用于半导体制造的压电电机和压电致动器

专为真空、非磁性环境和纳米级运动控制而设计。

为什么要将PiezoLEGS®应用于制造中

  • 适用于真空和烘烤环境。专用的PiezoLEGS®型号经过特殊处理,可适应真空环境,具有极低的挥发特性,并支持最高125 °C 的烘烤,非常适合用于真空腔室和装载锁。
  • Non-magnetic by design. Piezoceramic elements and non-magnetic alloys keep magnetic flux below sensor noise (~<1 nT at 10 mm), safe around e-beam columns and high-field tools. 
  • 真正的直驱设计。无齿轮或螺杆,从而实现零背隙、运行平稳、结构紧凑,且因传动机构无需运动,产生的微粒更少。 
  • 亚纳米分辨率和快速稳定。驱动波形的微步进可实现纳米到亚纳米级的定位,并具有出色的动态控制能力。 
  • 断电保持。该摩擦行走机构具有固有的自锁特性,可在不消耗任何电力的情况下保持位置,这在真空环境中具有显著的散热和节能优势。 
  • 小巧机身,强劲动力。标准型PiezoLEGS® 线性执行器提供6.5–40 N的推力(行程可达 ~75 mm);平台扩展型可提供300–450 N的推力,适用于重型光学系统和晶圆级子系统。 

他们在半导体设备方面的优势

  • 光学与计量:对焦/变焦、滤光片/光阑选择、干涉仪对准、掩模/分光板微调。压电马达在半导体计量领域的超高真空(UHV)和非磁性定位中得到广泛应用。 
  • 探头与测试:亚微米级接近、接触力调整、长时间测量无漂移保持。
  • 晶圆处理模块:末端执行器 Z-微调、卡盘调平、校准销、微型快门。
  • 电子束/离子工具:用于平台附件和校准机构的非磁性致动器。 

性能一览(典型值)

  • 决议:
    • Open loop: < 1 nm with controller micro-stepping (up to 8192 micro-steps per waveform step)
    • 闭合回路:12.5 nm 
  • 速度:从纳米/秒到~15-24 毫米/秒,取决于型号/驱动器。 
  • 行程:由驱动杆长度决定;紧凑型标准选项可达~74.5 mm。 
  • 力: 6.5 N、20 N、40 N(标准);300-450 N(有盖/重型)。 
  • 真空度:通常为~10-⁷ torr,非磁性结构;可进行125 °C烘烤。 

Example: LL10D non-magnetic/vacuum compatible motor with 6.5 N stall, 7 N hold, 0–15 mm/s, up to 74.5 mm stroke; magnetic flux < 1 nT at 10 mm. 

集成与控制

  • 控制器:PMD301(模块)和 PMD401(板级),通过RS-485/USB 接口,支持亚纳米分辨率的微步进和多轴连锁。 
  • 反馈:可与外部编码器配合实现闭环运动;直接驱动结构简化了控制回路(无螺钉/齿轮顺应性)。 
  • 外形尺寸:可互换驱动杆长度的紧凑型致动器,真空和非磁性结构,用于工厂集成

真空中压电电机与步进/BLDC 的比较

标准压电电机/致动器 (PiezoLEGS®)带螺杆的步进/BLDC
磁性无磁;无杂散磁场需要磁性缓解;可能干扰电子束/离子路径
反冲(直接摩擦行走)取决于螺杆/齿轮和预紧力
持有静止时自锁;零功率保持扭矩 → 真空加热
热负荷极低的保持率;高效的小范围移动较高,特别是在保持/恒流情况下
真空就绪真空预处理变体;烘烤温度达 125 °C需要特殊润滑脂和放气控制
决议亚纳米(带微步进)和 12.5 纳米(带编码器受螺距、合规性、编码器的限制

为您的工具指定PiezoLEGS®执行器

  • 环境:目标压力(HV/UHV)、烘烤曲线、磁约束、清洁度
  • 轴力学:所需行程、外部导向(所需)和刚度预算。
  • 吞吐量:速度和沉降时间;指定移动轮廓(分步沉降与扫描)。 
  • 负载情况:持续力与峰值力以及占空比。
  • 反馈与控制:编码器类型和分辨率、接口(RS-485/USB)以及控制器外形尺寸。 

常见问题

PiezoLEGS®电机是压电电机还是压电致动器?
两者皆是。该电机是一个压电致动器组件,通过受控的行走序列,作为压电电机执行有用的机械工作。

它们能在超高真空(UHV)和强磁场环境下工作吗?
非磁性/真空版本采用非磁性结构,其真空度规格约为10⁻⁷ 托。压电机构在半导体计量和定位领域的超高真空及强磁场环境中得到广泛应用。若需在更高真空度(UHV)环境下使用,请咨询我们以了解材料和表面处理选项。

能提供多大的推力和行程?
标准型PiezoLEGS®线性压电马达的推力范围为6.5–40 N,行程可达约 75 mm。带护罩/重型型号的推力可达300–450 N。行程由驱动杆的长度决定。 


使用编码器和 PMD 系列控制器,可以实现亚纳米级的指令增量;应用级分辨率取决于机械和噪声。 

与 Acuvi 工程团队合作

无论您是要升级计量轴、增加非磁性聚焦平台,还是重新设计真空机构,我们的工程师都能帮助您确定电机、控制器和反馈的尺寸,以满足您的半导体要求,并提供 OEM 就绪的组件。

与工程师交流 (我们将绘制需求图、分享参考设计并提供样品/EVK)。

联系工程师