반도체 생산에서 진동 제어를 위한 전자기 에어 스프링

Abstract

정밀 방진에서 전형적인 문제로 고하중으로 인한 저주파 공진 특성이 있다. 전자기 에어 스프징은 진동 제어 장치이자 능동형 방진 장치이다. 이 연구에서 전자기 에어 스프링은 반도체 생산을 위한 저주파 공진을 제거하는 것을 목적으로 한다. 능동형 방진 장치로 기계 및 전가 부분은 2.5톤의 하 중에 작동되도록 설계하였다. 전자기 스프링은 탄성 공압 챔버 내에 공기압을 이용하여 띄우고, 전자기 된 시스템에 의하면 공진 주파수 영역에서 제어 시간 및 최고 피크가 상당히 줄어들었고, 그 결과 피동형 시스템 상의 고유 진동에 의해 발생되는 공진을 피할 수 있음을 보였다. One of the typical problems in the precise vibration is resonance characteristics at low frequency disturbance due to a heavy mass. An electro-magnetic(EM) air spring is a kind of vibration control unit and active isolator. The EM air spring in this study aims at removing the low frequency resonance for semiconductor manufacturing. The mechanical and electronic parts in the active isolator are designed to operate under a weight of 2.5 tons. The EM spring is floated using air pressure in a pneumatic elastic chamber and actuated by EM levitation force. The actuator consists of a EM coil and a permanent magnetic plate which are installed inside of the chamber. An air mount was constructed for the experiment with a stone surface plate, 4 active air springs, 4 gap sensors, a DSP controller, and a multi-channel power amp. A PD control method and operating logic was applied to the DSP. Simulation using 1/4 model was carried out and compared with the experiments. The time duration and maximum peak at resonance frequency can be reduced sharply by the proposed system. The results show that the active system can avoid the resonance caused by the natural frequency of the passive system.