Bernoulli Ceramic End Effector — Non-Contact Wafer Handling para sa Manipis at Marupok na mga Wafer

Ang Bernoulli ceramic end effector ng St.Cera ay gumagamit ng aerodynamic lift upang hawakan ang mga wafer nang walang pisikal na kontak. Ginawa mula sa mataas na kadalisayan na 99.8% alumina (Al₂O₃) o silicon carbide (SiC), nagtatampok ito ng mga precision-machined nozzle na naglalabas ng pressurized gas upang lumikha ng manipis na air film sa pagitan ng end effector at ng wafer. Ang non-contact principle na ito ay nag-aalis ng kontaminasyon sa likuran, pagkapira-piraso ng gilid, at pinsala sa ibabaw, kaya mainam ito para sa manipis (≤100 μm), marupok, o baluktot na mga wafer. Ang ceramic substrate ay nagbibigay ng mataas na flexural strength (361 MPa para sa Al₂O₃; hanggang 550–600 MPa para sa SiC), mababang masa, at mahusay na dimensional stability, na tinitiyak ang paulit-ulit na pagpoposisyon sa mga high-speed wafer transfer robot.

Paalala sa mga Materyales:Ang Alumina (Al₂O₃) ang pinakamalawak na ginagamit na materyal para sa mga ceramic end effector sa paghawak ng semiconductor wafer dahil sa mahusay nitong kombinasyon ng katigasan, electrical insulation, chemical stability, at cost-effectiveness. Ang Silicon carbide (SiC) ay nag-aalok ng mas mataas na thermal conductivity, mas mataas na katigasan, at mas mahusay na wear resistance para sa mga pinakamahirap na aplikasyon. Bagama't ang yttria-stabilized zirconia (ZrO₂) ay nag-aalok ng mataas na fracture toughness sa temperatura ng silid, hindi ito gaanong karaniwang ginagamit sa aplikasyon na ito dahil sa mas mataas na density at iba't ibang thermal expansion characteristics nito; maaari itong isaalang-alang para sa mga partikular na sitwasyon kung saan kinakailangan ang pambihirang fracture toughness. Mangyaring kumonsulta sa aming technical team para sa gabay sa pagpili ng materyal.

Mga detalye(batay sa 99.8% Al₂O₃):

Prinsipyo ng Operasyon:

Ang naka-compress na hangin o nitroheno (0.2–0.6 MPa) ay ibinibigay sa pamamagitan ng mga panloob na channel at lumalabas sa pamamagitan ng mga precision nozzle. Ang pinabilis na daloy ng hangin ay lumilikha ng isang low-pressure zone sa itaas ng end effector (Bernoulli effect), na bumubuo ng lifting force na sumusuporta sa wafer sa isang puwang na 50–200 μm. Walang mga vacuum hole o pad na dumidikit sa likurang bahagi ng wafer.

Mga Aplikasyon:

• · Paghawak ng manipis na wafer (≤50 μm) pagkatapos ng paggiling sa likurang bahagi
• · Paghahatid ng mga wafer na may hubog na hugis (hal., pagkatapos ng CVD o annealing)
• · Paglilipat ng solar cell at LED sapphire substrate
• · Awtomasyon sa paglilinis ng silid na nangangailangan ng zero particle generation
• · Paghawak ng mga panel ng salamin sa paggawa ng display

Proseso ng Paggawa:

Ceramic substrate na sininter mula sa high-purity powder → 5-axis CNC machining ng mga gas channel at nozzle hole (diameter 0.3–1.0 mm, tolerance ±0.01 mm) → surface lapping to Ra ≤0.4 μm → ultrasonic cleaning → helium leak test (mga gas channel). Hindi kailangan ng coating — ang hubad na ceramic surface ay chemically inert at hindi nakakahawa.

Kontrol sa Kalidad:

• · 100% dimensional na inspeksyon (CMM) ng mga posisyon ng nozzle, haba ng braso, at pagiging patag
• · Pagsubok sa pagkakapareho ng daloy ng hangin: pagbaba ng presyon ≤5% sa lahat ng nozzle
• · Pagsubok sa tagas: mga daluyan ng gas na selyado sa 0.6 MPa, walang pagbaba ng presyon sa loob ng 30 segundo
• · Biswal na inspeksyon sa ilalim ng 20× na mikroskopyo para sa mga maliliit na bitak o burr

AMga kalamangan kumpara sa mga Kumbensyonal na Contact End Effector:

• · Walang kontaminasyon sa likurang bahagi ng wafer — walang mekanikal na kontak
• · Walang nababali o nababasag na gilid ng manipis na mga wafer
• · Humahawak sa mga bingkong wafer (hanggang 1 mm na bow) na may matatag na puwang
• · Tinatanggal ang pagpapanatili ng vacuum generator at porous chuck
• · Ang konstruksyong seramiko ay lumalaban sa pagkasira at pag-atake ng kemikal

Pagpapasadya:

• · Magagamit para sa 200 mm, 300 mm, o mga pasadyang laki ng wafer
• · Mga disenyo ng nozzle ng gas: tuwid, anggulo, o uri ng vortex
• · Mga Materyales: alumina (karaniwan) o silicon carbide (para sa pinakamataas na thermal conductivity at wear resistance)
• · Haba ng braso, mounting flange, at lokasyon ng gas port ayon sa OEM drawing

Mga Limitasyon:

Ang implementasyon ng prinsipyong Bernoulli (disenyo ng nozzle, air gap) ay lampas sa saklaw ng ibinigay na mga talahanayan ng katangian ng materyal. Ang mga mekanikal at thermal na katangian sa itaas ay mahigpit na sumusunod sa ibinigay na mga datasheet para sa 99.8% Al₂O₃. Walang inaasahang pagbaba ng pagganap ng ceramic sa ilalim ng pressurized gas flow batay sa mga katangiang ito ng materyal. Para sa mga wafer na sensitibo sa daloy ng gas (hal., MEMS na may mga marupok na istruktura), ang presyon ng gas at disenyo ng nozzle ay dapat isaayos nang naaayon.