Pick-and-Place-System Fast4PnP für hochdynamische, hochpräzise Reinraum-Anwendungen
Für die innovative Systemarchitektur des Ultrapräzisionssystems Fast 4PnP erhielt JAT den silbernen igus vector award
Kombination aus Carbonleichtbau, reibungsfreien Luftlagern und partikelfreier Energieführung
Das Pick-and-Place-System Fast 4PnP von Jenaer Antriebstechnik wurde für Anwendungen entwickelt, bei denen höchste Präzision, maximale Dynamik und Reinraumtauglichkeit gleichzeitig gefordert sind. Durch die Kombination aus Carbonleichtbau, reibungsfreien Luftlagern und partikelfreier Energieführung erreicht das System Beschleunigungen bis 100 m/s² bei einer Wiederholgenauigkeit von unter 100 Nanometern.
Damit eignet sich Ultrapräzisionssystem Fast 4PnP insbesondere für die Halbleiterfertigung, insbesondere für direktbelichtende Verfahren (Step & Scribe), Chip-Handling sowie hochpräzise Laserbearbeitungsprozesse.
Präzision und Dynamik für die nächste Generation der Mikroelektronik
Die Anforderungen in der Halbleiter- und Elektronikfertigung steigen kontinuierlich. Bauteile werden kleiner, Strukturgrößen feiner und Prozessfenster enger. Gleichzeitig müssen Hersteller ihre Produktionsgeschwindigkeit erhöhen, um wirtschaftlich zu bleiben.
Genau hier stoßen konventionelle Pick-and-Place-Systeme zunehmend an ihre Grenzen.
Viele bestehende Lösungen müssen sich zwischen hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision entscheiden. Wird die Dynamik erhöht, leiden häufig Positioniergenauigkeit, Prozessstabilität oder Bauteilschutz. Wird dagegen auf maximale Präzision optimiert, sinken Taktzahlen und Produktivität.
Hinzu kommen weitere Herausforderungen:
mechanischer Verschleiß durch klassische Führungen,
Partikelbildung in Reinraumumgebungen,
thermische Einflüsse auf sensible Prozesse,
sowie steigende Energiekosten bei hochdynamischen Bewegungen.
Mit dem Sub-Mikrometer-System Fast 4PnP adressiert Jenaer Antriebstechnik genau diese Anforderungen. Das System verbindet Nanometerpräzision mit hoher Beschleunigung und ermöglicht damit stabile Hochgeschwindigkeitsprozesse selbst bei empfindlichsten Bauteilen.
Hochdynamisches Pick-and-Place-System mit Luftlagern
Beschleunigungen bis 100 m/s²
Das Ultrapräzisionssystem Fast 4PnP wurde konsequent auf Dynamik optimiert. Die Kombination aus hochsteifer Carbonstruktur und geringem bewegtem Gewicht ermöglicht extrem schnelle Punkt-zu-Punkt-Bewegungen mit Beschleunigungen von bis zu 100 m/s².
Dadurch lassen sich Taktzeiten deutlich reduzieren und Produktionskapazitäten steigern – ein entscheidender Vorteil in hochautomatisierten Fertigungsumgebungen.
Wiederholgenauigkeit unter 100 Nanometern
Gerade beim Handling moderner Halbleiterbauelemente entscheidet die Positioniergenauigkeit über Prozessqualität und Ausschussquote.
Das Ultrapräzisionssystem Fast 4PnP erreicht eine Wiederholgenauigkeit von unter 100 Nanometern und erfüllt damit die Anforderungen hochpräziser Chip- und Photonikprozesse. Selbst kleinste Bauteile können reproduzierbar und prozesssicher positioniert werden.
Reibungsfrei
Reibungsfreie Luftlagertechnologie
Im Gegensatz zu konventionellen mechanischen Führungen arbeitet das System mit kontaktfreien Luftlagern. Dadurch entstehen praktisch kaum Reibung und kein mechanischer Verschleiß.
Das bietet mehrere Vorteile:
konstant hohe Präzision,
minimierter Wartungsaufwand,
lange Lebensdauer,
vibrationsarme Bewegungen,
und eine deutlich reduzierte Partikelentstehung.
Insbesondere in Reinraumumgebungen ist die kontaktfreie Lagerung ein entscheidender Faktor für stabile Prozesse.
Reinraumgerecht
Reinraumgerechte Energieführung mit signifikant reduzierter Partikelemission
Klassische Energieketten erzeugen durch mechanische Gelenke Reibung und damit Partikel – ein kritischer Faktor in sensiblen Reinraumprozessen.
Beim Ultrapräzisionssystem Fast 4PnP wurde die Energieführung vollständig in das System integriert und ohne klassische Kettenglieder ausgeführt. Dadurch entstehen nahezu keine Partikelemissionen.
Das System eignet sich damit ideal für Reinraumanwendungen in:
der Halbleiterfertigung,
der Photonik,
der Medizintechnik,
sowie in laserbasierten Präzisionsprozessen.
Carbon-Leichtbau
Carbonleichtbau für maximale Dynamik
Hohe Beschleunigungen erfordern geringe bewegte Massen. Deshalb setzt die JAT - Jenaer Antriebstechnik beim Ultrapräzisionssystem Fast 4PnP auf hochfeste Carbonmaterialien.
Die leichte und gleichzeitig steife Konstruktion ermöglicht schnelle Bewegungsprofile ohne Einbußen bei Stabilität oder Präzision. Gleichzeitig sinken die benötigten Antriebskräfte und damit der Energieverbrauch.
Anwendungen in Halbleiter-, Laser- und Elektronikfertigung
Chip-Handling
Moderne Halbleiterchips werden immer kleiner und empfindlicher. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Positioniergenauigkeit und Prozessgeschwindigkeit.
Das Nanopositioniersystem Fast 4PnP ermöglicht das präzise Entnehmen, Platzieren und Positionieren empfindlicher Chips bei gleichzeitig hoher Prozessdynamik.
Bestückung von Leiterplatten
In der Elektronikfertigung müssen Bauteile mit höchster Wiederholgenauigkeit auf Leiterplatten positioniert werden.
Durch die Kombination aus Dynamik und Präzision eignet sich das System ideal für hochgenaue Bestückungsprozesse mit kurzen Zykluszeiten.
Laser-Dicing und hochpräzises Ausschneiden
Besonders bei laserbasierten Bearbeitungsprozessen spielt die Bewegungsdynamik eine entscheidende Rolle.
In engen Kurvenradien müssen viele Systeme ihre Geschwindigkeit reduzieren. Dadurch verändert sich die Energiedichte des Lasers und es kann zu thermischen Schäden oder verbrannten Materialkanten kommen.
Dank der hohen Beschleunigung kann das Sub-Mikrometer-System Fast 4PnP auch in komplexen Bahnverläufen mit konstant hoher Geschwindigkeit verfahren. Das verbessert die Bearbeitungsqualität und reduziert thermische Belastungen.
Photonik-Anwendungen
Auch in hochpräzisen Laser- und Photonikanwendungen profitieren Anwender von der vibrationsarmen und hochgenauen Bewegungstechnologie.
Die hohe Bahnpräzision ermöglicht exakte Bearbeitungsergebnisse selbst bei kleinsten Strukturen und empfindlichen Materialien.
Mehr Produktivität bei gleichzeitig hoher Energieeffizienz
In modernen Produktionsumgebungen zählen nicht nur Präzision und Geschwindigkeit, sondern auch Energieeffizienz und Betriebskosten.
Durch die geringe bewegte Masse und die optimierte Systemarchitektur kann das Nanopositioniersystem Fast 4PnP hohe Dynamik mit vergleichsweise geringem Energieeinsatz realisieren.
Wenn maximale Geschwindigkeit nicht erforderlich ist, lassen sich kleinere Motoren einsetzen und der Energieverbrauch zusätzlich reduzieren. Gleichzeitig minimiert die verschleißfreie Luftlagertechnologie Wartungsaufwand und Stillstandszeiten.
Das Ergebnis:
höhere Produktivität,
geringere Betriebskosten,
reduzierte Ausschussquoten,
und eine höhere Prozessstabilität.
Ausgezeichnet mit dem silbernen vector award
Für seine innovative Systemarchitektur wurde Fast 4PnP mit dem silbernen vector award von igus ausgezeichnet.
Besonders hervorgehoben wurden:
die integrierte partikelreduzierende Energieführung und hohe Reinraumtauglichkeit,
die Kombination aus Präzision und Dynamik,
sowie der innovative Einsatz von Luftlager- und Carbontechnologie.
Mit dem Pick- and Place-System Fast 4PnP zeigt die Jenaer Antriebstechnik, wie moderne Präzisionsautomation den steigenden Anforderungen der Mikroelektronik und Photonik gerecht werden kann.
Die JAT positioniert sich mit dem Sub-Mikrometer-System Fast 4PnP in einem technologisch anspruchsvollen Marktsegment und adressiert hochspezialisierte Hersteller für Halbleiter-, Photonik- und Ultrapräzisionsanwendungen.
Autor
Jeannette Reinhardt
Marketing Referentin - JAT