靜電吸盤是什麼？本篇帶你一次看懂E-Chuck工作原理與應用！

在半導體製程、光電顯示製造、精密加工等高精密產業中，固定工件的方式會直接影響製程精準度與最終產品品質，而傳統機械固定方式雖然穩固，卻容易因為施力不均造成工件微變形或污染。近年來，隨著製程微縮、良率要求提升，靜電吸盤（Electrostatic Chuck，簡稱 E-Chuck 或 ESC）透過透過下電極和上電極的相互作用，產生靜電吸附所需要的電場，降低零件損傷，逐漸成為不可或缺的固定裝置。

靜電吸盤是什麼？深入解析ESC

靜電吸盤是一種利用「靜電力」將工件牢牢固定、吸附在表面的裝置，它的主要結構由吸附盤本體、內嵌電極結構、控制系統所組成，與傳統機械夾持的方式不同，E-Chuck可以透過在電極上施加電壓，產生靜電場，進而在吸附盤表面與工件之間形成一股強大的吸引力，達到固定工件的效果，這種非接觸式的吸附方式，不會對工件表面產生機械應力或損傷，適用於超薄晶圓與敏感材料加工，同時也能夠大幅減少工件在製程中被破壞，並避免被污染的可能。

下電極的角色為什麼至關重要？

在靜電吸盤的運作中，「下電極」扮演至關重要的核心角色，說是整個吸附系統的心臟也不為過。下電極能夠運用電源供應器提供的電位差，產生吸附在靜電吸盤的靜電力，確保工件在高速運轉或複雜的製程中能夠保持最佳的穩定性。除此之外，下電極也能夠有效控制熱傳導，透過調節內建的冷卻或加熱系統，精準調節控制裝置在製程各個階段的溫度，確保工件維持在最佳的溫度範圍。畢竟在許多高精密製程中，精確控制溫度也是決定產品良率與性能的關鍵之一。

〈延伸閱讀：溫控器故障怎麼辦？解析溫度控制器類型、應用與常見問題解法〉

E-chuck怎麼運作？帶你認識靜電吸盤的工作原理！

靜電吸盤的工作原理是基於「庫侖定律」，簡單來說，靜電吸盤上存在著正電極與負電極，依照此定律，帶有相同電荷的物體會相互排斥，帶有相反電荷的物體則會互相吸引。在IC晶片後續製程中，靜電吸盤能夠穩固吸附晶片以確保製程的精確性，而隨著自動化設備普及，也有廠商把它導入機械手臂中，藉此達到加速工廠自動化之效。

靜電吸盤的應用

近年來靜電吸盤憑藉其可靠、穩定的優勢，獲得產業製造商的青睞，尤其是在高度重視高精度的半導體製造、光電、精密加工、印刷電路板等產業中，均已獲得廣泛應用。

半導體製造

現代半導體製造仰賴E-chuck以靜電力固定矽晶圓及其他基板，相較於傳統的機械或真空吸附方式，更具優勢。靜電吸盤被廣泛應用於晶片製造的諸多重要步驟，例如：極紫外光（EUV）微影、電漿蝕刻、化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等。凡是需要高精度晶圓固定並嚴格控制污染的製程，都仰賴著靜電吸盤。

光電產業

在液晶顯示器（LCD）、有機發光二極體（OLED）面板以及太陽能電池的製造過程中，同樣需要對玻璃基板或其他薄膜材料進行高精度的固定。而ESC能夠避免傳統機械夾持可能造成的劃傷和污染，提高產品的生產品質。

精密加工

在航空、航太和汽車製造等領域的精密零件加工過程，包括高精度磨削、拋光、雷射切割等工序，E-chuck可以提供穩定的工件支撐，確保加工精度和表面品質。特別是在加工薄壁或易變形工件時，靜電吸盤的優勢會更加明顯。

印刷電路板（PCB）製造

作為所有電子產品不可或缺的基礎零件，印刷電路板又被視為「電子工業之母」。而在PCB製造的鑽孔、電鍍、測試等環節中，可以透過靜電吸盤，提供平整且穩定的吸附表面，提高產品整理生產效率和良率，確保PCB的精確性。

靜電吸盤的4大優勢

相較於傳統的機械夾持方式，ESC具有諸多顯著的優勢，不僅可以實現高精度固定工件，擁有高效節能的特性，且工件尺寸相容性高，還能減少晶片損傷及汙染。

高精度固定工件

靜電吸盤通過均勻的靜電力吸附工件，避免了局部應力集中，這可以實現對工件的高精度固定，並確保了在高速運動或複雜製程中，工件不會發生位移或變形，顯著提高加工或製造的精度和穩定性。

高效節能

一旦工件被吸附，E-chuck通常只需要維持較低的電壓即可保持吸附力，無需持續消耗大量能量。相較於需要持續氣壓或液壓的機械夾持系統，E-chuck具有更高的能源效率，有助於製造商降低生產成本。

工件尺寸相容性高

靜電吸盤的吸附力分佈均勻，這種特性帶來的優點是對工件的形狀和尺寸的限制較小，可以適用於各種不同尺寸和形狀的工件，包括薄型、脆性或不規則形狀的材料都可適用，具有較高的靈活性與應用彈性。

減少晶片損傷及汙染

在半導體製造等對潔淨度要求極高的產業中，靜電吸盤由於沒有機械接觸和摩擦，可以顯著減少對晶片的物理損傷和顆粒污染，這對於提升產品良率和降低廢品率至關重要，也是靜電吸盤的優勢之一。

最專業E-Chuck再生需求推薦亮雲科技

亮雲科技創立於2003年，公司的主要業務聚焦於面板與半導體兩大產業，提供客戶大型真空設備及其附屬零組件的組裝、調整、測試和維修等專業服務。2020年，亮雲科技成功獲台積電認證為合格供應商，證明我們在技術與品質上的領先地位。2022年，亮雲科技更取得「ISO14064-1」查證聲明書，全面性地鑑別溫室氣體衝擊，並報告減碳績效，能夠符合客戶們對綠色供應鏈的期待。選擇亮雲科技，不僅能獲得專業的E-Chuck再生服務，更能確保您的製程設備維持在最佳狀態，提升生產效率與產品品質。

〈延伸閱讀：ESG永續發展如何實踐？掌握企業永續發展關鍵技術＆指標實例〉

結論

靜電吸盤作為先進的工件固定技術，具備高精度、高效率、低能耗、高相容性，以及可減少損傷和污染等優勢，在半導體製造、光電產業、精密加工各個高精密產業領域，扮演著重要的角色。且隨著科技技術革新，未來靜電吸盤的應用前景勢必將更加廣闊。亮雲科技憑藉著專業的技術和卓越的服務，在E-Chuck再生領域樹立良好的口碑，是您最值得信賴的合作夥伴。如果想了解更多關於靜電吸盤的資訊或亮雲科技專業服務，您可以隨時與我們聯繫，獲得最新實用資訊。