パッシブ除振とアクティブ除振の違い

はじめに

加工精度や検査精度の向上・設備停止リスク対策のために、振動対策を踏まえた設計を行うことは重要です。

半導体製造などに代表される精密な加工や検査・分析などの工程では、人が感じない僅かな振動でさえもその結果に大きく影響します。
そのため、半導体製造に使用される装置の多くには設置する床の振動許容基準が設けられており、基準を超える場合は、振動対策が必要です。
従来はコイルばねや空気ばねを用いた「パッシブ除振製品」で振動対策が一般的でした。
しかし、昨今の加工・検査・分析対象の高精度化、微細化に伴い、半導体製造装置にはより高度な振動基準が設けられるようになりました。
そのため、「アクティブ除振製品」による振動対策が求められるようになってきました。
一方で、全ての製品・装置に「アクティブ除振製品」による振動対策をすればよいというわけではありません。
ここでは、パッシブ除振とアクティブ除振の違いについて解説しています。

パッシブ除振製品例

アクティブ除振製品例

パッシブ除振とアクティブ除振

パッシブ除振とは

コイルばねや空気ばねによる荷重支持機構とダンパ材を組み合わせることで、装置を支持しつつ振動を効果的に低減する構造で、優れた除振性能を持った除振方法です。
ただしパッシブ型除振には必ず「共振域」が存在します。
この共振域では、振動が床の振動より大きくなり、除振効果が得られません。

アクティブ除振とは

電気制御により入ってきた振動と逆向きの力を加えることで振動を打ち消す除振方法です。
速度センサーや加速度センサーを設置し、センサの情報に基づいてアクチュエータ（加振機）を動作させて振動を小さくさせるため、パッシブ型除振で生じていた共振現象がなくなります。
このように、振動に対して受け身（パッシブ）ではなく、能動的に打ち消す動作を行う構造のため「アクティブ除振」と呼ばれています。

パッシブ除振とアクティブ除振の対比表

	パッシブ除振	アクティブ除振
振動への対応	ゴム・ばね・空気などの弾性体で振動を極力伝えない	センサで振動を検知し、アクチュエータで打ち消す
周波数帯	10Hz以上に有用なものが多い	1〜10Hzに非常に有用
共振現象の有無	固有振動数に伴い共振が発生する	発生しない
精度	設置条件によって変動	極めて高い（nm〜μmレベルで安定）
設置難度	低い（事前に設計したポイントに配置・取付するだけでOK）	高い（調整・設定のための専門スキルが必要）
コスト	中〜低	高め（据付まで対応を行うため）
採用イメージ	・半導体製造装置（例：前加工装置）・測定機器（例：画像測定機、三次元測定機）・生産設備、装置（例：食品加工機）・製品の内部機構（例：コンプレッサー）・搬送ライン、AGV など	・半導体製造装置（例：露光装置）・精密測定機器（例：電子顕微鏡、AFM）など