晶圓搬運機器人動態模擬:提升系統效率與降低晶圓破損風險
晶圓搬運機器人在提升產能的同時,必須以更快的速度完成傳送任務,但速度提升也讓手臂結構與夾持器的振動隨之加劇,一旦振動幅度過大,便可能造成晶圓偏移、掉落甚至破裂,進而造成材料損失,並影響製程穩定性。然而,傳統機構分析若僅聚焦於單一元件,較難將機構運動、接觸行為與控制邏輯整合評估,難以完整反映系統在高速運動下的整體動態響應,往往要等到實機測試才發現問題,進而增加修改成本。
解決方案:晶圓搬運機器人動態模擬與多體動力學分析
要提升晶圓搬運機器人的運動穩定性與搬運效率,可透過動態模擬建立完整的機器人機構模型,透過瞬態動態分析捕捉運動過程中的複雜行為,並整合控制系統讓機構與控制邏輯同步運算,再以參數化方式微調結構設計與控制參數,最後透過位移、速度、加速度與振動等響應數據,量化評估搬運過程的穩定性。
- Ansys Motion:提供高效能的瞬態動態多體求解器,能在時域中快速求解大位移、接觸、摩擦等非線性行為,並支援與控制系統聯合模擬,讓機構與控制策略的交互影響在同一平台完整呈現。
- Ansys Mechanical:針對機構關鍵元件進行結構強度與應力評估,確認動態負載下的結構安全性,讓機構設計與動態分析結果能進一步整合。
晶圓搬運機器人機構與夾持器架構
Ansys Motion 瞬態多體動力學模擬
搬運過程之 X/Y 向位移響應曲線
透過整合機構動力學與控制系統的模擬方法,晶圓搬運機器人的設計得以在設計階段完成更多驗證與優化,不僅能在維持穩定性的前提下提升搬運效率,也能提前掌握振動風險,降低晶圓破損的可能性。同時,透過快速的時域分析減少反覆實體測試的需求,加速設計迭代,進一步提升整體設備的可靠度與開發效率。
資料參考:ANSYS 簡報內容
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