半导体制造过程依赖高精度、高稳定性的设备集群，机台的持续稳定运行直接决定了晶圆生产的良率、效率及成本控制。

无论是前端的光刻、蚀刻、薄膜沉积设备，还是后端的封装测试设备，其核心控制系统、动力单元、工艺执行模块均对供电系统有着严苛要求——不仅需要满足额定电压、频率的精准输出，还需具备抗干扰、冗余备份等特性。

机台突然无法上电或运行中异常掉电，可能导致在制品晶圆报废、设备核心部件（如光刻镜头、真空腔体）损坏、生产计划中断等严重后果，造成数十万元甚至数百万元的经济损失。

一、厂务供电系统故障：外部能源输入异常

厂务供电是半导体机台运行的“能量源头”，半导体工厂通常采用“市电+UPS（不间断电源）+备用发电机”的三级供电架构，确保供电连续性与稳定性。

但在实际运行中，厂务供电系统的任何环节出现问题，都会直接导致机台无法上电或掉电。

（一）核心故障原因

1. 市电中断或电压异常：市政电网检修、线路故障、极端天气（台风、暴雨、雷电）等导致市电中断；电网负载波动、变压器故障等造成电压超出额定范围（半导体机台额定电压通常为三相380V±10%，单相220V±5%），或出现电压骤升/骤降。

2. 供电缺相：三相供电系统中某一相线路断开（如电缆接头松动、断路器单相跳闸），导致机台三相异步电机、电源模组等核心部件因缺相运行过载保护跳闸，或无法启动。

3. 相序错误：三相供电的A、B、C相序颠倒，半导体机台的相序检测保护装置会触发报警，锁定电源输入，禁止机台上电（相序错误可能导致电机反转，损坏真空泵、传输机械臂等设备）。

4. 接地系统故障：厂务接地网腐蚀、接地极松动，导致接地电阻超标（半导体工厂要求保护接地电阻≤4Ω，信号接地电阻≤1Ω），机台外壳漏电、供电系统零序保护触发，或因电位差导致控制信号紊乱，间接引发掉电。

5. 谐波干扰：工厂内其他大功率设备（如空压机、冷水机）运行产生的谐波注入电网，导致供电电压波形畸变，机台电源模组的谐波抑制电路过载，触发过流保护跳闸。

6. UPS系统故障：UPS作为市电与机台之间的“缓冲屏障”，其电池老化、逆变器故障、整流模块损坏、旁路开关异常等，会导致UPS无法输出稳定电压，或在市电中断后无法切换备用电源，造成机台掉电。

7. 备用发电机未启动：市电长期中断时，发电机因燃油不足、启动电池亏电、控制模块故障等未按预设逻辑启动，UPS电池耗尽后机台失电。

8. 供电线路故障：厂务到机台的供电电缆（通常为YJV系列铜芯电缆）因老化、磨损、鼠咬导致绝缘层破损；电缆接头松动、氧化，接触电阻增大，发热过载；桥架内电缆受压、扭曲导致线路断路。

（二）故障表现

• 机台主电源开关闭合后无任何反应，控制面板无供电指示灯亮起；

• 机台启动过程中突然跳闸，显示屏提示“供电电压异常”“缺相报警”“相序错误”；

• 多台机台同时出现无法上电或掉电（排除单台设备问题，指向厂务供电共性故障）；

• UPS发出告警声，显示屏显示“电池故障”“逆变器过载”“旁路模式异常”；

• 机台运行中无规律掉电，伴随厂房内灯光闪烁、其他设备异常停机。

（三）科学排查流程

1. 初步判断：范围定位

◦ 观察同区域其他机台是否正常供电：若多台机台同时故障，直接锁定厂务供电问题；若仅单台机台故障，优先排查机台内部与专属供电线路。

◦ 查看厂务供电监控系统（SCADA）：调取市电电压、电流、相序、谐波含量等数据，确认是否存在市电中断、电压超标、缺相等异常。

2. 现场测量：精准验证

◦ 电压与相序检测：使用万用表（交流档）测量厂务供电接口（机台输入端前级配电箱）的三相电压（UAB、UBC、UCA）与单相电压（UA0、UB0、UC0），确认是否在额定范围内；使用相序表检测三相相序，判断是否存在相序颠倒。

◦ 接地电阻测量：使用接地电阻测试仪（如接地摇表）测量厂务接地排与机台接地端子的接地电阻，确认是否符合行业标准。

◦ 谐波检测：使用示波器或电能质量分析仪，测量供电电压的谐波畸变率（THD），半导体工厂要求THD≤5%，超出则说明存在严重谐波干扰。

◦ 线路外观检查：查看厂务供电电缆是否有破损、发热、异味；

打开配电箱，检查断路器、接线端子是否有氧化、松动、烧蚀痕迹（重点观察铜排连接处、电缆压接头）。

3. UPS与发电机排查

◦ 检查UPS状态：查看UPS显示屏的运行模式（正常模式、旁路模式、电池模式）、电池电压、负载率，查阅故障日志（如“逆变器故障”“电池过放”）；手动切换UPS旁路模式，测试市电直接供电是否正常。

◦ 发电机测试：若市电中断，检查发电机燃油液位、启动电池电压，手动触发发电机启动，观察是否能正常输出电压，以及UPS是否能自动切换至发电机供电。

（四）解决方案与预防措施

1. 故障处理

◦ 市电中断/电压异常：立即联系厂务供电部门，确认故障范围与修复时间；若为短期中断，依赖UPS供电完成机台紧急停机流程；若为长期中断，启动备用发电机。

◦ 缺相/相序错误：排查厂务配电箱内断路器、电缆接头，修复松动或断开的线路；调整相序接线（需由持证电工操作，确保接线正确后重新检测）。

◦ 接地故障：开挖检查接地网腐蚀情况，更换损坏的接地极与接地电缆；重新紧固接地端子，涂抹导电膏减少接触电阻；复测接地电阻直至达标。

◦ 谐波干扰：在大功率设备输入端安装谐波滤波器；调整工厂设备运行时序，避免多台大功率设备同时启动；优化UPS滤波参数。

◦ 线路故障：更换破损的供电电缆；重新压接松动的接头，清除端子氧化层，采用镀锡或镀金端子提升接触稳定性。

2. 预防措施

◦ 定期巡检：每周检查厂务供电配电箱、电缆桥架，每月测量接地电阻、三相电压与相序，每季度检测UPS电池容量与发电机启动性能。

◦ 冗余设计：关键生产区域的供电线路采用双回路设计；UPS电池组按“N+1”冗余配置，定期更换老化电池（通常使用寿命3-5年）。

◦ 监测预警：在厂务供电系统安装电能质量在线监测仪，实时监控电压、电流、谐波、相序等参数，设置异常阈值报警（如电压超出±10%时自动推送短信通知）。

二、EMO及安全回路故障：紧急保护机制触发

EMO（Emergency Stop，紧急停止）是半导体机台的核心安全保护装置，其设计遵循“安全回路优先”原则——EMO回路为常闭设计，当触发紧急停止或安全传感器报警时，回路断开，直接切断机台主电源与控制电源，确保人员与设备安全。

除EMO按钮外，机台的烟雾传感器、漏水传感器等安全传感器均接入安全回路，其异常触发或回路故障是导致机台无法上电/掉电的常见原因。

（一）核心故障原因

1. EMO按钮触发未复位：操作人员误按EMO按钮（机台操作台、腔体门、设备侧面通常设有多个EMO按钮），或按钮按下后未完全弹起，导致安全回路持续断开。

2. EMO按钮本身故障：EMO按钮长期使用后，内部机械结构磨损、触点氧化或粘连，导致按钮无法正常弹起（常闭触点无法闭合），或触点接触不良（回路时断时续）。

3. 安全回路断线或短路：EMO回路的接线端子松动、氧化，电缆因设备移动、振动导致内部断线；回路电缆绝缘层破损，相线与零线/地线短路，触发短路保护。

4. 安全传感器异常触发：

◦ 烟雾传感器：机台内部电气柜散热不良、元件过热产生少量烟雾，或传感器灵敏度调度过高，导致误触发；传感器积尘、老化导致故障触发。

◦ 漏水传感器：机台冷却水管路、真空泵密封圈老化泄漏，或纯水/冷却水托盘积水；传感器探头腐蚀、接线松动导致误报警。

◦ 温度传感器：机台电源模组、腔体加热器温度过高（超出设定阈值，通常为60-85℃），或传感器故障导致温度信号失真，触发过热保护。

◦ 压力传感器：真空系统、压缩空气管路压力异常（过高或过低），或传感器校准失效，导致安全回路触发。

5. 安全继电器故障：EMO回路通过安全继电器控制电源输出，继电器线圈烧毁、触点粘连或接触不良，导致回路无法正常导通，机台无法上电。

（二）故障表现

• 机台主电源开关闭合后，控制面板无响应，安全指示灯（通常为红色）常亮；

• 机台启动后立即掉电，显示屏提示“EMO Triggered”“Smoke Alarm”“Water Leak”等报警信息；

• 无明显报警提示，但机台无法启动，测量主电源输入端有电压，输出端无电压（指向安全回路断开）；

• 机台运行中无规律掉电，伴随安全传感器指示灯异常闪烁。

（三）科学排查流程

1. EMO按钮排查

◦ 外观检查：逐一检查机台所有EMO按钮（包括操作台、腔体门、设备侧面），确认是否处于按下状态（正常状态为弹出，按下时按钮顶部红色标识露出）；手动按压后重新弹起，测试是否能复位。

◦ 回路通断检测：关闭机台主电源，断开EMO回路接线端子，使用万用表电阻档（蜂鸣档）测量EMO按钮两端接线，按下按钮时电阻应无穷大（回路断开），弹起时电阻应接近0Ω（回路导通）；若弹起时电阻过大或无穷大，说明按钮故障或未完全复位。

2. 安全回路整体检测

◦ 回路电阻测量：关闭主电源，将万用表调至电阻档，测量安全回路两端（通常在机台主控柜的安全继电器输入端）的电阻值，正常情况下应接近0Ω（常闭回路导通）；若电阻无穷大，说明回路存在断线；若电阻不稳定，说明存在接触不良或短路点。

◦ 分段排查法：将安全回路按传感器、接线端子、安全继电器分为多个区段，逐一断开区段接线，测量各区段电阻，定位断线或短路的具体区段（如断开烟雾传感器后回路导通，说明烟雾传感器故障）。

3. 安全传感器排查

◦ 查看报警日志：通过机台HMI（人机界面）调取故障日志，确认是否有“Smoke Alarm”“Water Leak”“Over Temperature”等报警，直接定位触发的传感器。

◦ 传感器实测：

◦ 烟雾传感器：拆除传感器探头，清理积尘，使用烟雾测试剂模拟烟雾触发，观察是否能正常报警与复位；若传感器老化（使用年限通常为2-3年），直接更换。

◦ 漏水传感器：检查机台冷却水管路、真空泵、纯水托盘是否有积水，清理积水后复位传感器；测量传感器探头电阻，正常情况下干燥时电阻无穷大，沾水后电阻变小，若电阻始终无穷大或为0Ω，说明传感器故障。

◦ 温度/压力传感器：使用手持测温仪、压力表核对传感器显示值，若偏差超出±2%，说明传感器校准失效，重新校准或更换；检查传感器接线是否松动，屏蔽层是否接地良好。

4. 安全继电器排查

◦ 外观检查：打开主控柜，观察安全继电器是否有发热、烧蚀痕迹，指示灯是否正常（通电后常亮，触发后熄灭）。

◦ 通断测试：给安全继电器线圈通入额定电压（通常为DC24V），使用万用表测量继电器输出触点的通断状态，通电时触点应导通（电阻接近0Ω），断电时断开（电阻无穷大）；若触点粘连或无法导通，说明继电器故障，需更换同型号安全继电器（需选择符合IEC 61508标准的安全等级产品）。

（四）解决方案与预防措施

1. 故障处理

◦ EMO按钮未复位/故障：手动复位所有EMO按钮，确保完全弹起；更换故障按钮（选择带机械自锁功能的EMO按钮，确保按下后需旋转复位）。

◦ 回路断线/短路：修复松动的接线端子，更换破损的电缆；清除端子氧化层，采用压接端子提升接触稳定性；排查短路点（重点检查电缆弯曲处、接线盒内），修复绝缘层破损部位。

◦ 传感器误触发/故障：清理传感器积尘、积水，重新校准传感器阈值（如调整烟雾传感器灵敏度）；更换老化或故障的传感器，确保传感器型号与机台兼容。

◦ 安全继电器故障：更换同规格、同安全等级的继电器，更换后测试安全回路通断状态，确保触发EMO后能立即切断电源。

2. 预防措施

◦ 定期测试：每月按压EMO按钮测试安全回路有效性，复位后确认机台能正常启动；每季度清洁安全传感器探头，校准温度、压力传感器。

◦ 维护记录：建立EMO按钮、安全传感器、安全继电器的维护台账，记录安装时间、更换周期、故障情况，按使用寿命提前更换易损件。

◦ 培训规范：对操作人员进行培训，明确EMO按钮的使用场景（仅紧急情况使用），避免误按；维修人员在检修后需确认所有安全回路部件复位。

三、机台电源模组故障：内部能量分配异常

半导体机台的电源模组是“内部能量分配中心”，核心包括ACPDU（交流配电单元）、DC/DC电源模块、辅助电源等，负责将厂务输入的交流电转换为机台各部件所需的电压（如DC24V、DC12V、DC5V），并提供过载、短路、过压保护。ACPDU作为前端配电单元，直接承接厂务供电，分配至机台主控系统、动力单元、工艺模块，其故障会直接导致机台无法上电或掉电。

（一）核心故障原因

1. ACPDU内部保护装置触发：ACPDU内置断路器、熔断器（保险丝），当机台内部负载过载（如某一模块电流超出额定值）、短路时，断路器跳闸或熔断器熔断，切断供电。

2. ACPDU内部部件损坏：

◦ 接触器故障：ACPDU内的主接触器线圈烧毁、触点氧化或粘连，导致主电源无法导通，或导通后因触点发热触发过载保护。

◦ 接线端子松动：ACPDU内部铜排、电缆接线端子因振动、热胀冷缩导致松动，接触电阻增大，发热烧毁，造成供电中断。

◦ 电压检测模块故障：ACPDU内置的电压检测电路（如电压互感器、采样电阻）损坏，导致误判供电异常，触发保护机制。

3. DC/DC电源模块故障：机台控制系统、传感器、伺服电机等需直流供电，DC/DC电源模块将ACPDU输出的交流电转换为直流电，其故障包括：

◦ 输入/输出电容击穿：长期高温运行导致电容老化，出现鼓包、漏液，造成电源模块短路或无输出。

◦ 开关管损坏：电源模块内部的MOS管、IGBT管因过压、过流烧毁，导致模块无法正常转换电压。

◦ 散热风扇故障：电源模块散热风扇停转，导致模块内部温度过高，触发过热保护跳闸。

4. 辅助电源故障：机台的PLC、HMI、继电器等部件依赖辅助电源（通常为DC24V）供电，辅助电源损坏会导致控制信号无法传输，机台无法启动或运行中掉电。

（二）故障表现

• 机台主电源开关闭合后，ACPDU指示灯不亮，主控柜无供电；

• 机台启动后，某一模块（如传输机械臂、真空系统）无响应，伴随ACPDU内断路器跳闸；

• 机台运行中突然掉电，ACPDU内熔断器熔断（可观察到熔断器玻璃管内金属丝断开）；

• 控制面板显示“Power Module Fault”“DC24V Low”等报警，或HMI黑屏、PLC无法通讯。

（三）科学排查流程

1. ACPDU外观与状态检查

◦ 打开机台主控柜，观察ACPDU是否有发热、异味、烧蚀痕迹（重点查看断路器、接触器、铜排连接处）；

◦ 检查ACPDU内的断路器是否处于跳闸状态（跳闸时手柄位于中间位置），熔断器是否熔断（玻璃封装型可直接观察，陶瓷封装型需用万用表测量通断）。

2. 电压与电阻测量

◦ 输入电压检测：闭合厂务供电开关，使用万用表测量ACPDU输入端电压，确认是否为额定电压（三相380V或单相220V），排除外部供电问题。

◦ 输出电压检测：闭合ACPDU主开关，测量各输出端子的电压（如供给DC/DC电源模块的AC380V、供给辅助设备的AC220V），若某一路无输出，检查对应断路器或熔断器是否正常。

◦ 接触器通断检测：给接触器线圈通入额定电压（通常为DC24V），使用万用表测量接触器主触点的通断状态，若线圈通电后触点仍未导通，说明接触器故障。

◦ 接线端子检查：使用螺丝刀轻轻紧固ACPDU内所有接线端子（避免用力过猛导致端子损坏），观察端子是否有氧化、发黑痕迹，若有则用砂纸打磨或更换端子。

3. DC/DC电源模块与辅助电源排查

◦ 输出电压测量：使用万用表测量DC/DC电源模块的输出电压（如DC24V、DC12V），若输出电压为0或超出额定范围（±5%），说明模块故障。

◦ 散热检查：观察电源模块的散热风扇是否转动，若不转动，检查风扇电源是否正常，风扇是否堵塞（清理灰尘），必要时更换风扇。

◦ 负载测试：断开电源模块的负载（需记录接线位置），单独给模块供电，测量输出电压是否正常；若正常，说明负载端存在短路或过载，需进一步排查负载模块；若仍异常，直接更换电源模块。

◦ 辅助电源检测：测量辅助电源输出的DC24V电压，检查PLC、HMI的电源输入端是否有电压，若无电压，排查辅助电源的熔断器与内部电路。

（四）解决方案与预防措施

1. 故障处理

◦ 断路器跳闸/熔断器熔断：先排查对应负载是否存在短路或过载（断开负载后复位断路器，观察是否再次跳闸）；若负载正常，更换同规格熔断器（需匹配额定电流，不可用大容量熔断器替代），复位断路器。

◦ 接触器/接线端子故障：更换故障接触器（选择与原型号一致的产品，确保线圈电压、触点电流匹配）；更换氧化严重的端子，紧固松动的接线，涂抹抗氧化剂。

◦ DC/DC电源模块故障：更换同型号电源模块，更换前需确认输入电压、输出电压、额定功率与原模块一致；更换后测试输出电压稳定性，确保符合机台要求。

◦ 散热风扇故障：清理风扇灰尘或更换风扇，确保电源模块散热良好；若电源模块内部温度过高，可临时增加散热片或散热风扇，避免模块再次损坏。

2. 预防措施

◦ 定期巡检：每月检查ACPDU内断路器、熔断器状态，紧固接线端子；每季度测量DC/DC电源模块输出电压，清理电源模块与散热风扇的灰尘。

◦ 负载监控：在ACPDU关键输出回路安装电流传感器，实时监控负载电流，设置过载报警阈值，提前预警潜在故障。

◦ 环境控制：确保机台主控柜通风良好，避免温度过高（主控柜内温度应控制在5-40℃）；在高温环境下，可安装柜内空调或散热风扇，提升电源模组使用寿命。

四、机台短路或漏电故障：内部电路异常导通

半导体机台内部电路复杂，包含大量高电压、大电流的动力回路与精密的控制回路，若电路绝缘破损、接线错误或部件老化，会导致短路或漏电，触发机台的过流保护、漏电保护装置，导致无法上电或掉电。

（一）核心故障原因

1. 短路故障

◦ 动力回路短路：机台的电机（真空泵、传输机械臂电机）、加热器、电磁阀等动力部件内部线圈短路；动力电缆绝缘层破损，相线与相线、相线与零线直接导通。

◦ 控制回路短路：PLC输入/输出模块、继电器、传感器的接线电缆绝缘层破损，导致控制信号线路短路；PCB板故障（如电容击穿、芯片烧毁、线路腐蚀），造成控制回路短路。

◦ 接线错误：维修或更换部件时，接线错误（如将相线接至零线端子、动力线与控制线混接），导致短路。

2. 漏电故障

◦ 绝缘破损漏电：电缆绝缘层老化、磨损，或因高温、化学腐蚀（半导体工厂的光刻胶、清洗剂等化学物质）导致绝缘层破损，相线与机台外壳导通，产生漏电电流。

◦ 部件老化漏电：电机、变压器、电源模块等部件内部绝缘材料老化，导致绕组与外壳之间漏电。

◦ 接地不良漏电：机台接地端子松动、接地电阻超标，漏电电流无法及时导入大地，触发漏电保护装置。

（二）故障表现

• 机台闭合主电源开关后，立即跳闸，伴随火花、异味（短路故障）；

• 机台运行中突然掉电，漏电保护器（RCD）跳闸，复位后再次上电仍跳闸；

• 触摸机台外壳时有触电感觉（漏电故障），万用表测量机台外壳与大地之间有电压（正常应接近0V）；

• 某一模块（如加热器、电机）启动后，机台立即掉电，指向该模块短路。

（三）科学排查流程

1. 短路故障排查（遵循“断电排查、分段定位”原则）

◦ 断电准备：关闭机台主电源与厂务供电开关，等待电容放电完成（通常5-10分钟），避免触电风险。

◦ 分段断电法：将机台内部负载按动力回路（电机、加热器）、控制回路（PLC、传感器）、工艺模块（腔体、射频电源）分为多个区段，逐一断开区段电源，闭合主电源开关，观察是否跳闸——若断开某区段后不再跳闸，说明短路点在该区段内。

◦ 电阻测量：对故障区段的线路与部件进行电阻测量，使用万用表电阻档（蜂鸣档）测量相线与零线、相线与相线之间的电阻，正常情况下电阻应无穷大；若电阻接近0Ω，说明存在短路。

◦ 部件排查：

◦ 动力部件：断开电机、加热器、电磁阀的接线，测量其线圈电阻，若电阻为0Ω或远小于额定值，说明部件内部短路，需更换。

◦ 控制回路：断开PLC、继电器、传感器的接线，测量控制线路的电阻，排查是否存在线路短路；检查PCB板是否有电容鼓包、芯片烧毁、线路发黑等痕迹，必要时更换PCB板。

◦ 电缆排查：检查故障区段的电缆是否有绝缘层破损、压扁、进水痕迹，更换破损电缆。

2. 漏电故障排查

◦ 漏电保护器测试：按下漏电保护器的试验按钮，若保护器跳闸，说明漏电保护器正常；若不跳闸，说明保护器故障，需更换。

◦ 漏电电流测量：使用钳形漏电电流表，在机台主电源输入端测量漏电电流，正常情况下漏电电流应≤30mA（半导体机台要求）；若超出阈值，说明存在漏电。

◦ 分段排查：采用“逐段合闸法”，逐一闭合各负载回路，同时观察漏电电流表读数，当某一回路闭合后漏电电流骤升，说明漏电点在该回路。

◦ 绝缘电阻测量：使用兆欧表（摇表）测量故障回路的绝缘电阻，动力回路绝缘电阻应≥1MΩ，控制回路应≥2MΩ；若绝缘电阻低于标准，说明线路或部件绝缘破损。

◦ 接地检查：测量机台外壳与接地端子之间的电阻，若电阻过大（＞1Ω），说明接地不良，需紧固接地接线，修复接地系统。

（四）解决方案与预防措施

1. 故障处理

◦ 短路故障：更换短路的动力部件（电机、加热器）、PCB板、电缆；纠正错误接线（需对照机台电气图纸，确保接线正确）；更换损坏的断路器、熔断器（匹配额定电流）。

◦ 漏电故障：更换绝缘破损的电缆、部件；清理部件表面的化学腐蚀物，修复绝缘层；紧固接地端子，整改接地系统，确保接地电阻达标；更换故障的漏电保护器。

2. 预防措施

◦ 定期绝缘检测：每半年使用兆欧表测量机台动力回路与控制回路的绝缘电阻，记录数据，若绝缘电阻持续下降，提前更换相关线路或部件。

◦ 电缆防护：将机台内部电缆固定牢固，避免与尖锐部件、运动部件摩擦；在化学腐蚀环境下，使用耐化学腐蚀的电缆（如PTFE绝缘电缆）。

◦ 规范维修：维修人员需对照电气图纸进行接线，维修后进行通电测试，确保无短路、漏电后再正常运行；禁止使用不符合规格的电缆、部件。

◦ 环境防护：保持机台主控柜、电气柜干燥清洁，避免进水、积尘；在半导体工艺区域，安装防腐蚀通风装置，减少化学物质对电路的侵蚀。

五、机台启动回路故障：启动控制逻辑异常

机台启动回路是“启动指令的传输通道”，包含Start/Stop按钮、接触器、继电器、PLC控制模块、控制电源等，负责将操作人员的启动指令转化为实际的电源导通动作。启动回路故障会导致机台无法接收启动指令，或启动后立即中断，表现为无法上电或掉电。

（一）核心故障原因

1. Start/Stop按钮故障

◦ Start按钮（常开按钮）：触点氧化、接触不良，按下时无法导通，导致启动指令无法传输；按钮机械结构损坏，无法正常按下或弹起。

◦ Stop按钮（常闭按钮）：触点粘连、无法断开，导致启动回路始终处于断开状态，机台无法启动；按钮未完全复位，常闭触点未闭合。

2. 控制电源故障：启动回路的接触器、继电器线圈依赖控制电源（通常为DC24V）供电，若控制电源（辅助电源）损坏、熔断器熔断，线圈无法得电，启动回路无法导通。

3. 接触器/继电器故障：启动回路中的中间继电器、接触器线圈烧毁，或触点粘连、接触不良，导致启动指令无法传递至主电源回路；继电器触点氧化，导致回路时断时续，机台启动后掉电。

4. PLC控制模块故障：PLC作为启动回路的核心控制单元，其输入模块（接收Start/Stop按钮信号）、输出模块（控制接触器线圈通电）故障，或PLC程序出错、死机，导致无法输出启动控制信号。

5. 启动回路接线松动或断线：启动回路的接线端子因振动、热胀冷缩导致松动，或电缆断线，导致启动信号无法传输。

（二）故障表现

• 按下Start按钮后，机台无任何响应，接触器不吸合，主控柜内无继电器动作声音；

• 按下Start按钮后，接触器吸合瞬间立即断开，机台无法维持供电；

• Stop按钮按下后无法复位，机台无法启动；

• PLC无电源指示灯，或HMI显示“PLC Communication Error”，机台无法接收启动指令。

（三）科学排查流程

1. 启动按钮与Stop按钮排查

◦ 外观检查：观察Start/Stop按钮是否有破损、卡滞，手动按下并复位，感受机械反馈是否正常。

◦ 通断测试：关闭主电源，使用万用表电阻档测量按钮触点通断状态——Start按钮按下时电阻接近0Ω，弹起时无穷大；Stop按钮弹起时电阻接近0Ω，按下时无穷大；若状态相反或电阻不稳定，说明按钮故障。

2. 控制电源排查

◦ 电压测量：使用万用表测量控制电源（辅助电源）的输出电压（通常为DC24V），若电压为0，检查控制电源的熔断器是否熔断，电源模块是否有发热、烧蚀痕迹。

◦ 负载测试：断开控制电源的负载，单独给电源模块供电，测量输出电压是否正常；若正常，说明负载端存在短路，需进一步排查接触器、继电器线圈。

3. 接触器/继电器排查

◦ 线圈电压测量：按下Start按钮时，使用万用表测量接触器、中间继电器的线圈电压，若电压为额定值（如DC24V）但接触器不吸合，说明线圈烧毁；若电压为0，说明启动信号未传递至线圈。

◦ 触点通断测试：给接触器、继电器线圈通入额定电压，测量其触点通断状态，若线圈通电后触点仍未导通，或触点电阻过大，说明触点故障，需更换。

◦ 外观检查：观察接触器、继电器是否有发热、烧蚀痕迹，线圈是否有异味。

4. PLC与接线排查

◦ PLC状态检查：观察PLC电源指示灯、运行指示灯是否正常（电源灯常亮，运行灯闪烁）；若电源灯不亮，检查PLC电源输入；若运行灯不闪烁，说明PLC死机或程序出错，可尝试重启PLC。

◦ 输入/输出信号测试：通过PLC HMI或编程软件，监控Start/Stop按钮的输入信号（按下时信号为“1”，弹起时为“0”），若输入信号无变化，说明输入模块或按钮故障；监控PLC输出信号（启动时输出“1”），若输出信号正常但接触器不吸合，说明输出模块或接触器故障。

◦ 接线检查：紧固启动回路的所有接线端子，检查电缆是否有断线、破损，重点排查PLC输入/输出模块的接线。

（四）解决方案与预防措施

1. 故障处理

◦ 按钮故障：更换Start/Stop按钮，确保按钮型号（常开/常闭、额定电压、电流）与原按钮一致。

◦ 控制电源故障：更换控制电源模块或熔断器，排查负载端短路问题（如接触器线圈短路），修复后再通电。

◦ 接触器/继电器故障：更换故障的接触器、继电器，更换前确认线圈电压、触点电流与原部件一致；清理触点氧化层（轻微氧化可使用砂纸打磨，严重则直接更换）。

◦ PLC故障：重启PLC，若仍无法正常运行，检查PLC程序是否出错（可恢复备份程序）；更换故障的输入/输出模块，若PLC主板故障，需联系设备厂家维修或更换。

◦ 接线故障：修复断线的电缆，紧固松动的接线端子，涂抹抗氧化剂提升接触稳定性。

2. 预防措施

◦ 定期测试：每月测试Start/Stop按钮、接触器、继电器的动作可靠性，记录测试结果。

◦ PLC维护：定期备份PLC程序，避免程序丢失；每季度清理PLC散热风扇灰尘，确保PLC运行稳定。

◦ 接线加固：对启动回路的关键接线端子（如PLC输入/输出端子、接触器线圈端子）采用防松螺母或压线端子，减少振动导致的松动。

六、补充故障原因：设备软件与环境因素

除上述五大核心方向外，半导体机台的软件故障、环境因素也可能导致无法上电或掉电，此类故障易被忽视，需结合设备特性与工厂环境综合排查。

（一）设备软件故障

1. 核心故障原因

◦ PLC程序异常：PLC程序因电磁干扰、电池老化（程序备份电池）导致丢失或出错；程序逻辑错误（如启动条件未满足），导致机台无法启动。

◦ HMI故障：HMI死机、操作系统崩溃，无法发出启动指令；HMI与PLC通讯中断，导致操作指令无法传递。

◦ 设备固件故障：机台核心控制器（如伺服控制器、射频电源控制器）的固件版本不兼容，或固件损坏，导致设备无法正常上电运行。

2. 故障表现

◦ HMI黑屏、卡顿，或提示“Communication Error”“Program Lost”；

◦ 机台满足启动条件（如门已关闭、EMO已复位），但HMI显示“Start Condition Not Met”；

◦ 机台启动后，核心控制器无响应，伴随报警提示“Firmware Error”。

3. 排查与解决方案

◦ PLC程序排查：重启PLC，恢复备份程序；检查PLC程序中的启动条件（如安全回路导通、门联锁信号正常），确保逻辑正确；更换PLC程序备份电池（通常使用寿命5-7年）。

◦ HMI排查：重启HMI，检查HMI与PLC的通讯线路（如以太网电缆、RS485电缆）；重新安装HMI操作系统或设备驱动程序。

◦ 固件排查：联系设备厂家，确认固件版本兼容性；重新刷写固件（需由专业技术人员操作，避免固件损坏）。

（二）环境因素影响

1. 核心故障原因

◦ 温度异常：半导体厂房温湿度控制要求严格（温度23±2℃，湿度45%-60%），若主控柜内温度过高（超过40℃），导致电源模组、PLC等部件过热保护跳闸；温度过低（低于5℃），导致电池性能下降、电缆绝缘变脆易破损。

◦ 湿度异常：湿度过高（超过60%），导致电路受潮、绝缘电阻下降，触发漏电保护；湿度过低（低于45%），产生静电，损坏PCB板、芯片。

◦ 粉尘污染：厂房内灰区粉尘（如晶圆线切割粉尘、空气中的颗粒物）进入主控柜，堆积在电路板、接线端子上，导致短路或接触不良。

2. 故障表现

◦ 机台在高温时段（如夏季）频繁掉电，降温后恢复正常；

◦ 潮湿天气后，机台无法上电，伴随漏电保护器跳闸；

◦ 主控柜内电路板有粉尘堆积，开机后跳闸或部件损坏。

3. 排查与解决方案

◦ 温湿度排查：使用温湿度计测量主控柜内与厂房环境的温湿度，若超出标准，检查厂房空调系统是否正常；在主控柜内安装散热风扇或空调，提升温湿度控制精度。

◦ 粉尘清理：关闭电源后，使用压缩空气（压力≤0.4MPa）清理主控柜内的粉尘，重点清理电路板、接线端子；在主控柜通风口安装防尘滤网，定期更换滤网。

七、故障排查总流程与预防体系

（一）故障排查总流程（遵循“先外部后内部、先简单后复杂”原则）

1. 故障初步定位（5分钟）

◦ 观察故障范围：单台机台故障→排查机台内部；多台机台故障→排查厂务供电。

◦ 查看报警信息：通过机台HMI、SCADA系统调取报警日志，初步定位故障类型（如供电异常、EMO触发、传感器报警）。

◦ 感官判断：检查机台是否有发热、异味、烟雾、积水，初步排除短路、漏水等显性故障。

2. 外部因素排查（15分钟）

◦ 厂务供电检查：测量机台输入端电压、相序，确认市电、UPS、发电机是否正常。

◦ EMO与安全传感器检查：复位EMO按钮，查看安全传感器状态，排除误触发。

3. 内部因素排查（30分钟）

◦ 电源模组检查：查看ACPDU断路器、熔断器状态，测量DC/DC电源模块输出电压。

◦ 启动回路检查：测试Start/Stop按钮、接触器、PLC信号，排查启动逻辑异常。

◦ 短路/漏电排查：采用分段断电法、电阻测量法，定位短路或漏电点。

4. 软件与环境排查（20分钟）

◦ 软件排查：重启PLC、HMI，恢复备份程序，检查固件状态。

◦ 环境排查：测量温湿度、清理粉尘，排除环境因素影响。

5. 故障修复与验证（30分钟）

◦ 更换故障部件：按规格更换按钮、传感器、电源模块、电缆等。

◦ 通电测试：逐步闭合电源，测试机台启动流程、运行状态，确认故障完全修复。

（二）预防体系建设

1. 定期维护计划

◦ 日常维护（每日）：检查EMO按钮状态、主控柜通风情况、机台接地连接。

◦ 每周维护：测量厂务供电电压、相序，清理传感器探头、散热风扇灰尘。

◦ 月度维护：测试安全回路、启动回路，紧固接线端子，测量绝缘电阻。

◦ 季度维护：校准传感器、检查UPS电池容量、备份PLC程序。

◦ 年度维护：更换老化部件（如按钮、熔断器、电池），全面检测供电系统、接地系统。

2. 培训与应急演练

◦ 技能培训：定期对设备工程师、运维人员进行故障排查培训，熟悉机台电气图纸、核心部件特性。

◦ 应急演练：每半年组织一次机台掉电应急演练，提升快速响应与故障处理能力。

3. 数据监控与预警

◦ 安装在线监测系统：实时监控机台供电电压、电流、温度、湿度、绝缘电阻等参数，设置异常阈值报警。

◦ 建立故障台账：记录每次故障的原因、排查过程、解决方案，分析故障规律，提前预防高频故障。


半导体机台无法上电或异常掉电的故障原因复杂，涉及厂务供电、设备内部硬件、软件系统、环境因素等多个维度，但其排查过程遵循“先定位范围、再精准检测、后修复验证”的科学逻辑。

设备工程师与运维人员需熟悉半导体设备的供电架构、安全回路设计、启动控制逻辑，掌握万用表、相序表、兆欧表等工具的使用方法，结合报警日志与实际测量数据，快速定位故障点。

来源：Semi Dance