEGASYNC™ 系列;官方型錄註明笛卡兒機器人與線性致動器用 MEGALINEAR 可做潔淨室處理。潔淨度、防靜電與材料相容性仍須依個別產品及設備條件確認。

GATESPowerGrip® GT4

用於半導體設備的進給定位:PowerGrip® GT4 精密同步皮帶以低背隙與高剛性設計支援定位;另有防靜電特殊版本。