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应用案例 | 三铭电气一体化解决方案助力晶圆打磨测厚设备实现精准安全控制

在半导体制造领域，晶圆厚度控制是决定芯片性能的关键工艺之一。传统晶圆打磨设备面临着精度控制难、安全防护不足、稳定性差等行业痛点。三铭电气凭借深厚的行业经验与技术创新能力，为某高端装备制造商提供了完整的电气控制与安全防护解决方案，助力其晶圆打磨测厚一体设备实现了革命性的性能提升。

项目挑战与解决方案

该晶圆打磨测厚设备需要将厚度不均的晶圆精准打磨至目标厚度，并在同一工位完成厚度检测。项目面临多重挑战：

Q：微米级精度下的控制延迟挑战：厚度控制公差需保持在微米级别，这对控制系统的实时性和同步性提出了极致要求。任何信号传输延迟都可能导致打磨头进给与测厚反馈节拍失步，造成厚度超差或晶圆过磨。

A：卡片式IO适配器SM-EC100+子卡ID32C、OD32N构成的EtherCAT高速总线网络是解决此问题的核心，其微秒级的循环周期和精准的同步机制，确保了测厚传感器数据与打磨头位置指令的实时、无延迟交互，实现了真正的闭环控制。

Q：紧凑空间内的功率驱动与运维挑战：设备内部空间紧凑，电气组件需小型化且维护便利。

A：R4T-G5NB继电器模组以其紧凑的体型提供了强大的驱动能力，控制真空吸附、冷却泵等大功率负载；其继电器底座设计结合D1015C端子台的三层螺丝式设计，清晰接线布局，使得故障排查和元件更换变得快速简便，极大提升了运维效率，保障了设备7×24小时连续稳定运行的可靠性。

Q：高湿粉尘环境下的信号稳定性与设备可靠性挑战：内置大型打磨盘，打磨过程中使用水冷却，产生的大量导电性水雾和金属碎屑易附着于防护装置上，易造成防护失效，且传统防护装置存在盲区。

A：我们为此定制了多层次光栅安全防护体系：针对核心打磨区域，采用STR系列防水型光栅，其IP67防护等级能完全抵御冷却液冲刷，确保在水雾弥漫环境下安全功能绝不妥协；为保护测量单元等区域，在测量单元外围选用STF系列正面超薄型光栅，在确保安全的同时避免对精密测量过程造成干扰。

Q：复杂线缆环境下的信号稳定性与耐久性挑战：设备内部振动持续，且机械臂执行机构与PLC之间线缆众多，在高湿环境下易腐蚀、磨损甚至拉断。

A：三铭电气X010/X041系列电缆线不仅有效抵御了主轴电机等大功率设备产生的电磁干扰，保障了微弱的传感器信号在恶劣环境中传输的纯净与稳定；其外皮材质还兼具耐腐蚀、抗弯曲和耐磨损特性，从物理层面上极大提升了线缆在这种恶劣工况下的使用寿命和可靠性，消除了因线缆问题导致的意外停机。

三铭电气定制化解决方案

采用SM-EC100总线适配器+子卡ID32C、OD32N构成设备控制核心，建立高速EtherCAT通信网络，实现：

· 多轴运动控制同步精度达到微秒级

· 实时传输厚度传感器数据，实现闭环控制

· 设备状态监控与故障诊断

根据设备不同区域的防护需求，配置多类型光栅：

· STR系列防水型光栅：防护打磨主工作区，IP67防护等级确保在高压水雾环境下稳定工作

· STF系列正面超薄型光栅：防护测量单元区域，确保操作安全

电气连接层

· R4T-G5NB继电器模组：控制真空吸附系统、冷却水泵、主轴电机等大功率负载

· D1015C端子台：提供整洁可靠的接线方案，所有信号线、电源线有序连接

· X010/X041系列电缆线：高屏蔽性能线缆，确保信号传输不受电磁干扰

该项目的成功实施，是三铭电气深耕智能装备领域的又一重要里程碑。我们提供的不仅是单个产品，更是一套完整、可靠、高效的系统级解决方案，真正做到了为客户赋能，为半导体关键设备的国产化替代与智能化升级提供了坚实保障。

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